El cemento, después del agua, es la sustancia más utilizada en la Tierra. Según datos de la Agencia Internacional de Energía (IEA) y el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS), el mundo produce 4,1 mil millones de toneladas cada año, lo que tiene un impacto ecológico significativo, lo que representa aproximadamente el 8 por ciento del total de las emisiones de gases de efecto invernadero. a la atmósfera se deben a esta industria.

Investigadores del Departamento de Química Inorgánica, Cristalina y Mineralogía de la Universidad de Málaga están trabajando para incrementar la producción de cemento menos contaminante.

Estudio liderado por el profesor de la Facultad de Ciencias Miguel Ángel García, cuyos hallazgos se publican en la revista ‘Sujeto’, que avanza hacia una versión más ecológica del cemento, con menores emisiones de dióxido de carbono (CO)_{una dó}).

Su desarrollo utilizó ‘SkyScan 2214’, un nuevo equipo de nano-tomografía computarizada, adquirido recientemente por la Unidad de Diferenciación de Rayos X de los Servicios de Apoyo a la Investigación Central (SCAI) de la UMA.

Cemento de hidratación

Se trata de una infraestructura de última generación capaz de medir muestras de hasta 30 centímetros de diámetro, con resolución nanométrica, cuya hidratación comercial ha sido estudiada de forma “privilegiada”, con el fin de lograr una menor huella de carbono.

Específicamente, el trabajo consistió en mediciones “precisas” de hidratos de cemento, combinando equipos de difracción de rayos X – la Unidad de Diferenciación de Rayos X SCAI tiene cinco diferenciales para la identificación y cuantificación de minerales y esperando uno nuevo – con el nuevo ‘SkyScan 2214 ‘de infraestructura, obteniendo finalmente una imagen 3D completa de la muestra, con rotación de 360 ​​grados y nanoescala.

“Este kit permite medir piezas enteras, incluso defectuosas, para encontrar puntos débiles sin romperlo”, explica la investigadora responsable de la Unidad SCAI, Laura León, quien también es una de las autoras de la investigación. “Es como buscar un mini gusano en una gran manzana sin realmente abrirlo”, aclara.

El nuevo objetivo a corto plazo de este equipo de científicos de la UMA es repetir este mismo estudio, utilizando los dos equipos de SCAI juntos, pero en cemento bajo en carbono ya en desarrollo.

Infraestructura necesaria

Procedente de fondos FEDER, con una inversión de un millón de euros, en la actualidad hay pocos equipos en España con estos atributos de diploma.

“La resolución con la que trabajamos nos lleva a un altísimo nivel de precisión, y somos capaces de sumergirnos dentro de la imagen sin borrar, hacer zoom y detenernos en determinados rasgos”, añade el profesor de Química Inorgánica Aurelio Cabeza express, responsable de la Aplicación del equipo, que también confirma que se pueden grabar videos para estudiar la evolución de una muestra en formato 4D.

Por lo tanto, de cada imagen tomada por ‘SkyScan 2214’, se extrae un estudio cuantitativo completo con información sobre nitidez, densidad y permeabilidad. También le permite monitorear el proceso de deformación de un material, mostrando cómo se comporta bajo presión o en el tiempo.

“El inmenso poder de la imagen y la calidad de los datos que se pueden extraer es sin duda una herramienta imprescindible”, afirma la investigadora del SCAI Inés Ruiz.

Numerosas áreas de aplicación

Desde que el SCAI de la UMA incorporó esta nueva e innovadora infraestructura en septiembre de este año, más de una docena de investigadores universitarios han pedido su uso. Un proyecto sobre problemas cardíacos desarrollado en corazones embrionarios de modelos animales; otro relacionado con el enanismo, en el que se analiza un fémur de ratón a nivel morfológico; Además de los trabajos en el campo de la botánica o la antropología, existen algunas áreas diferentes y variadas de implementación de ‘SkyScan 2214’.

Referencia bibliográfica:

Salcedo, IR; Cuesta, A.; Shirani, S.; León-Reina, L.; Aranda, MAG (2021). Precisión en las investigaciones de hidratación del cemento: análisis combinados de micro-micrografía de rayos X y difracción de polvo. Sujeto., 14, 6953. https://doi.org/10.3390/ma14226953