Heces humanas sustituyen parte del cemento: +20% resistencia

De las cloacas al edificio: heces humanas que sustituyen al cemento

Un equipo de científicos en India logró lo que la industria del cemento lleva años persiguiendo: una sustitución parcial del clinker (el componente principal del cemento Portland) sin pérdida de resistencia, y de paso, sin disparar la factura de CO2. ¿La materia prima? Lodos fecales de una planta de tratamiento de aguas residuales en Warangal. El resultado, publicado recientemente y replicado por Xataka, es un biochar que, mezclado con hormigón, no solo mantiene la resistencia: la mejora.

La receta es deliberadamente简陋. Secaron los lodos, los calcinaron entre 350 y 450 °C en un ambiente pobre en oxígeno (proceso conocido como pirólisis), los molieron hasta obtener un polvo fino y sustituyeron un 5%, 10% y 15% del cemento en mezclas estándar de hormigón. A los 91 días de curado, la mezcla con 10% de biochar registró un 21% más de resistencia a la compresión y un 42% más de resistencia a la flexión frente al hormigón convencional, según los datos del estudio recogidos por Xataka.

Por qué el cemento es uno de los materiales más sucios del planeta

Para dimensionar la apuesta hay que mirar el problema. La producción de cemento representa cerca del 8% de las emisiones globales de CO2, más que todo el sector авиационного juntos según datos publicados por la Universidad de Columbia Británica (UBC) y recogidos por Yahoo News y New Atlas. Cada año se producen alrededor de 4.000 millones de toneladas de cemento en el mundo, y el proceso tradicional —calentar caliza por encima de los 1.450 °C— libera aproximadamente 800 kg de CO2 por cada tonelada fabricada.

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No se trata solo de quemar combustible: la química del proceso también emite. La calcinación descompone el carbonato cálcico y libera CO2 de forma inherente, lo que significa que electrificar el horno no basta para descarbonizar la industria. Por eso cualquier vía que reduzca la cantidad de clinker necesaria —o que lo reemplace por algo generado a temperaturas mucho menores— tiene un impacto desproporcionado.

Qué es el biochar y por qué encaja como sustituto

El biochar (o biocarbón) es un material rico en carbono que se obtiene al calentar materia orgánica en un entorno con poco oxígeno. El truco está en que requiere temperaturas muy inferiores a las de la calcinación del clinker, lo que reduce drásticamente el consumo energético. Y, sobre todo, la materia prima suele ser un residuo: cáscara de arroz, restos agrícolas, lodos de depuradora, e incluso desechos humanos como en este estudio.

La doble victoria es evidente. Por un lado, se desvía de vertedero o del mar un residuo problemático. Por otro, se reduce la dependencia de un cemento caro en carbono. El equipo indio no es el primero en intentarlo: científicos de la Colorado School of Mines y del National Renewable Energy Laboratory (NREL) publicaron en 2024 en la revista Biochar un estudio donde probaron 16 biochars comerciales distintos (de madera blanda, madera dura y residuos agrícolas) y confirmaron que reemplazar un 10% del cemento podía incrementar la resistencia hasta un 48% y compensar alrededor del 32% de la huella de carbono del mortero.

Por qué el biochar de heces funciona mejor con el tiempo

El hallazgo más interesante del estudio indio, según Xataka, es que la resistencia mejora a medida que el hormigón envejece. A corto plazo, la sustitución del 5% rinde mejor. Pero a los 91 días, el 10% toma la delantera con un 21% más de compresión y un 42% más de flexión. El 15% también mejora con el tiempo, aunque queda por debajo de las otras dos mezclas porque se forman más poros y microgrietas.

El mecanismo es similar al del hormigón romano,那些 que aún se mantiene en pie tras dos milenios. El biochar es muy poroso, lo que le permite absorber agua durante el fraguado y liberarla poco a poco. Su contenido en sílice reacciona con los otros componentes del hormigón para formar carbonato cálcico y silicato cálcico hidratado (C-S-H), los mismos compuestos que endurecen y sellan la mezcla. Los romanos usaban cal viva; el resultado final es parecido, como señala Xataka: un hormigón que, en cierto modo, se repara solo.

Otros caminos para descarbonizar el cemento

El biochar no es la única vía que la ciencia está explorando. La UBC presentó en ACS Energy Letters un proceso electroquímico que reduce las emisiones hasta un 98% y el consumo térmico en un 70%, usando electricidad y cemento reciclado como materia prima. El truco es una etapa electroquímica a solo 60 °C seguida de un calentamiento a 650 °C para producir belita (un tipo de clinker bajo en carbono). Cuando se parte de cemento reciclado, las emisiones caen de 800 kg a apenas 20 kg de CO2 por tonelada.

En paralelo, startups como Seabound (Londres) instalan sistemas de captura de carbono en los propios barcos cementeros: el CO2 de los motores se transforma en piedra caliza durante la travesía, que luego se descarga directamente en plantas de cemento. Heidelberg Materials ya prueba esta tecnología en una ruta por el Mediterráneo.

¿Qué significa esto para una startup de climatech o construcción?

Para un founder que mira el sector con ojos de oportunidad, hay al menos tres frentes abiertos:

Producción de biochar como commodity industrial. La materia prima sobra en cualquier municipio con depuradora. El cuello de botella ya no es científico sino logístico: recogida, secado, pirólisis estandarizada y control de calidad. Quien resuelva la cadena de suministro a precios competitivos con el clinker tiene un mercado de 4.000 millones de toneladas anuales esperándolo.
Certificación y ensayo de materiales. Si cada biochar se comporta distinto según el residuo de origen, surge un hueco claro para laboratorios y plataformas de caracterización que certifiquen qué mezcla sirve para qué uso estructural. El estudio de Colorado School of Mines identificó tres variables clave (saturación inicial, ratio oxígeno/carbono y silicio soluble) que predicen el rendimiento: ahí hay un SaaS de materiales esperando nacer.
Procurement verde en construcción. Constructoras y promotoras en España y LATAM ya empiezan a pedir materiales con Declaraciones Ambientales de Producto (DAP). Una plataforma que conecte a productores de biochar con obras públicas y privadas —y gestione créditos de carbono asociados— tiene recorrido.

Lo que todavía falta por demostrar

Antes de que las paredes del futuro lleven literalmente heces en su composición, el estudio indio deja preguntas sin responder. Xataka señala al menos tres:

No se ha medido la huella de carbono real del proceso completo: recogida de lodos, secado, pirólisis, molienda. Se asume que es menor que la calcinación, pero nadie lo ha certificado con datos.
Faltan ensayos de ciclos de hielo-deshielo, salinidad y temperaturas extremas, que son los que realmente determinan la durabilidad de un hormigón en climas duros.
El umbral del 15% muestra más poros y grietas. El óptimo parece estar entre el 5% y el 10%, pero hace falta escalar el experimento para confirmarlo.

Mientras tanto, el mensaje para founders es claro: la siguiente frontera del climatech no está solo en el software ni en los modelos de IA, sino en los materiales que literalmente sostienen las ciudades. Y a veces, como demuestra este estudio, las respuestas más útiles vienen de lo que todos tiramos por el váter cada mañana.