Durante el siglo pasado, el cemento ha sido la columna vertebral del sector de la construcción. Como base para el hormigón y el mortero, el cemento tiene una presencia generalizada en nuestros edificios e infraestructuras. Sin embargo, la fabricación de cemento es una actividad que consume mucha energía: por cada kilogramo de cemento producido, se emiten entre 0,5 y 0,7 kilogramos de CO2, lo que eleva su participación en las emisiones mundiales a casi el ocho por ciento. En respuesta a la creciente demanda de productos con bajas emisiones de carbono, los fabricantes están trabajando para reducir la huella de carbono de los productos de mezcla seca. En este artículo, analizaremos cuatro formas diferentes de reducir las emisiones de CO2 en el sector de la mezcla seca, relacionándolas con el concepto Scopes, y obtendremos información de Manuel Baumann, director global de construcción de IMCD Coatings & Construction.
1. Captura de carbono
La captura de carbono es un término general para varias tecnologías que, en lugar de evitar la generación de CO2 en las plantas de cemento, tienen como objetivo evitar que se libere a la atmósfera. El enfoque en las emisiones dentro de la planta sitúa la captura de carbono firmemente en el Alcance 1.
La mayoría de las emisiones de CO2 en la fabricación de cemento ( 60 por ciento en total ) se producen como subproducto de la producción de clínker, ya que el calcio el carbonato se calcina dentro del horno. Las plantas de captura de carbono combinadas con el horno recolectarían el CO2, lo comprimirían en un líquido y lo transportarían a un almacenamiento permanente subterráneo.
Alternativamente, el CO2 recolectado podría usarse como material cementoso complementario ( hasta el 20% de la mezcla final ) o inyectarlo en el concreto, creando una mezcla final más fuerte.
En teoría, estas tecnologías podrían descarbonizar completamente la calcinación o incluso convertirla en un proceso de carbono negativo , que atrapa más CO2 del que se genera.
«Si bien hay proyectos en curso y un gran interés por parte de fabricantes de cemento en la captura de carbono, todavía estamos en una etapa en la que la tecnología existente solo es aplicable en proyectos piloto y parece difícil desde el punto de vista comercial su adopción generalizada», explica Baumann.
2. Energía alternativa y renovable
El horno es el corazón de la fábrica de cemento. Es donde la piedra caliza se calienta a 1450 °C, para producir el clínker que luego se muele para crear cemento.
Alcanzar esa temperatura absorbe el 90% de toda la energía consumida en la fabricación del cemento. El combustible fósil utilizado para alimentar los hornos, así como los precalcinadores, es responsable del 4 0% de todas las emisiones durante la producción de cemento.
Si bien los fabricantes de cemento pueden mejorar gradualmente la eficiencia energética, la producción de clínker seguirá siendo un proceso que consume mucha energía. En cambio, cambiar a combustibles alternativos, como la biomasa, o a residuos municipales tratados reduciría directamente las emisiones de CO2 generadas por la quema de combustibles fósiles. Algunos fabricantes optan por electrificar el horno, en lugar de quemar combustible in situ. Volviendo al marco de Scopes, esta opción utiliza la electricidad adquirida para la planta a fin de reducir las emisiones de alcance 2.
«Al igual que la captura de carbono, la mayoría de los fabricantes ya tienen programas para mejorar su eficiencia energética y estudiar la viabilidad de utilizar combustibles alternativos», explica Baumann. Sin embargo, persisten obstáculos, como el precio y la disponibilidad de la biomasa.
3. Cemento con bajo contenido de clínker
Otro esfuerzo para reducir las emisiones de CO2 en la producción de cemento consiste en reducir la cantidad de clínker mediante el uso de materiales cementosos suplementarios (SCM). La reducción del clínker entra en el ámbito 1, ya que tratamos de reducir las emisiones de CO2 del horno evitando y reduciendo el uso de la calcinación.
