Un informe elaborado por el MIT Concrete Sustainability Hub propone un método para incluir la captura natural de carbono del hormigón en las evaluaciones ambientales de productos de cemento, lo que podría transformar la forma en que medimos el impacto climático de la construcción.
En un contexto global marcado por los desafíos del cambio climático y la necesidad urgente de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, la industria de la construcción se enfrenta a una revisión profunda de sus métodos y prácticas.
Tradicionalmente, las Declaraciones Ambientales de Producto (EPD, en sus siglas en inglés) evalúan el impacto ambiental de los materiales de construcción delimitando el análisis al ciclo de vida inicial, desde la extracción de materias primas hasta la salida de la planta (el denominado alcance “cradle-to-gate”).
Sin embargo, un reciente informe elaborado por expertos del MIT Concrete Sustainability Hub y representantes de diversas instituciones y asociaciones internacionales propone ampliar este enfoque para incorporar la captura natural de CO2 (carbonatación) que ocurre durante la fase de uso de los productos cementicios.
El documento, titulado Interim Report: Accounting for Carbon Uptake in the EPDs of Cement-based Products, propone un marco metodológico innovador que no sólo reconoce la importancia de este proceso natural, sino que también plantea la incorporación de datos del tipo end-use (aplicación final) para reducir la incertidumbre inherente a la estimación de la absorción de carbono en el concreto.
Este proyecto, en el que participaron Hessam AzariJafari (director adjunto del MIT Concrete Sustainability Hub), Ken Carrusca (vicepresidente de la Cement Association of Canada) y Jamie Farny (director de Medición y Métricas Ambientales de la Portland Cement Association), entre otros, busca sentar las bases para una evaluación ambiental más completa dentro de la industria del cemento, abriendo el camino hacia prácticas de construcción más sostenibles.
La carbonatación y su relevancia para la construcción sostenible con hormigón
Los productos elaborados a base de cemento, como el hormigón, poseen una cualidad poco conocida, pero significativa: pueden absorber CO2 del ambiente, en un proceso conocido como carbonatación.
Este fenómeno consiste en la reacción del dióxido de carbono atmosférico con los compuestos de calcio presentes en el hormigón, generando carbonatos a lo largo de la vida útil del material. Esta transformación, que se desarrolla de forma natural en estructuras expuestas al ambiente, tiene el potencial de mitigar algunas de las emisiones acumuladas durante la producción del cemento.
En ese sentido, de acuerdo con el informe del MIT Concrete Sustainability Hub, a lo largo de décadas, grandes volúmenes de hormigón pueden capturar cantidades significativas de CO2, lo que se traduce en una reducción parcial de su huella de carbono.
Pese a este potencial, las EPD actuales en Estados Unidos no incluyen este ítem -la captura de CO2- entre sus parámetros, lo que a la postre, presenta una imagen incompleta del verdadero impacto climático que tiene el hormigón.
Abordando los desafíos: Un nuevo enfoque para medir la captura de CO2
Incluir el proceso de carbonatación del hormigón en las EPD no es una tarea sencilla. De partida, se señala en el informe, el grado de carbonatación no es un valor fijo y depende de múltiples factores que incluyen las condiciones ambientales, como la temperatura, la humedad y la concentración de CO2 en el aire. Por ejemplo, en zonas urbanas con mayor concentración de CO2, el hormigón puede experimentar tasas más altas de captura.
A eso se suman las características intrínsecas del hormigón, como su porosidad, la composición del aglutinante y la geometría de la pieza. Además, la exposición del hormigón –ya sea en un edificio urbano, en un puente o en una acera– añade otra capa de complejidad en la medición de este fenómeno.
El desafío radica, por tanto, en poder cuantificar de forma adecuada esta captura de carbono a lo largo del ciclo de vida del producto. La evaluación tradicional de las EPD, que se limita al análisis de emisiones desde el “cuna-a-la-grúa”, no captura la magnitud de la absorción que se produce en el uso. Reconocer la fase de uso es crucial para obtener una imagen completa y científica del balance neto de CO2 de los productos cementicios.
