El efecto del cambio climático en la infraestructura nueva y existente

El papel de la infraestructura de hormigón es estratégico para cualquier economía. Se presenta en una variedad de formas, como edificios, puentes, túneles y puertos, y dada su importancia para nuestra sociedad, su resiliencia es importante.

Es bien sabido que la tasa de deterioro no solo depende de la composición de los materiales y los procesos de construcción, sino que también depende del entorno climático en curso durante la fase de servicio del ciclo de vida de las estructuras. Sin embargo, el cambio climático tendrá un impacto cada vez mayor en nuestra infraestructura a través de las precipitaciones, los niveles de dióxido de carbono, los niveles más altos del mar y las temperaturas más altas.

El aumento de CO2e y GEI en las últimas décadas ha comenzado a cambiar nuestro entorno, haciéndolo más agresivo y acelerando los procesos de deterioro, como la lluvia ácida y la carbonatación, provocando el agrietamiento y el desconchado inducidos por la corrosión. Esto da como resultado reparaciones más costosas y perjudiciales, así como la pérdida de integridad de las estructuras de hormigón.

La carbonatación no suele ser un gran problema para el Reino Unido, ya que se produce lentamente a través del hormigón de recubrimiento hasta el acero de refuerzo, pero hasta mediados de los años 80 se basaba en hormigón expuesto a <350 ppm de CO2. Los niveles actualmente superan las 400 ppm y van en aumento, lo que provoca que la carbonatación empeore. La corrosión del acero seguirá planteando un gran problema como consecuencia del rápido aumento del cambio climático.

La buena noticia es que existen métodos innovadores disponibles para la protección contra la corrosión y el monitoreo del entorno construido que se pueden adaptar a las estructuras existentes a medida que envejecen o se pueden construir desde nuevas a medida que se forma la estructura.

Los desechos industriales reutilizados se utilizan para crear un material cementoso inteligente activado por álcali (geopolímero AACM) que se utiliza como aglutinante de reparación de cemento y como ánodo de protección catódica de corriente impresa (ICCP) que protege el acero incrustado en estructuras de hormigón.

LoCem, un geopolímero AACM, ofrece sostenibilidad baja en carbono debido a que su producción utiliza poca o ninguna energía de los flujos de desechos derivados de los combustibles fósiles, el acero y la minería. Esto da como resultado un 90 % menos de emisiones de CO2 en comparación con la producción de CEM I, que ya contribuye en gran medida al cambio climático.

LoCem puede formarse como un mortero, lechada u hormigón convencionalmente colocado por vaciado en el lugar o cortado y lechado en cubiertas para estructuras de hormigón armado existentes (aparcamientos de varios pisos, por ejemplo), así como gunitado en juntas para edificios patrimoniales de estructura de acero de transición .

Esta combinación de reparación de hormigón descarbonizado y protección catódica proporciona resiliencia a largo plazo a las estructuras existentes. El control de la corrosión y la protección del acero retienen el carbono incorporado vital y prolongan la vida útil de la estructura durante décadas, lo que reduce la necesidad de una demolición completa o reemplazo de la estructura.

Para los nuevos edificios, la urbanización y el crecimiento de la población ha aumentado significativamente la construcción nueva en las últimas décadas, y si continúa a este ritmo, se interpondrá en el camino del Reino Unido para cumplir con los compromisos del acuerdo de París de limitar el calentamiento global a muy por debajo de 2 ºC Por lo tanto, la industria debería buscar la forma de construir de manera sostenible una nueva infraestructura que pueda soportar los efectos dañinos del cambio climático.

LoCem se ha desarrollado recientemente para formar un componente ICCP moldeado y fabricado en fábrica que se coloca en la barra de refuerzo de acero in situ o antes de que se vierta el hormigón de las nuevas estructuras. El componente se denomina unidad de ánodo modular LoCem (MAU) y se instala como un sistema "plug-and-play" con densidades de corriente personalizadas, lo que ayuda a proporcionar resiliencia estructural sostenible a largo plazo y control sobre la corrosión estructural indefinidamente. Esto ofrece una ruta importante para proteger el carbono incorporado de las estructuras.

Ramboll descubrió en su nuevo informe que, en promedio, se emiten 600 toneladas de CO2e de carbono incorporado para un edificio recién construido de 1000 m2 a lo largo de su ciclo de vida. La implementación de la MAU proporciona una solución sostenible baja en carbono para ayudar a retener el carbono incorporado dentro de la nueva infraestructura, ya que la protección futura contra la corrosión se asocia con el monitoreo de sondas de índice de corrosión integradas. Esto informa sobre el rendimiento y reduce la posibilidad de futuras interrupciones mediante el control remoto de la corrosión, lo que ayuda a retener el carbono incorporado restante.

La tecnología y la innovación tendrán un papel clave que desempeñar para abordar los desafíos del cambio climático y el efecto que esto tiene en la infraestructura nueva y existente. La combinación de materiales de construcción con bajo contenido de carbono y protección catódica demuestra que existen medios para reducir el efecto disruptivo del óxido y la corrosión, y que el acero existente que utilizamos dentro de la infraestructura se puede proteger de manera efectiva.

Innovaciones como LoCem MAU también muestran que existe una forma accesible para que el sector adapte nuevos métodos de construcción y brinde resiliencia desde las primeras etapas. La implementación de tecnología como los ánodos de protección catódica que también se pueden usar como materiales de construcción sostenibles ayudará a lograr los objetivos de Net Zero para el futuro, protegiendo la infraestructura nueva y existente contra los efectos del cambio climático durante toda su vida.