MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN, PROCEDIMIENTO DE OBTENCIÓN DE DICHO MATERIAL, ELEMENTO CONSTRUCTIVO ELABORADO EMPLEANDO DICHO MATERIAL Y USO DEL MATERIAL COMO SUMIDERO CO2 PARA INMOVILIZAR CARBONO A LARGO PLAZO.

Material de construcción, procedimiento de obtención de dicho material,

elemento constructivo elaborado empleando dicho material y uso del material como sumidero de CO2 para inmovilizar carbono a largo plazo.

Empleado tanto en construcción civil como en edificación, comprende la elaboración de materiales de construcción, preferentemente mezclas bituminosas y morteros hidráulicos de cemento o yeso, a base de agregados vegetales como aserrín, virutas y/o fibras de madera, así como paja, por medio de un método que incluye un tratamiento térmico de calentamiento de los agregados. Los agregados se pueden obtener a partir de madera procedente de residuos industriales de empresas madereras o agropecuarias, así como se pueden obtener de plantaciones forestales renovables.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200930312.

Solicitante: HORBIOPAT S.L.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: DOMINGUEZ RODRIGUEZ,LUCAS, GOYACHE-GOÑI,JOAQUIN, DOMINGUEZ RODRIGUEZ,MERCEDES, MORENO IRUELA,INMACULADA, MARTINEZ VILLALBA,LUIS ANGEL, DOMINGUEZ DOMINGUEZ,LUCAS, TORAÑO GARCIA,ALFREDO, RODRIGUEZ VILLANUEVA,PEDRO PABLO, DOMINGUEZ LUBILLO,LUCAS.

Fecha de Publicación: 6 de Marzo de 2012.

Clasificación Internacional de Patentes:

C04B18/26 QUIMICA; METALURGIA. › C04 CEMENTOS; HORMIGON; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS; REFRACTARIOS. › C04B LIMA; MAGNESIA; ESCORIAS; CEMENTOS; SUS COMPOSICIONES, p. ej. MORTEROS, HORMIGON O MATERIALES DE CONSTRUCCION SIMILARES; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS (vitrocerámicas desvitrificadas C03C 10/00 ); REFRACTARIOS (aleaciones basadas en metales refractarios C22C ); TRATAMIENTO DE LA PIEDRA NATURAL. › C04B 18/00 Empleo de materias aglomeradas, de residuos o de desechos como cargas para morteros, hormigón o piedra artificial; Tratamiento de materias aglomeradas, de residuos o de desechos, especialmente previsto para reforzar sus propiedades de carga, en los morteros, hormigón o piedra artificial (elementos de armadura E04C 5/00). › Madera, p. ej. serrín de madera, virutas.

PDF original: ES-2356877_A1.pdf

Fragmento de la descripción:

Material de construcción, procedimiento de obtención de dicho material, elemento constructivo elaborado empleando dicho material y uso del material como sumidero de CO₂ para inmovilizar carbono a largo plazo.

Objeto de la invención

La presente invención se puede incluir tanto en los campos de la inmovilización de CO₂ como en el de la construcción, tanto en edificación como en obra civil, en particular en el de materiales de construcción.

Asimismo, la invención se centra en la explotación ecológica sostenible de los recursos naturales disponibles.

El objeto principal de la presente invención consiste en la fabricación de elementos constructivos, tradicionales o no, por un procedimiento que permite la inmovilización de CO₂ y la utilización de elementos renovables en un procedimiento de formación de sumideros de CO₂, con el fin de reducir las emisiones de CO₂ e inmovilizar grandes cantidades de este gas, responsable en buena medida del efecto invernadero y del cambio climático.

Antecedentes de la invención

La temperatura global de la superficie de la tierra se ha incrementado 0'8ºC desde finales de la década de los años 90 del siglo pasado, siendo la media de incremento de temperatura de 0'15ºC por década desde 1975, estimándose que la media de temperatura de la tierra sufrirá un incremento de entre 1'5 y 5'8ºC durante el siglo XXI (IPCC 2001).

Este aumento de temperatura es conocido como Calentamiento Global, que es el término utilizado para describir las variaciones, estadísticamente significativas, en las medidas de la temperatura, que muestran un aumento en promedio en la temperatura de la atmósfera terrestre y de los océanos, y que persiste por un periodo más o menos largo de tiempo. Este Calentamiento Global puede deberse a procesos naturales, internos o externos, o a cambios persistentes debidos a la actividad humana.