Para abordar la complejidad de la evaluación de la carbonatación, el documento del MIT Concrete Sustainability Hub propone un marco metodológico basado en un enfoque probabilístico y en la disponibilidad de datos en distintos niveles de detalle. Este enfoque se sustenta en la idea de que existen dos fuentes principales de información: la disponible en la etapa de producción del hormigón y la que proviene de la aplicación final del material en el sitio de construcción.
El primer conjunto de datos corresponde a la fase del productor. En esta etapa, la información típica se relaciona con la composición de la mezcla, las propiedades mecánicas del hormigón y otros parámetros controlados en el entorno de la planta de fabricación. No obstante, esta información resulta insuficiente para obtener una estimación precisa de la carbonatación en uso, ya que no incluye aspectos relativos a la exposición ambiental y las condiciones específicas del producto una vez instalado.
Para contrarrestar esta limitación, el informe propone integrar también la información del “end-use” o de usuario. Este segundo nivel de datos abarca detalles como la ubicación geográfica, las condiciones climáticas locales, la geometría del elemento de hormigón (por ejemplo, un piso de 25 mm de espesor o una viga estructural) y otros factores que afectan directamente la tasa y el grado de absorción de CO2. Incorporar esta información en el análisis permite ajustar la estimación de la captura de carbono y reducir el margen de incertidumbre.
De esta forma, el sistema se organiza en una jerarquía que va desde el nivel 1, basado únicamente en datos generales de producción, hasta el nivel 4, que incluye información detallada sobre el elemento de hormigón en específico y el entorno geográfico donde se ubicará. En los niveles inferiores, en los que la información es escasa o se basa sólo en parámetros promedio, se observa una alta variabilidad en los valores estimados de captura de carbono. A medida que se avanza hacia niveles de detalle más altos, el rango de incertidumbre se reduce notablemente, permitiendo obtener estimaciones más precisas.
El documento elaborado por el MIT incluye una representación gráfica que ilustra cómo, a medida que se disponen de más datos contextuales, la distribución probabilística de la captura de carbono se estrecha. Por ejemplo, al conocer un determinado diseño de mezcla de hormigón específico que se utilizará para un piso de oficinas, con especificaciones geométricas y ambientales precisas, la estimación de la absorción de CO2 se vuelve más concreta, lo que refuerza la fiabilidad de las EPD resultantes.
Desafíos y oportunidades de este nuevo marco metodológico
Si bien la propuesta representa un avance significativo en términos de precisión y robustez en la medición de la captura de carbono, también se identifican diversas dificultades. Entre los principales retos se destaca la amplia variabilidad en la información disponible según la etapa del ciclo de vida analizada. En muchas ocasiones, los datos proporcionados por los productores son limitados, generando incertidumbre respecto al valor real de captura de CO2.
Otro desafío importante reside en la necesidad de integrar datos de fuentes dispares. Las condiciones ambientales, las prácticas constructivas y las normativas locales pueden variar considerablemente de una región a otra, lo que implica que el mismo hormigón, fabricado con características homogéneas, podría presentar tasas de carbonatación diferentes según el entorno en el que se instale.
Por ese motivo, la metodología que se propone en el documento del MIT Concrete Sustainability Hub debe ser lo suficientemente flexible como para incorporar estas variaciones regionales y ofrecer resultados comparables a pesar de las diferencias contextuales.
A eso se añade la complejidad inherente a la recolección y digitalización de datos de uso, lo que constituye una barrera en la implementación del marco propuesto. En el informe se destaca que, aunque muchas empresas ya cuentan con bases de datos robustas al nivel de la producción, la obtención de información detallada sobre el uso final de los productos es más complicada.
