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Investigadores del Instituto Paul Scherrer Crean Nuevas Recetas de Cemento con Bajo Carbono Usando Inteligencia Artificial y Algoritmos Genéticos Avanzados
El cemento ecológico puede estar a punto de ganar espacio en la construcción civil. Investigadores del Instituto Paul Scherrer, en Suiza, desarrollaron una forma de crear nuevas recetas de cemento ecológico en cuestión de segundos, usando inteligencia artificial.
En lugar de pruebas largas en laboratorio, los científicos utilizaron inteligencia artificial para crear nuevas recetas de cemento con menos emisiones.
El Problema del Cemento Convencional
El cemento funciona como agente de unión en el concreto. Mezclado con agua y grava, forma minerales que hacen que el material sea duro y resistente. El problema está en la fabricación. Para producir cemento, es necesario calentar caliza molida a 1.400 °C. Esto genera una gran cantidad de CO₂.
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Lo más sorprendente es que la mayor parte de estas emisiones no proviene de la quema de combustible, sino de la propia caliza. Cuando se calienta, libera el dióxido de carbono que estaba químicamente atrapado en su composición.
Hoy, parte de este cemento es sustituido por subproductos, como escoria de hierro o cenizas de carbón. Pero la demanda global de cemento es tan alta que es necesario encontrar otras soluciones.
IA Encuentra la “Receta Correcta”
La matemática Romana Boiger, que lidera el equipo del PSI, afirma que la inteligencia artificial funciona como un “libro de recetas digital para cemento ecológico”.
El sistema creado puede simular diferentes mezclas de cemento y predecir, en segundos, cuáles de ellas emiten menos CO₂ y aún mantienen la calidad del material.
Los científicos entrenaron una red neuronal con datos producidos por un software del propio instituto, el GEMS.
Este programa simula reacciones geoquímicas y la formación de minerales dentro del proceso de endurecimiento del cemento. Con ello, el sistema aprendió a predecir el comportamiento de diversas formulaciones.
Según el investigador Nikolaos Prasianakis, la red neuronal puede calcular las propiedades de una mezcla de cemento en milisegundos —lo que es unas mil veces más rápido que los métodos convencionales.
Los Algoritmos Genéticos Ayudan en la Elección
Además de la red neuronal, el equipo también utilizó algoritmos genéticos. Este tipo de técnica se inspira en la evolución natural. La idea es probar, de forma automatizada, qué combinaciones de materiales producen un cemento eficiente, con bajo carbono y viable para la producción a gran escala.
John Provis, coautor del estudio, afirma que algunas de las nuevas recetas ya muestran potencial real. No solo reducen las emisiones, sino que también mantienen la resistencia y pueden ser aplicadas en la industria.
Aún es el Comienzo
A pesar de los avances, los investigadores destacan que aún hay un largo camino por recorrer. Las fórmulas encontradas deben pasar por muchas pruebas prácticas. El estudio actual es solo una prueba de concepto.
El uso de la inteligencia artificial permitió descubrir recetas prometedoras sin necesidad de miles de experimentos físicos. Esto puede acelerar el proceso y llevar a la creación de materiales de construcción más sostenibles.
Otros proyectos también están en desarrollo. En uno de ellos, investigadores transformaron arcilla en cemento. En otro, se utilizó impresión 3D con grafeno para crear concreto más resistente.
El cemento con menos carbono aún no está listo para uso a gran escala. Pero el uso de la IA muestra que hay formas más rápidas y eficientes de llegar allí.
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