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NREL reúne a especialistas de todo el país para discutir cemento y concreto para su tercera reunión anual de tecnologías críticas
El cemento y el concreto son esenciales para la infraestructura de los Estados Unidos, desde nuestras carreteras hasta los edificios que ocupamos. Contabilizar 50% De todos los materiales producidos a nivel mundial, la producción nacional de este material crítico es altamente intensivo en energía, al tiempo que depende de tecnología obsoleta y requiere importaciones de casi 30 millones de toneladas métricas de cemento al año.
En una industria de ritmo rápido como el cemento y el concreto, se necesitan avances para modernizar la producción nacional, mejorar la durabilidad y reducir la dependencia de las importaciones. Compartir los últimos avances en esta tecnología crítica y fomentar las conversaciones clave entre las partes interesadas es necesario para provocar una innovación adicional y apoyar cambios significativos en una industria bien establecida.
En apoyo de este esfuerzo, NREL, un Laboratorio Nacional del Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE), recientemente reunió a más de 80 representantes de nuevas empresas de tecnología, empresas de inversión, academia, industria, instituciones corporativas y el Sistema Nacional de Laboratorio en Golden, Colorado, para la tercera reunión anual de cemento NREL y tecnologías críticas concretas del 9 al 10 de junio.
“NREL tiene la capacidad de involucrar a la industria de cemento y concreto en cualquier nivel de preparación tecnológica, desde el descubrimiento de contenido de banco hasta la implementación, y cumplimos un papel importante para la industria como un tercero confiable para proporcionar una evaluación honesta de los materiales nuevos y emergentes y la transición rápidamente a practicar para practicar”, dijo John Kevern, un investigador de ciencias de los materiales de NREL y cohost para esta reunión. “No existe otro foro para que las industrias de cemento y concreto proporcionen comentarios, pensamientos e ideas relativamente directos para el DOE”.
Esta reunión de dos días destacó tanto los desafíos como los nuevos avances prometedores para las tecnologías de cemento y concreto de próxima generación. El enfoque de este año se centró en el panorama cambiante en la industria de cemento y concreto, con paneles y presentaciones sobre temas como la adquisición de fondos y el capital de riesgo, las pruebas de rendimiento aceleradas y las tecnologías de escala para la implementación de campo, y una discusión centrada en Colorado sobre cómo los proyectos de la ciudad y el condado de Denver, el departamento de transporte de Colorado y el arquitect de arquitect estatal están utilizando nuevos métodos de procedimientos y comerciales e infraestructos infracciones.
“El cemento innovador y el concreto son críticos porque se sientan en la intersección de la confiabilidad de la infraestructura y el desarrollo económico”, dijo Ana Aday, investigadora de ciencias de los materiales de Kevern y cohost para esta reunión. “A medida que enfrentamos demandas crecientes de infraestructura duradera debido al aumento de la urbanización y la construcción de envejecimiento, necesitamos materiales que funcionen mejor. Avanzar en nuevas formulaciones, acelerar los protocolos de prueba y permitir que la adopción más amplia de alternativas materiales sea esencial para probar la durabilidad a largo plazo de nuevos materiales”.
Además de los paneles y las presentaciones, el evento de este año presentó una casa abierta de tecnología NREL, que mostró el potencial transformador de las tecnologías emergentes de NREL no solo en cemento y concreto, sino en otros materiales de construcción críticos como el hierro y el acero. Los participantes también hicieron una lluvia de ideas en una sesión de ruptura, donde este amplio espectro de partes interesadas participó en discusiones sinceras, conocimiento compartido e ideas procesables.
“Estoy encantado de ver la participación de tantos socios de la industria para que esto sea un éxito”, dijo el gerente del programa de laboratorio de NREL, Matthew Ringer. “La capacidad de NREL para reunir a las partes interesadas correctas muestra la confianza que tienen en este equipo y el deseo compartido de impulsar la innovación dentro del sector de cemento y concreto”.