Este déficit obliga a recurrir, en algunos casos, a estimaciones conservadoras que, si bien son Prudentes desde el punto de vista normativo, pueden no reflejar con exactitud el desempeño ambiental real del hormigón en servicio. «Reportar un valor de captura de carbono, una estimación conservadora basada en una baja probabilidad de no excedencia, con solo la información de composiciones de materiales y propiedades mecánicas podría ser demasiado incierto para ser útil», advierte el documento.
Sin embargo, las oportunidades derivadas de superar estos desafíos son múltiples. La integración de la captura de CO2 en las EPD permitiría a los fabricantes comunicar, de forma más completa, el impacto ambiental de sus productos. «Una estimación precisa de la captura de carbono en productos a base de cemento puede proporcionar una imagen más completa de las emisiones de gases de efecto invernadero durante el ciclo de vida de estos productos», enfatizó l Dr. Hessam AzariJafari, director adjunto del MIT Concrete Sustainability Hub, en el informe.
Este nivel de detalle, además, no sólo cumpliría con las crecientes exigencias de los reguladores en materia de sostenibilidad, sino que también entregaría herramientas más precisas a arquitectos, ingenieros y responsables de la toma de decisiones para la selección de materiales y el diseño de infraestructuras sostenibles.
Además, el enfoque probabilístico y multinivel abre la puerta a futuras mejoras en la metodología. Con el tiempo, y a medida que se consolide la recopilación de datos de uso, los modelos podrían afinarse y extenderse a otros productos, como elementos prefabricados de hormigón, entre otros. La visión a largo plazo, de acuerdo con el informe, es que este marco se convierta en una referencia estándar a nivel global, permitiendo una correcta comparación entre productos y fomentando una competencia basada en la eficiencia ambiental real de cada solución constructiva.
Implicaciones para la industria y el desarrollo de normativas ambientales
La incorporación de la captura de CO2 en las EPD representa un cambio de paradigma que podría transformar la manera en que se evalúa y comunica la sostenibilidad en la industria de la construcción con hormigón. Tradicionalmente, las EPD se utilizan para comparar productos y procesos basándose en datos disponibles en la fase de producción, dejando de lado el potencial mitigador del hormigón cuando se expone a la atmósfera.
En ese sentido, con este nuevo enfoque, se propone una evaluación integral que abarque tanto la producción como la fase de uso y, en el futuro, incluso etapas posteriores como el fin de vida del material.
Asimismo, desde el punto de vista de la regulación, la propuesta ofrece una base más sólida para el desarrollo de directrices y normativas que incentiven el uso de materiales con bajas emisiones netas de CO2.
En esa línea, el informe del MIT Concrete Sustainability Hub analizó los estándares existentes que abordan la captura de carbono en productos de cemento, como el estándar británico/europeo BS EN 16757. Aunque este estándar proporciona una metodología simplificada para calcular la captura de carbono en hormigón, el documento del MIT puntualiza que «el procedimiento descrito necesitaría puede necesitar ser refinado aún más para incorporar entradas específicas del contexto».
La propuesta de un nuevo marco permite identificar de forma precisa qué variables son críticas en el desempeño ambiental de los productos cementicios. Aspectos como la proporción de cemento Portland frente a materiales suplementarios, las condiciones de curado, la geometría de los elementos o las condiciones ambientales locales, se convierten en parámetros fundamentales para la modelización de la captura de CO2. Este conocimiento no sólo orientará a los fabricantes en la optimización de sus mezclas, sino que también proporcionará insumos importantes para la formulación de incentivos o penalizaciones en función de la eficiencia ambiental de cada producto.
La estandarización de este nuevo procedimiento también tendría implicaciones comerciales. Las EPD que integren información precisa sobre la captura de carbono podrían utilizarse como un sello de calidad, diferenciando a los fabricantes que se comprometan con una evaluación ambiental completa y basada en datos científicos.
«El enfoque probabilístico para la evaluación de la captura de carbono proporciona el rango potencial de captura de carbono considerando diferentes niveles de disponibilidad de datos», explica el informe. «El marco propuesto permitiría a los usuarios calcular la captura dependiendo de la información conocida sobre el proyecto y el tipo de elemento que se producirá con un producto a base de cemento, manteniendo un enfoque conservador cuando cierta información es desconocida».