Pese a que el Calentamiento Global es un problema singular en el que se producen complejas interacciones, ya que puede ser debido parcialmente a procesos naturales internos o externos, en general es atribuido a la emisión de gases con efecto invernadero producidos por la actividad humana, incluyendo cambios en el uso del suelo, deforestación, quema de biomasa, secado de zonas húmedas, cultivo del suelo y uso de combustibles fósiles (Lal, 2008). Se denomina Efecto Invernadero al fenómeno por el que algunos gases, que son componentes normales de la atmósfera, retienen parte de la energía que el suelo emite tras haber sido calentado por la radiación solar.

Por lo tanto es necesario disminuir las concentraciones de gases con efecto invernadero, tal y como se estableció en el Protocolo de Kioto sobre el cambio climático, acuerdo internacional que tiene por objetivo reducir las emisiones de seis gases que se estima son responsables en gran medida del calentamiento global: dióxido de carbono (CO₂), gas metano (CH₄) y óxido nitroso (N₂O), además de tres gases industriales fluorados (Hidrofluorocarbonos -HFC-, Perfluorocarbonos -PFC- y Hexafluoruro de azufre -SF6-), en, aproximadamente, un porcentaje de un 5%, dentro del periodo 2008 al 2012, tomando como base las emisiones al año 1990.

La concentración de CO₂ se ha incrementado un 31%, desde 280 ppmv en 1850 hasta 380 ppmv en 2005, y sigue con un ritmo de crecimiento de 1'7 ppmv año^-1 ó 0'46% año^-1 (WMO, 2006; IPCC, 2007). Entre 1850 y 1998 se estima que la emisión de CO₂ debida a la actividad económica humana osciló entre 270\pm30 Pg por el empleo de combustibles fósiles y 136\pm30 Pg por cambios en el empleo del terreno, deforestación y el cultivo del suelo (IPCC 2001). Actualmente, se emiten, aproximadamente, 7 Pg C año^-1 por el consumo de combustibles fósiles (Pacala y Socolow, 2004) y 1'6 Pg C año^-1 por deforestación, por cambios en el empleo del terreno y el cultivo del suelo (Lal, 2007). Del total de las emisiones debidas a la actividad humana (8'6 Pg C año^-1), 3'5 Pg C año^-1 son absorbidas por la atmósfera, 2'3 Pg C año^-1 por los océanos y el resto por un sumidero desconocido, probablemente en el hemisferio norte (Tans y col., 1990; Fan y col., 1998).

Existen diferentes estrategias para disminuir las emisiones de CO₂ y, de este modo, mitigar el cambio climático (Schrag, 2007):

1. Reducción del gasto energético global, mediante el desarrollo e implantación de energías renovables. Un inconveniente dentro de las fuentes de energía renovables stricto sensu radica en la baja cuantía de energía obtenida en comparación con las fuentes convencionales no renovables. Esta característica implica la necesidad de un sobredimensionamiento de las instalaciones para poder obtener potencias razonables, lo cual no está exento de un considerable impacto, tanto medioambiental como paisajístico. Adicionalmente, la cuantía de energía aportada por las fuentes de energía renovables es muy variable, sobre todo estacionalmente, pero también día a día o incluso a lo largo de un día. Dichos inconvenientes dificultan la extensión masiva del uso de las energías renovables y las relegan, por el momento, a servir de meras fuentes de energía de apoyo, sobre las que reposa un porcentaje relativamente bajo de la demanda energética total. 2. Desarrollo de fuentes energéticas no productoras de gases de efecto invernadero. 3. Desarrollo de combustibles que aunque basados en el carbono (biocombustibles), convirtiendo en etanol los azúcares derivados de la biomasa, mientras que los aceites y grasas son transformados en biodiesel, inmovilizan durante un tiempo el carbono tratando de este modo de reducir el empleo de combustibles fósiles. Si bien hay que admitir que retrasa el agotamiento de las fuentes no renovables más empleadas, como son el carbón y los GLP's, no es menos cierto que no contribuye realmente a la reducción de las emisiones de CO₂, puesto que su empleo se limita a la combustión de residuos orgánicos, lo que produce CO₂ que es liberado a la atmósfera. Los biocombustibles están estrechamente relacionados con ciertos aspectos del secuestro de C. 4. Y finalmente, Secuestro del CO₂ desde las fuentes de origen o desde la atmósfera mediante procesos naturales o tecnológicos. Existen numerosas opciones tecnológicas para el secuestro de CO₂ atmosférico. La elección de una o una combinación de varias es fundamental para poder formular las políticas energéticas para el futuro crecimiento económico y el desarrollo a escala nacional y global (Lal, 2007). Desde un punto de vista tecnológico Existen dos modos principales para el secuestro de CO₂ atmosférico: 4a- Secuestro abiótico (CCS, \underline{Carbón \ Capture \ and \ Storage})

