Hacia un cemento más ecológico

Después del agua, el hormigón es el material más utilizado del planeta. Se estima que, a nivel mundial, utilizamos más de 25 XNUMX millones de toneladas de hormigón nuevo al año, lo que equivale a más de tres toneladas de hormigón por persona. A medida que China, India y otros países continúan industrializándose, el uso global del hormigón seguirá creciendo.

¿Por qué este tema?

Porque la fabricación de cemento, principal ingrediente del hormigón, representa el 5% del dióxido de carbono (CO₂) emisiones atribuidas a la actividad humana, que pueden ser un factor que contribuye al cambio climático global.

El dióxido de carbono se emite en varios puntos del proceso de fabricación del cemento. En primer lugar, está la energía consumida para extraer la piedra caliza, un componente principal del cemento, y transportarla a la planta de fabricación.

Una vez en la planta, la piedra caliza se mezcla con agua y otros materiales y luego se somete a un proceso químico llamado calcinación. Este proceso requiere la cocción de la piedra caliza y otros ingredientes a una temperatura extremadamente alta, aproximadamente 2700 grados Celsius (1400 grados Fahrenheit).

La calcinación produce CO2 tanto directo como indirecto.₂ emisiones. El Informe de la Iniciativa de Sostenibilidad del Cemento estima que el 60% del CO₂ Las emisiones de la planta de cemento se deben directamente a la reacción química provocada por el propio proceso de calcinación. El 40 % restante proviene de emisiones indirectas asociadas a este proceso: el CO₂ liberado de los combustibles fósiles necesarios para encender los hornos y producir el calor necesario.

Dado que el hormigón sigue siendo un componente central en los proyectos de construcción en todo el mundo, se está buscando una forma de convertirlo en un material más ecológico.

Crecientes opciones para reducir la huella de carbono del cemento

Un impacto significativo conlleva una oportunidad significativa. Dado que la fabricación de cemento contribuye significativamente a las emisiones mundiales de CO2,₂ emisiones, cambios beneficiosos en el proceso de fabricación podrían reducir esas emisiones considerablemente.

Existen tres puntos clave de oportunidad para reducir el CO₂ emisiones:

1. Reducir las emisiones indirectas reduciendo los combustibles fósiles necesarios para encender los hornos para procesar las mezclas de piedra caliza.
2. Reducir las emisiones directas del proceso de calcinación, generalmente reduciendo la cantidad de piedra caliza necesaria o revisando de otro modo la receta de la mezcla que pasa por la calcinación.
3. Utilice enfoques de captura y almacenamiento de carbono (CSS) para atrapar el CO₂ que se emite, ya sea directa o indirectamente, del proceso de fabricación del cemento.

Tanto empresas comerciales como instituciones académicas han estado ideando formas creativas de reducir la huella de carbono del cemento. Buscan nuevas ideas tanto en la naturaleza como en la antigüedad. Estas son algunas de las más prometedoras:

• Calera, Una empresa de California busca tomar el CO₂ Emitidas por otras industrias y convertir estas emisiones en materia prima para el hormigón, reemplazando así la piedra caliza. Este proceso, inspirado en la forma en que la naturaleza crea los arrecifes de coral, filtra el CO2 recolectado.₂ Emisiones a través del agua de mar. El resultado es un material calcáreo que puede utilizarse como ingrediente de hormigón y que no requiere el calor extremo de la piedra caliza para su procesamiento.
  
• Cemento de piedra verde: Investigadores de la Universidad de Drexel descubrieron que partes de las antiguas pirámides de Egipto estaban hechas de hormigón, en lugar de estar talladas en piedra maciza. Entusiasmados por la longevidad de las pirámides, los investigadores buscaron cómo hacer que un material tan duradero fuera más ecológico. Comenzaron combinando materiales reciclables (principalmente residuos industriales) con menores cantidades de piedra caliza. Luego, añadieron una pequeña cantidad de un químico alcalino a la mezcla modificada, mediante un proceso que requiere muy poco calor. Estiman que este cemento activado con álcali emite un 97 % menos de CO.₂ que el cemento Portland tradicional.
• Investigación del MIT: Los científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts no alteraron ningún ingrediente de la receta del cemento como forma de reducir las emisiones directas de CO2.₂ Emisiones. En cambio, ajustaron la proporción de ingredientes. El estándar de la industria para crear un cemento resistente y estable ha sido una proporción de calcio a sílice de 1:7. Cuestionando la necesidad de este estándar, los investigadores realizaron pruebas y concluyeron que una proporción de 1:5 no solo producía un cemento más resistente, sino que también estimaban que podía reducir el COXNUMX.₂ emisiones del proceso de fabricación hasta en un 60%.
  
• Ferrock™: Desarrollado en la Universidad de Arizona, este cemento sustituye al cemento Portland. Este nuevo tipo de "cemento" se fabrica a partir de polvo de acero, un residuo industrial. El proceso para convertir el polvo de acero en un aglutinante que pueda sustituir al cemento del hormigón requiere, de hecho, altas cantidades de CO2.₂Como tal, el proceso de fabricación de Ferrock™ absorbe CO₂ en lugar de emitirlo.

¿Pueden estas opciones realmente reemplazar al cemento tradicional?

Una cosa es descubrir maneras de modificar la fórmula de los ingredientes del cemento para reducir su huella de carbono. Pero es igualmente importante preguntarse: ¿Estos cambios en el cemento influyen positivamente en las características del hormigón resultante?

Hasta el momento, las respuestas han sido sorprendentemente positivas, creando lo que parece ser una situación beneficiosa para todos. Investigadores de empresas y universidades han realizado pruebas de resistencia y durabilidad y están descubriendo que sus nuevos productos producen un hormigón que iguala o supera las características de resistencia y durabilidad del hormigón elaborado con el cemento Portland de eficacia probada.

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Independientemente de la rapidez con la que los líderes de la industria cementera impulsen el uso de cemento más ecológico, cabe esperar que algunas cosas se mantengan igual. El proceso de curado del hormigón (es decir, la reacción química que ocurre a medida que la mezcla de cemento y agua se endurece, formando el hormigón) sigue siendo el factor determinante de su durabilidad.

Además, aunque las nuevas mezclas experimentales de hormigón puedan sugerir algún día el uso de nuevos métodos de análisis de humedad, la necesidad del instalador de suelos de obtener una visión precisa del estado de humedad de la losa seguirá siendo la misma. La información sobre el estado de humedad siempre será crucial a la hora de decidir si una losa de hormigón está lista para el suelo terminado.

Las investigaciones actuales muestran claramente que la prueba de humedad del hormigón más confiable utiliza una sonda de humedad relativa (HR) in situ, como las que se encuentran en el Medidores Wagner Rapid RH^® kitsEl uso de otras pruebas de humedad podría suponer un riesgo excesivo de una falla grave del suelo. Recuerde siempre: hacerlo bien a la primera no solo es rentable, sino también ecológico.

jason spangler

Jason cuenta con más de 20 años de experiencia en ventas y gestión de ventas en diversas industrias y ha lanzado con éxito diversos productos al mercado, incluyendo las pruebas de humedad del hormigón Rapid RH® originales. Actualmente trabaja en Wagner Meters como gerente de ventas de productos Rapid RH®.

Última actualización el 6 de diciembre de 2021