Un ejemplo práctico para la aplicación de la nueva propuesta metodológica
Para ilustrar el funcionamiento del enfoque multinivel propuesto, el informe del MIT describe un ejemplo práctico en el que se analiza la captura de CO2 de una mezcla de hormigón destinada a la construcción de un piso de oficinas de 25 mm de espesor.
En el nivel más básico (Nivel 1), la única información disponible es la composición de la mezcla y las propiedades mecánicas registradas en la planta de producción. Con estos datos, se puede obtener una estimación amplia de la captura de carbono, que, debido a la alta incertidumbre, abarca un rango considerable en la distribución probabilística.
A medida que se incorpora información del uso final (Niveles 2 y 3), como las condiciones ambientales a las que se expondrá el piso, los datos sobre la ventilación, la temperatura y la condición de humedad, el rango de variabilidad se reduce. Finalmente, en el nivel más detallado (Nivel 4), que incluye la geometría precisa del elemento (dimensiones, profundidad de la cubierta del refuerzo, y otros parámetros críticos), la estimación de la captura de CO2 adquiere un carácter casi concreto. La representación gráfica de estos niveles, según el informe, evidencia cómo la disponibilidad gradual de información detallada conduce a una reducción sustancial de la incertidumbre en la medición.
Esta estrategia, que combina datos de producción con información end-use, proporcionaría a los productores una herramienta poderosa para generar escenarios múltiples en sus EPD. En función del grado en que se conozca la aplicación final del hormigón, los fabricantes pueden reportar diferentes escenarios que reflejen el rango de posibles capturas de carbono.
Este tipo de análisis, además de ser científicamente sólido, permite a los usuarios de las EPD seleccionar el escenario que mejor se ajuste a las condiciones reales de sus proyectos, favoreciendo decisiones de inversión basadas en información actualizada y específica.
Los desafíos de la digitalización y la gestión de datos
Uno de los pilares de este nuevo enfoque se encuentra en la capacidad de gestionar grandes volúmenes de datos provenientes de diversas fuentes. En la era digital, muchas empresas ya iniciaron procesos de digitalización que les permiten almacenar y analizar información del proceso constructivo. Sin embargo, el transcribir este tipo de sistemas a la inclusión de datos end-use plantea importantes desafíos, tanto en términos de interoperabilidad como de estandarización.
En ese sentido, el documento del MIT Concrete Sustainability Hub destaca que, para poder implementar la propuesta de marco multinivel en los EPD, es imprescindible desarrollar herramientas digitales que faciliten la recolección, el almacenamiento y el análisis de datos contextuales.
Estas herramientas, se menciona en el informe, deberán ser capaces de integrar información proveniente de fuentes muy heterogéneas como, por ejemplo, sensores ambientales, bases de datos de proyectos y reportes de rendimiento en obra, para generar modelos predictivos que permitan estimar la captura de CO2 con altos niveles de precisión.
Así, el desarrollo de softwares especializados y la colaboración entre el sector público, la industria de la construcción con hormigón y la academia resultarán claves para superar estas barreras tecnológicas.
El reto se extiende también al ámbito de la normalización internacional. Actualmente, normas europeas como la mencionada BS EN 16757:2022 y directrices regionales en Estados Unidos se centran en la evaluación de impactos de producción, sin incluir de manera sistemática la fase de uso.
La experiencia acumulada con el nuevo marco podría marcar el camino para la actualización de dichas normas, integrando de forma oficial la cuantificación de la captura de carbono en los procesos de evaluación ambiental. De esta manera, se podría alcanzar una mayor homogeneidad en los informes y facilitar la comparativa entre distintos productos y regiones.
Impacto del nuevo marco en la sostenibilidad de la construcción con hormigón
A nivel macro, el informe del MIT destaca la incorporación en las EPD de la captura de CO2 que se genera de forma natural en el hormigón tendría implicaciones profundas para la sostenibilidad en la construcción.