Está basado en reacciones físicas o químicas y en tecnologías, sin la intervención de organismos vivos. La estrategia del secuestro de C en estructuras oceánicas y geológicas ha recibido una atención considerable dada la teóricamente mayor capacidad de inmovilización de este tipo de procesos que el secuestro biótico. De hecho se están realizando grandes progresos en tecnologías para la captura, transporte e inoculación del CO₂ (Kerr, 2001). En este tipo de procesos se pueden incluir la inoculación oceánica, la inoculación geológica y, finalmente, carbonación mineral y depuración. No obstante, este procedimiento puede llegar a ser muy costoso ya que, por ejemplo, se estima que el almacenamiento de CO₂ producido por una central térmica requiere el empleo de entre el 10% y el 40% de la producción energética de la planta. 4-b Secuestro biótico

Se basa en la intervención mediante el empleo controlado de plantas superiores y microorganismos para la absorción del CO₂ atmosférico. Entre otras opciones se pueden destacar el secuestro oceánico mediante fotosíntesis por fitoplancton (lo que podría alterar la ecología del medio marino), secuestro terrestre (reforestación,... [Seguir leyendo]

Reivindicaciones:

1. Material de construcción que se selecciona entre mortero hidráulico y mezcla bituminosa, que comprende al menos un aglomerante, caracterizado porque comprende adicionalmente agregados vegetales que se seleccionan entre serrín, virutas, fibras de madera y paja.

2. Material de construcción de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el aglomerante es betún para el caso de mezcla bituminosa.

3. Material de construcción de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el aglomerante es cemento o cemento y cal para el caso de mortero hidráulico.

4. Material de construcción de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el aglomerante se selecciona entre yeso para el caso de mortero hidráulico

5. Material de construcción de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque comprende adicionalmente áridos minerales.

6. Material de construcción de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 3, caracterizado porque la relación en peso entre agregados de madera y cemento está comprendida entre 0.1:1 y 1:1.

7. Material de construcción de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 4, caracterizado porque la relación en peso entre agregados de madera y yeso está comprendida entre 0.1:1 y 0.4:1.

8. Material de construcción de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque presenta una resistencia a compresión que varía entre 8 y 25 N/mm², y una resistencia de tracción que varía entre 0.5 y 6 N/mm².

9. Material de construcción de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque los agregados de madera provienen de desechos de madera de la industria maderera o agropecuaria.

10. Material de construcción de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque los agregados de madera provienen de madera proveniente de explotaciones forestales renovables.

11. Material de construcción de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los agregados de madera poseen una granulometría comprendida entre 0.1 y 50 mm.

12. Procedimiento de obtención del material según se describe en las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque comprende un tratamiento térmico de los agregados vegetales.

13. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque el tratamiento térmico se produce en presencia de agua, para el caso de los morteros hidráulicos.

14. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque la relación en volumen entre el agua y los agregados de madera está comprendida entre 0.5:1 y 1:1.

15. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 13 y 14, caracterizado porque el tiempo de tratamiento térmico está comprendido entre 1 y 30 minutos.

16. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizado porque la temperatura de tratamiento térmico es inferior a la temperatura de ebullición.

17. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque la temperatura de tratamiento térmico está comprendida entre 80 y 100ºC.

18. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 17, caracterizado porque el tratamiento térmico se produce en medio oxidante.

19. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque el tratamiento térmico se realiza en ausencia de agua, para el caso de mezclas bituminosas.

20. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 19, caracterizado porque el tratamiento térmico se produce en ausencia de oxígeno.

21. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 19 y 20, caracterizado porque el tiempo de tratamiento térmico está comprendido entre 1 y 20 minutos.

22. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 19 a 21, caracterizado porque la temperatura de tratamiento térmico está comprendida entre 80 y 190ºC.

23. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 19 a 22, caracterizado porque incluye una etapa previa al tratamiento térmico de desecación de los agregados vegetales hasta una humedad no superior al 20% de contenido en agua.

24. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 12 a 18, caracterizado porque incorpora una etapa adicional de retirada de sustancias que perjudican la resistencia de los morteros.

25. Elemento de construcción elaborado con el material según se describe en las reivindicaciones 13 a 18, caracterizado porque se selecciona entre vigas, columnas, cerramientos, rasillas, tejas, elementos de cubierta y ladrillos.

26. Uso del material de construcción según se describe en las reivindicaciones 1 a 11 como sumidero para inmovilizar CO₂ a largo plazo.

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