De la investigación a la aplicación comercial
Si bien el cemento y el concreto pueden parecer términos intercambiables, el cemento es el polvo que une los materiales para crear concreto. En términos de hornear, el cemento sería uno de los ingredientes secos utilizados para hacer el pastel (concreto). Y aunque el cemento es solo una pequeña porción de lo que constituye la mezcla de concreto general, es una producción intensiva en energía que requiere la modernización para satisfacer la necesidad de una nueva construcción y mantenimiento de la infraestructura existente.
NREL está liderando esfuerzos entre los Laboratorios Nacionales para abordar esto a través de una combinación de investigación aplicada, proyectos de demostración y asociaciones de la industria. Estos esfuerzos abordan las necesidades críticas, como reducir la dependencia del cemento importado, la utilización de nuevos materiales alternativos, mejorar la durabilidad del material y acelerar la adopción de soluciones de cemento y tecnología concreta de próxima generación.
Algunas de estas iniciativas clave en NREL incluyen el desarrollo de Lignocrete, un extensor de cemento alto en carbono derivado de subproductos de combustible de aviación, que ha demostrado una reducción de la conductividad térmica y una buena durabilidad de congelación-descongelación al tiempo que reduce la cantidad de cemento en las mezclas de concreto.
NREL también se está asociando con startups para transformar subproductos industriales en materiales cementiciosos complementarios avanzados (SCM) a través de la mineralización. Investigaciones adicionales explora el concreto impreso en 3D para los entornos marinos, la reutilización de los residuos de la cuchilla de la turbina eólica en compuestos cementosos para mejoras en aplicaciones térmicas y acústicas, y el desarrollo de hormigones “sin cemento” a base de lignina. Estos esfuerzos apuntan a eliminar las nuevas tecnologías y apoyar el despliegue más amplio de materiales de construcción resistentes y resistentes.
“La industria de cemento y concreto, y la comunidad de arquitectura e ingeniería, están ocupadas y rara vez tienen el tiempo o experiencia para evaluar a fondo los nuevos materiales. Pueden sentirse abrumados y no pueden determinar qué materiales son viables y cuáles son demasiado buenos para ser verdad”, dijo Kevern. “En NREL, nos gusta decir que este no es nuestro primer, segundo o tercer rodeo. A veces nuestros socios solo necesitan a alguien con experiencia para ayudar a caminar a través de la aplicación de un nuevo material o proceso cementoso y proporcionar ejemplos de dónde otros han usado con éxito algo similar”.
Moldeando el futuro
Con tantos jugadores clave en el mundo de cemento y concreto que se mueven rápidamente en una habitación, el objetivo de esta reunión era ir más allá del simple intercambio de información y permitir que NREL y DOE aprendan
sobre los puntos débiles o los desafíos en torno a las necesidades de investigación, pruebas e implementación de tecnologías de cemento y concreto de próxima generación en 2025.
Al crear un espacio donde las partes interesadas de la industria pudieran unirse para identificar vías procesables hacia la innovación acelerada, Aday y Kevern esperaban superficialmente las barreras técnicas e institucionales más apremiantes, como la necesidad de una validación de rendimiento más rápida, mejores datos de campo y alineación en torno a las especificaciones y estándares. Basado en la profundidad de la discusión y el gran interés en la colaboración continua, este taller sentó con éxito las bases para la acción coordinada y el progreso medible, mientras que NREL sigue siendo un puente importante desde la ciencia hasta la aplicación comercial.
“Está claro que el futuro está siendo moldeado por el trabajo que hacemos juntos ahora y que el impulso que la industria de cemento y concreto ha ganado de los últimos años aún se está fortaleciendo”, dijo Aday.
Ya sea desatar la producción de cemento doméstico, minimizar o eliminar las importaciones, o asegurar la resiliencia de infraestructura a largo plazo y el crecimiento económico, la comunicación entre los profesionales que avanzan en este espacio es fundamental para estos avances.
Obtenga más información sobre Nrel’s fabricación avanzada trabajo y investigación de edificios.
Artículo de Nrel. Por Alyssa Bersine
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