La producción de cemento representa hasta el nueve por ciento de las emisiones antropogénicas de dióxido de carbono a nivel mundial, según el Consejo Empresarial Mundial para el Desarrollo Sostenible. Sabbie Miller, profesor adjunto del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental, tiene como objetivo cambiar eso encontrando formas alternativas de hacer cemento o reemplazarlo por completo.

La gente ha estado usando cemento como material de construcción durante miles de años. Mezclado con agua y fragmentos de roca, forma hormigón para edificios, carreteras y puentes.

La fabricación de cemento implica calentar piedra caliza y arcilla a 1450 ° C (2640 ° F), que consume energía y libera dióxido de carbono. El proceso también requiere grandes cantidades de agua dulce. Sin embargo, la razón por la que el cemento juega un papel tan importante en las emisiones de dióxido de carbono se debe a la gran cantidad de hormigón que se vierte en todo el mundo.

"Es un reflejo del cambio de la sociedad y la construcción de más infraestructura, "Dijo Miller.

Molinero, que forma parte del comité de sostenibilidad del American Concrete Institute, centra su investigación en tres áreas:Materiales alternativos al cemento convencional, formas de reemplazar o reducir la cantidad de cemento en el concreto, y enfoques de ingeniería que apuntan a las estrategias de mitigación deseadas para reducir los impactos ambientales del cemento y el concreto.

"Descubrí que el diseño estructural y la ingeniería de materiales rara vez se encuentran con caminos; si el ingeniero estructural dice que necesito un concreto de 25 MegaPascales (estándar), nadie dice si puedo rediseñar la estructura para poder salirme con menos pero hormigón de mayor resistencia, " ella dijo.

Un estudio reciente de Miller y colegas publicado en Materiales de la naturaleza describe cómo está evolucionando el campo de la investigación sostenible; pequeños cambios con métodos fácilmente implementables podrían reducir drásticamente las emisiones de gases de efecto invernadero en todo el mundo de la producción de concreto en aproximadamente un 20 por ciento, ella argumenta. Miller también ha explorado impactos ambientales menos comúnmente considerados en la producción de concreto, como la demanda de agua, y ha demostrado que la producción de este material se traduce en aproximadamente el 20 por ciento del consumo de agua industrial mundial.

Existe una amplia gama de materiales alternativos que podrían utilizarse para fabricar cemento con menos energía, o para reemplazar cemento en hormigón. Miller quiere saber cómo estas alternativas afectan las propiedades estructurales y térmicas del hormigón y el cemento. ¿Cómo se comparan con los materiales convencionales? ¿Cuánto durarán y qué sucede cuando se rompen? ¿Qué materias primas se necesitan para producirlas y qué impacto tiene esa producción en el medio ambiente?

Para algunas aplicaciones, podría ser posible utilizar menos material alternativo y aún así reducir los impactos ambientales mejorando la resistencia y durabilidad generales de una estructura.

"La longevidad podría reducir la demanda de materiales asociados con el reemplazo y el mantenimiento, "Dijo Miller.

Sin aflojar la demanda mundial de hormigón, hay mucho margen para reducir el impacto en las materias primas, energía usada, Demanda de agua, y emisiones de dióxido de carbono.

"Es el borde mismo de un océano de investigación, "Dijo Miller.