Durante el siglo pasado, el cemento ha sido la columna vertebral del sector de la construcción. Como base para el concreto y el mortero, el cemento tiene una presencia generalizada en nuestros edificios e infraestructura. Pero la fabricación de cemento es una actividad intensiva en energía: por cada kilogramo de cemento producido, se emiten 0.5-0.7 kilogramos de CO2, lo que eleva su participación en las emisiones globales a casi el ocho por ciento. En respuesta a la creciente demanda de productos bajos en carbono, los fabricantes están trabajando para reducir la huella de carbono de los productos de mezcla en seco. En este artículo, investigaremos cuatro formas diferentes de disminuir las emisiones de CO2 dentro del sector de mezcla en seco, al mismo tiempo que lo conectaremos con el concepto Scopes, y obtendremos ideas de Manuel Baumann, Director Global Construction, 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 coloca 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 — ocurren como un subproducto de la producción de clinker, ya que la mayoría de las emisiones de CO2 en la fabricación de cemento — 60 por ciento en total — ocurren como un subproducto de la producción de clinker, ya que El carbonato de calcio se calcina dentro del horno. Las plantas de captura de carbono emparejadas con el horno recogerían el CO2, lo comprimirían en un líquido y lo transportarían a almacenamiento permanente bajo tierra.
Alternativamente, el CO2 recolectado podría hacerse útil como material cementoso complementario — hasta el 20% de la mezcla final — o por inyección en concreto, creando una mezcla final más fuerte.
En teoría, estas tecnologías podrían descarbonizar completamente la calcinación, o incluso hacerla en un proceso de carbono negativo, atrapando más CO2 del que se genera.
“Si bien hay proyectos en curso y un gran interés por 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 comercialmente difícil para una adopción generalizada”, explica Baumann.
2. Energías alternativas y renovables
El horno es el corazón de la fábrica de cemento. Es donde se calienta la piedra caliza a 1,450 ºC, produciendo el clinker que luego se muele para crear cemento.
Alcanzar esa temperatura absorbe el 90% de toda la energía consumida en la fabricación de cemento. El combustible fósil utilizado para alimentar los hornos, así como los precalcinadores, es responsable de 4 0% de todas las emisiones durante la producción de cemento.
Si bien los fabricantes de cemento pueden hacer mejoras incrementales en la eficiencia energética, la producción de clinker seguirá siendo un proceso intensivo en energía. Cambiar a combustibles alternativos, como biomasa, o residuos municipales tratados en su lugar reduciría directamente las emisiones de CO2 de 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 que se adquiere para la planta con el fin de reducir las emisiones de Alcance 2.
“Al igual que la captura de carbono, la mayoría de los fabricantes ya cuentan con programas para mejorar su eficiencia energética y para estudiar la viabilidad del uso de combustibles alternativos”, explica Baumann. No obstante, siguen existiendo obstáculos, como el precio y la disponibilidad de la biomasa.
3. Cemento reducido con clinker
Otro esfuerzo para reducir las emisiones de CO2 en la producción de cemento es reducir su cantidad de clinker mediante el uso de materiales cementosos suplementarios (SCM). La reducción de clinker cae en el Alcance 1, ya que tratamos de reducir las emisiones de CO2 del horno al evitar y reducir el uso de la calcinación.
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 puzolanes.
Puede resultar cemento mezclado de este tipo en una reducción del 10-30% en la huella de carbono en comparación con el cemento Tipo I.
Nuevos tipos de cemento están apareciendo en el mercado, como en el caso del Cemento de Arcilla Calcinada Caliza (LC3). El uso de piedra caliza y arcilla calcinada es una alternativa para cuando la disponibilidad de escoria es baja. Al mismo tiempo, LC3 utiliza menos energía, lo que resulta en una reducción de las emisiones de CO2 hasta en un 40%. Sin embargo, esta opción requiere que los fabricantes adapten el proceso de producción para incluir una segunda línea de producción.
Con la tecnología existente, la reducción de clinker es el enfoque más prometedor para todos los productos a base de cemento. Sin embargo, la transición es más fácil para el negocio concreto que para el de mezcla en seco. Para el contexto, puede ser posible reducir el contenido de clinker del cemento en 30 a 40% sin comprometer la durabilidad, resistencia y tiempo de fraguado del producto final.
“Los productos de mezcla en seco como lechadas, adhesivos para baldosas o compuestos autinevelantes tienen requisitos de calidad que pueden verse comprometidos por un menor contenido de clinker”, describe Baumann. “El cemento Tipo I producido con biocombustible combinado con materias primas secundarias puede reducir el contenido de clinker al tiempo que permite flexibilidad en la formulación. Sin embargo, cuando se usan cementos mezclados, es un desafío mantener el rendimiento al mismo nivel cuando se trata de durabilidad, porosidad y resistencia al cloruro, entre otros indicadores. Por ejemplo, la sustitución de clínker impacta en el proceso de hidratación, lo que podría afectar negativamente a la resistencia final. Lograr la formulación correcta a menudo requiere extensos esfuerzos de reformulación y pruebas”.
4. Materias primas certificadas por balance de masa
Finalmente, el enfoque de balance de masa es una estrategia comprobada para apoyar la sustitución de materias primas basadas en fósiles por otras más sostenibles basadas en biomasa o residuos.
Gracias a este enfoque, los fabricantes pueden agregar materias primas renovables y recicladas al proceso sin cambiar el método de producción existente y entregar un producto final que no requiera cambios en la aplicación. Dicha integración sin fisuras requiere un cálculo exacto de los insumos de materia prima durante la formulación.
“Los polvos redispersables, que generalmente 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.
Pasos concretos para reducir la huella de carbono en el mortero de mezcla seca
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En este artículo, exploramos cuatro formas de reducir la huella de carbono en la mezcla seca sector, asumiendo los retos ambientales ligados a la producción de cemento. Hemos cubierto la captura de carbono, energía alternativa, reducción de clinker, y el enfoque de balance de masa. Estos dos enfoques finales ofrecen pasos concretos al alcance de los formuladores de mezcla en seco en la actualidad. No obstante, existen desafíos de formulación que abordar. En el IMCD, estamos preparados para guiar a los fabricantes a través de estos obstáculos y promover la reducción de emisiones de CO2 en la industria de mezcla en seco. Si estás interesado en este tema, apúntate a nuestro newsletter para mantenerte actualizado sobre IMCD y nuestros avances en este espacio.
Acerca del experto en mercado
Manuel Baumann es el Director Global de Construcción en IMCD Coatings & Construction, supervisando la expansión del negocio de construcción a nivel mundial y estrategias 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 principal.