El IACT del CSIC transforma residuos de yeso en vaterita útil para construcción sostenible

El Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra (IACT), del CSIC, ha desarrollado un proceso capaz de convertir yeso —residuo abundante en diversas industrias— en vaterita, un mineral escaso con aplicaciones en construcción, farmacia y papel. El método, que opera a temperatura ambiente sin aditivos químicos, permite secuestrar dióxido de carbono y posiciona la vaterita como un sustituto sostenible del cemento convencional.

La vaterita obtenida mediante este nuevo proceso a partir de residuos de yeso es un mineral inestable y escaso en la naturaleza.

Un estudio liderado por el Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra (IACT), del CSIC, ha presentado una técnica capaz de transformar yeso en vaterita, un mineral escaso y con alta demanda en diversas industrias. Según los investigadores, la vaterita obtenida mediante este proceso puede emplearse como material de construcción sostenible, dado que su formación implica la captura de dióxido de carbono (CO2), principal gas de efecto invernadero.

El trabajo, publicado en Advanced Functional Materials, propone una vía para valorizar los residuos de yeso generados por distintas actividades industriales, al mismo tiempo que contribuye a reducir las emisiones de CO2 a la atmósfera. El yeso es un residuo abundante en procesos como la producción de fertilizantes, la demolición y construcción, o la fabricación de dióxido de titanio, utilizado en pinturas, plásticos, papel y cosméticos. A pesar de esta disponibilidad, la tasa de reutilización y reciclaje de yeso en la Unión Europea no supera el 15%.

Sin embargo, la vaterita obtenida mediante este nuevo proceso a partir de residuos de yeso es un mineral inestable y escaso en la naturaleza. Esta inestabilidad, junto con su alta reactividad, le confiere propiedades que resultan especialmente útiles en aplicaciones como la industria farmacéutica, la fabricación de papel y el desarrollo de nuevos materiales de construcción.

En este estudio, los investigadores lograron convertir yeso en vaterita utilizando únicamente agua y dióxido de carbono, sin necesidad de aditivos químicos y en condiciones ambientales. La vaterita resultante puede emplearse directamente como sustituto del cemento tradicional, ofreciendo una resistencia comparable, pero con un consumo energético mucho menor debido a su fabricación a baja temperatura. “Esto es crucial porque no solo permite capturar y almacenar carbono en el propio material, sino que también contribuye a reducir indirectamente las emisiones de la industria del cemento, responsable de aproximadamente el 8% de las emisiones globales de CO2”, señala Alexander Van Driessche, investigador del CSIC en el Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra y coautor del estudio, que también cuenta con la participación del 'Institut des Sciences de la Terre' (CNRS-Univ. Grenoble-Alpes) y la empresa química alemana BASF.

Según los cálculos teóricos del estudio, por cada kilogramo de yeso procesado se secuestran unos 0,26 kg de carbono, una cifra que adquiere relevancia al considerar la enorme cantidad de residuos de yeso disponibles a nivel global.

El método desarrollado no requiere aditivos y puede ejecutarse a temperatura ambiente. Consiste en disolver el polvo de yeso en una solución acuosa rica en carbonatos (solución alcalina) que permite la captura de carbono. El resultado es una vaterita con más del 95% de pureza, elevada superficie específica y alta reactividad, características que la hacen útil no solo en construcción, sino también en aplicaciones farmacéuticas y en la fabricación de papel.

Durante los experimentos, los investigadores utilizaron distintos tipos de yeso puro, tanto sintético como natural, lo que les permitió comprender en detalle el mecanismo de cristalización. Aunque las pruebas iniciales se realizaron con yeso de alta pureza, los autores destacan que el proceso también funciona con residuos industriales, dado que la reacción química es la misma en ambos casos.

El estudio abre la vía a la valorización de residuos de yeso, aunque todavía quedan desafíos por resolver. El primero es integrar la eliminación eficiente de impurezas presentes en los residuos industriales, de modo que no afecten a la pureza de la vaterita.

El siguiente paso será escalar el proceso para consolidarlo como una solución efectiva para tratar grandes volúmenes de residuos. “Desde un punto de vista social y ambiental, enfrentamos el doble reto de reducir el CO2 atmosférico y gestionar la acumulación de residuos industriales. Nuestro método no solo elimina residuos contaminantes, sino que permite obtener un material útil cuya comercialización ayudaría a cubrir costes, haciendo el proceso económicamente viable”, concluye Alexander Van Driessche, investigador del CSIC en el Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra.