Cemento Portland de bajo impacto ambiental

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Los materiales de construcción generan distintos tipos de impacto en el ambiente. Si se opta por usar materiales de construcción tradicionales, como el hormigón o el cemento, hay que tener en cuenta que requieren de mucha energía para su fabricación y manipulación, además de ser potencialmente riesgosos para la salud.

En el Centro de Tecnologías de Recursos Minerales y Cerámicas, la producción de cemento “de baja energía” se presenta como una alternativa sustentable y competitiva en la industria de la construcción.

También investigan el reemplazo de combustibles fósiles por desechos industriales que puedan generar poder calorífico. La idea es utilizarlos en un quemador auxiliar para alimentar los hornos y reemplazar parte del gas o fuel requeridos para la fabricación del cemento.

Junto con la Universidad Nacional del Centro se estudiaron los efectos de la incorporación de cenizas que generan esos desechos al cemento dentro del horno, obteniendo buenos resultados. Se probaron desechos de la refinería del petróleo, cáscara de girasol y de arroz y desechos de la industria del cuero, entre otros.

+info24 | Más Info 24 +Industrias | Más IndustriasDesde +industrias estuvimos conversando con Alberto Scian, doctor en Ciencias Químicas por la Universidad de La Plata (UNLP) e investigador principal del CONICET, quien se especializa en el estudio de materiales cerámicos y refractarios, precisamente en los usos tecnológicos de materiales cerámicos especiales y de materias primas minerales naturales. Además de docente, es director del Centro de Tecnología de recursos Minerales y Cerámica (CETMIC), donde investigadores de múltiples disciplinas llevan adelante estudios de materiales cerámicos refractarios y aplicaciones tecnológicas de arcillas. El Centro cuenta además con un área de servicios a terceros donde atienden las demandas específicas de la industria. Scian nos explicó sobre el trabajo que un equipo de especialistas estudia, para aditivar el material, mejorando su rendimiento, reduciendo su participación en hormigones sin perder calidad ni resistencia, y bajar la cantidad de energía necesaria para producirlo.

El cemento es, quizás, el material prioritario en cualquier tipo de construcción civil moderna. Junto al hormigón, se utiliza para distintos tipos de obras como autopistas, rutas, túneles, puentes, represas, edificios y viviendas. Fabricar cemento implica emitir una gran cantidad de dióxido de carbono (CO2) al ambiente.

¿Cuáles son los objetivos principales de la fabricación del cemento?

El objetivo de la fabricación de cemento es el cemento en sí mismo, el cual junto con el acero son los materiales más utilizados en el mundo como materiales de construcción.

Debo aclarar que estamos hablando del Cemento Portland (ya que hay otros para diversos usos), y que merece que se explique cómo se produce y cómo funciona.

El cemento Portland se produce sometiendo mezclas de materias primas naturales de cierta composición mineralógica a temperaturas del orden de los 1450 oC, obteniéndose así un producto llamado “clinker de cemento”, el cual se muele muy finamente y luego de agregarle un pequeño porcentaje de yeso es lo que constituye el llamado Cemento Portland Ordinario.

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Este material cementíceo al mezclarlo con agua produce con el tiempo el fraguado (endurecimiento) y el desarrollo de resistencia mecánica, la cual se logra casi completar a los 28 días de iniciado el proceso de hidratación.

Entre los gases de descomposición generados por parte de la materia prima cuando se calienta en el horno de producción de clinker, los gases de combustión, y la energía requerida para la molienda, para producir 1kg de Cemento Portland tal cual se describió antes, se están emitiendo a la atmósfera aproximadamente 0.9 kg de dióxido de carbono –CO2- (gas de efecto invernadero), lo que representa a temperatura ambiente casi 500 litros de dióxido de carbono por kg de cemento producido. En el mundo se producen aproximadamente 4 billones de toneladas anuales de Cemento Portland.

¿De qué materiales se compone la producción de cemento de baja energía?

Los cementos considerados de baja energía consisten en aprovechar una particularidad que poseen ciertas arcillas, las cuales, al calcinarlas a temperaturas entre 700 y 800 oC y mezclarlas con el Cemento Portland en ciertas proporciones interactúan con el mismo durante su hidratación, permitiendo lograr resistencias mecánicas similares o aún superiores a las del cemento solo. En general, se puede reemplazar hasta un 30 % del cemento por este tipo de arcillas calcinadas”.

¿Cómo afectaría a la industria de la construcción?

No la afectaría en detrimento sino en beneficio, ya que como se mencionó en el peor de los casos se obtendría un material cementíceo de iguales características que las que ofrece el cemento tradicional.

¿Qué beneficios aporta la innovación en estas nuevas mezclas?

  • Menor emisión de gases de efecto invernadero ya que las arcillas no emiten CO2 al ser calcinadas.
  • Las mismas se calcinan a menor temperatura que el Clinker al cual reemplazan (menor emisión de CO2 por menor cantidad de combustible utilizado).
  • Menor gasto energético por lo antes mencionado.
  • Menor gasto energético por molienda, ya que la molienda de la arcilla calcinada a fineza de cemento requiere menor energía por ser más blanda.
  • Se pueden lograr mejores resistencias mecánicas con estos nuevos cementos que con el cemento.

¿Hay empresas en Argentina que lo han puesto en práctica? ¿Y en otros países? ¿Cuáles fueron los resultados?

En el mundo se están estudiando hace tiempo este tipo de cementos. En la Argentina hay empresas que están tratando de implementar la producción de este tipo de mezclas cementíceas.

Sobre este sistema y otros estamos trabajando en conjunto con el grupo del Ing. Fabián Irassar de la Facultad de Ingeniería de la UNCPBA (Olavarría), el cual está centrando casi toda la actividad de desarrollo de este tipo de materiales, y también con el ahorro energético utilizando combustibles alternativos en la fabricación de Cemento tipo Portland.

+info24 | Más Info 24 +Industrias | Más IndustriasLa problemática medioambiental en torno a la fabricación de cemento portland, llevó a la comunidad científica a buscar nuevos materiales cementantes alternativos, mas ecoeficientes, y con las mismas prestaciones tecnológicas que las del cemento portland tradicional, en este sentido se han desarrollado los cementos híbridos.

El desarrollo de estos cementos permite una importante reducción en el factor clinker, con el beneficio tanto económico como medioambiental que ello supone.

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