El SCM se puede obtener de varias fuentes: residuos industriales, como escoria de alto horno de la producción de hierro y cenizas volantes de carbón de la generación de energía eléctrica, o materiales naturales, como puzolanas.
El cemento mezclado de este tipo puede resultar en una reducción del 10 al 30% en la huella de carbono en comparación con el cemento de tipo I.
Están apareciendo nuevos tipos de cemento en el mercado, como en el caso del cemento de arcilla calcinada con piedra caliza (LC3). El uso de piedra caliza y arcilla calcinada es una alternativa para cuando la disponibilidad de escoria es baja. Al mismo tiempo, la LC3 consume menos energía, lo que se traduce en una reducción de las emisiones de CO2 de hasta un 40%. Sin embargo, esta opción exige que los fabricantes adapten el proceso de producción para incluir una segunda línea de producción.
Con la tecnología existente, la reducción del clínker es el enfoque más prometedor para todos los productos a base de cemento. Sin embargo, la transición es más fácil para el negocio del hormigón que para el de la mezcla seca. Por contexto, es posible reducir el contenido de clínker del cemento entre un 30 y un 40% sin comprometer la durabilidad, la resistencia y el tiempo de fraguado del producto final.
«Los productos de mezcla en seco, como las lechadas, los adhesivos para baldosas o los compuestos autonivelantes, tienen requisitos de calidad que pueden verse comprometidos por un menor contenido de clínker», describe Baumann. «El cemento tipo I producido con biocombustible combinado con materias primas secundarias puede reducir el contenido de clínker y, al mismo tiempo, permitir flexibilidad en la formulación. Sin embargo, cuando se utilizan cementos mezclados, es un desafío mantener el rendimiento al mismo nivel en lo que respecta a la durabilidad, la porosidad y la resistencia al cloruro, entre otros indicadores. Por ejemplo, la sustitución del clínker afecta al proceso de hidratación, lo que podría afectar negativamente a la resistencia final. Lograr la formulación correcta a menudo requiere grandes esfuerzos de reformulación y pruebas».
4. Materias primas con certificación de balance de masa
Por último, el enfoque de balance de masa es una estrategia comprobada para apoyar la sustitución de materias primas de origen fósil por otras más sostenibles basadas en biomasa o residuos.
Gracias a este enfoque, los fabricantes pueden añadir materias primas renovables y recicladas al proceso sin cambiar el método de producción existente y ofrecer un producto final que no requiera cambios en la aplicación. Esta integración perfecta requiere un cálculo exacto de los insumos de materia prima durante la formulación.
«Los polvos redispersables, que normalmente representan un pequeño porcentaje del producto final, son un componente de los productos de mezcla seca que podrían beneficiarse de este enfoque», explica Manuel Baumann.
Medidas concretas para reducir la huella de carbono en el mortero de mezcla seca
En este artículo, exploramos cuatro formas de reducir la huella de carbono en el sector de la mezcla seca, asumiendo los desafíos ambientales relacionados con la producción de cemento. Hemos abordado la captura de carbono, la energía alternativa, la reducción del clínker y el enfoque de balance de masa. Estos dos últimos enfoques ofrecen medidas concretas que están al alcance de los formuladores de mezclas secas en la actualidad. Sin embargo, hay desafíos de formulación que abordar. En IMCD, estamos preparados para guiar a los fabricantes a superar estos obstáculos y promover la reducción de las emisiones de CO2 en la industria de mezclas secas. Si le interesa este tema, suscríbase a nuestro boletín para mantenerse actualizado sobre IMCD y nuestros avances en este ámbito.
Acerca del experto del mercado
Manuel Baumann es el director global de construcción de IMCD Coatings & Construction y supervisa la expansión del negocio y las estrategias de construcción en todo el mundo en colaboración con socios y clientes. Con una carrera que abarca más de una década en puestos de liderazgo, Manuel tiene una amplia experiencia comercial en el sector de la construcción y disfruta aprendiendo más a través de cada interacción con el cliente y el director.