Por un lado, permitiría a los responsables de políticas públicas tener una visión más completa de la huella ambiental del sector, fomentando la implementación de incentivos y regulaciones orientadas a la reducción neta de emisiones. Por otra parte, los propios fabricantes encontrarían en este enfoque una oportunidad para innovar y optimizar sus procesos, ya que contar con datos detallados sobre la absorción de CO2 les permitirá diseñar mezclas de hormigón que maximicen la captura y, en consecuencia, reduzcan el impacto ambiental del producto final.
Otro impacto positivo que vislumbra el documento se vincula con la transparencia que deriva de un análisis integral de la huella de carbono, lo que reforzaría también la confianza de inversionistas y consumidores. Al poder comparar una EPD que incluya no sólo los impactos negativos asociados a la fabricación, sino también los beneficios ambientales derivados de la fase de uso, se promovería una competencia basada en la sostenibilidad real de los productos.
Este cambio de paradigma, que se menciona en el informe, es especialmente relevante en un contexto donde la economía baja en carbono se proyecta como uno de los principales motores de la actividad económica en las próximas décadas.
Asimismo, la adopción de la metodología propuesta se alinea con tendencias globales que impulsan la construcción de infraestructuras más resilientes y sostenibles. Proyectos de gran envergadura, tanto en el ámbito público como privado, tienen hoy en día la obligación de cumplir con rigurosos estándares ambientales. En este sentido, disponer de EPD robustas y completas se convierte en un requisito indispensable para optar a financiamientos y certificaciones de sostenibilidad, abriendo la puerta a nuevas oportunidades de mercado para aquellos actores que apuesten por la innovación y la transparencia.
Avanzar hacia una construcción con hormigón más sostenible
El informe que elaboró el MIT Concrete Sustainability HUB no sólo presenta un análisis detallado del estado actual de la evaluación de la captura natural de CO2 en los productos que contienen cemento, como el hormigón, sino que también plantea una “hoja de ruta” para la evolución futura de esta metodología. Entre los pasos inmediatos se encuentran:
1.- La ampliación del marco para incluir la estimación de la captura de CO2 en la fase de fin de vida de los productos. Si bien el enfoque actual se centra en el periodo de uso, una evaluación completa debe contemplar la totalidad del ciclo de vida, desde la producción hasta la demolición, reciclamiento o disposición final del material. Este aspecto resulta crucial para obtener una medición real de la reducción neta de CO2 atribuible a la construcción sostenible.
2.- La necesidad de desarrollar herramientas digitales que permitan automatizar el proceso de integración de datos. Dichas herramientas, se menciona en el documento, facilitarán la identificación de las variables críticas en cada etapa del esquema multinivel y permitirán a los productores construir escenarios de manera dinámica. La implementación de estas soluciones informáticas requerirá la colaboración entre la industria, la academia y organismos especializados, lo que podría dar lugar a innovaciones que se extiendan más allá de la industria del cemento y del hormigón.
3.- Otro aspecto a considerar es la puesta en común de datos y experiencias en foros internacionales. La estandarización de la metodología de incorporación de la captura de CO2 depende, en gran medida, de la capacidad de los diferentes actores para compartir información y ajustar sus prácticas a un marco común. En este sentido, la colaboración global y la apertura en el intercambio de datos se convertirán en factores claves para una construcción verdaderamente sostenible.
Finalmente, el informe destaca la importancia de continuar la investigación en variables que actualmente representan un alto grado de incertidumbre, como los efectos secundarios de la carbonatación en la durabilidad del hormigón o los riesgos asociados a la corrosión del acero.
Estos aspectos requieren estudios a largo plazo que permitan afinar la precisión de los modelos y asegurar que la metodología pueda aplicarse con éxito en una amplia variedad de contextos, desde zonas urbanas densamente pobladas hasta regiones con condiciones climáticas extremas.
