Desarollan un nuevo método para transformar residuos de yeso en materiales de construcción sostenibles mediante un proceso que captura CO2

La investigación ha sido liderada desde el Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra (IACT – CSIC). Entre las ventajas del proceso pueden citarse que se realiza sin agua, a temperatura ambiente, sin horno ni aditivos, reduce el consumo de energía y atrapa 260 gramos de este gas de efecto invernadero por kilo de yeso. Gracias a este desarrollo es posible convertir el yeso en vaterita, un mineral escaso y de alto valor a partir del que se obtiene cemento carbonatado sostenible.

Los científicos tambiénn han demostrado que la vaterita así obtenida puede usarse como material de construcción sostenible, ya que su producción consume dióxido de carbono (CO2). El trabajo, que se publica en Advanced Functional Materials, abre la puerta a la valorización de residuos industriales de yeso mediante una técnica que, además, contribuye al secuestro y reducción de emisiones de carbono.

El yeso es un residuo muy abundante de multitud de procesos industriales, como la producción de fertilizantes, las actividades de demolición y construcción o la producción de dióxido de titanio. Sin embargo, su reutilización y reciclaje es mínimo, en torno a un 15% en toda la Unión Europea. Por su parte, la vaterita es uividad— tiene interesantes aplicaciones en la industria farmacéutica, la fabricación de papel y el desarrollo de nuevos materiales de construcción.

Sustituto del cemento tradicional

En este estudio, los investigadores han logrado convertir yeso en vaterita utilizando tan solo agua y dióxido de carbono, sin necesidad de usar aditivos químicos y operando en condiciones ambientales. Además, demuestran que la vaterita resultante tiene una aplicación directa como sustituto del cemento tradicional, con una resistencia comparable, pero con la ventaja de que su fabricación consume mucha menos energía, ya que se hace a menor temperatura.

“Esto es crucial porque no solo permite capturar y almacenar carbono en el propio material, sino que también contribuye a reducir de forma indirecta las emisiones asociadas a la industria del cemento convencional, la cual es responsable de aproximadamente el 8% de las emisiones globales de CO2”, explica Alexander Van Driessche, investigador del CSIC en el Instituto de Ciencias de la Tierra, en el que también participan el Institut des Sciences de la Terre (CNRS-Univ. Grenoble-Alpes) y la empresa química alemana BASF.

De hecho, los cálculos teóricos señalan que, por cada kilogramo de yeso que se procesa, se logra secuestrar (es decir, capturar y fijar) unos 0,26 kg de carbono. Esta cifra, que puede parecer modesta, cobra relevancia cuando se considera el volumen masivo de residuos de yeso disponibles a escala global.

Un método sostenible que captura carbono

El método, que no necesita de aditivos y puede realizarse a temperatura ambiente, consiste en disolver el polvo de yeso en una solución acuosa rica en carbonatos (solución alcalina) de captura de carbono. El resultado es una vaterita con una pureza superior al 95%, alta superficie específica y gran reactividad, propiedades que abren la puerta a múltiples aplicaciones tecnológicas, no solo en construcción, sino también en farmacia o fabricación de papel.

Para realizar los experimentos, los investigadores han usado diferentes tipos de yeso puro (tanto sintético como natural), lo que les ha permitido obtener una comprensión detallada del mecanismo de cristalización involucrado. Aunque los experimentos se han usado con yeso de alta pureza, los investigadores señalan que la conversión también
funciona con yeso procedente de residuos industriales, ya que el proceso químico implicado es igual en ambos casos.

Propuesta para la valorización de residuos industriales de yeso dentro de una economía circular/ Foto: C. Pimentel, G. Montes-Hernández, P. Almarza-Cifuentes, M. Kellermeier, and A. E. S. Van Driessche

Los investigadores señalan que el trabajo abre el camino a la valorización de residuos de yeso, aunque aún quedan retos por resolver. El primero, en el que ya están trabajando, es integrar la eliminación eficiente de las impurezas contenidas en los residuos industriales de yeso en el mecanismo de producción de vaterita, de forma que no afecten a la pureza de la misma. Posteriormente trabajarán en el escalado del proceso para consolidar la técnica como una solución efectiva para el tratamiento de grandes volúmenes de residuos.

“Desde un punto de vista social y ambiental, nos enfrentamos a los grandes retos de reducir el CO2 de la atmósfera y gestionar la acumulación de residuos industriales. Nuestro método no solo ayuda a eliminar residuos contaminantes del entorno, sino que permite obtener un material útil cuya comercialización contribuiría a cubrir los costes, haciendo que el proceso sea económicamente más viable”, concluye Van Driessche.

Referencia:

C. Pimentel, G. Montes-Hernández, P. Almarza-Cifuentes, M. Kellermeier, and A. E. Van Driessche, “From Waste to Value: Conversion of Calcium Sulfate to Vaterite via Carbon Capture and Storage.” Advanced Functional Materials (2026): e19977. https://doi.org/10.1002/adfm.202519977

Imagen de portada: El cemento conseguido a partir de vaterita puede usarse por sí solo o mezclarse con cemento tradicional. / Foto: Aksakal. Pexels