Mientras el mundo se esfuerza por modificar la trayectoria del cambio climático, la mayor parte de la atención se centra en reducir la dependencia de la humanidad de los combustibles fósiles y disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero. Sin embargo, una fuente importante de dióxido de carbono (CO₂) es la producción de cemento, que representa el 8% de las emisiones globales de CO₂.
Nuevo avance en la producción de cemento bajo en carbono
Ahora, investigadores que publican sus hallazgos en ACS Energy Letters han fabricado un cemento que reduce la demanda de energía en un 70% y disminuye las emisiones de CO2 en un 98% en comparación con los métodos de producción tradicionales.
“Este trabajo define una vía electrificada para la producción de cemento que podría reducir la enorme huella de carbono de la industria hasta en un 98% al utilizar cemento de desecho como materia prima”, dijo Curtis Berlinguette.
“Nuestro equipo se propuso abordar las emisiones de la producción de cemento desde su origen”, afirma Berlinguette, autor principal del estudio. “Utilizamos electricidad y cemento reciclado para fabricar precursores que dieron lugar a un tipo de cemento llamado belita a temperaturas más bajas de lo que se creía. El cemento rico en belita es fundamental para estructuras de gran envergadura como las presas”.
¿Por qué el cemento genera tantas emisiones?
El cemento es un ingrediente esencial para que el hormigón sea un material de construcción duradero, ya que, al mezclarse con agua, une fuertemente la arena y la grava. Y la materia prima para el cemento suele ser la piedra caliza.
Sin embargo, la producción de cemento tradicionalmente requiere mucha energía, ya que la piedra caliza (compuesta de carbonato de calcio, o CaCO₃) y los minerales que contienen sílice se calientan en dos etapas a más de 1450°C. Estos procesos liberan cantidades significativas de CO₂ como subproducto cuando la piedra caliza se descompone.
Cómo funciona el nuevo proceso electroquímico
Con un enfoque diferente, Berlinguette y un equipo de investigación de la Universidad de Columbia Británica utilizaron electricidad para reducir los requisitos energéticos de la conversión química de piedra caliza y sílice en un precursor del cemento. El método electroquímico permitió que la reacción tuviera lugar a 60°C. El producto de esta reacción se transformó posteriormente en belita en un horno a 650°C. Las bajas temperaturas de este nuevo método redujeron la energía térmica necesaria en un 70% y disminuyeron las emisiones de CO₂ en comparación con los procesos tradicionales.
Reciclaje de cemento de desecho para cortes más profundos
Para reducir aún más las emisiones, el equipo probó el proceso electroquímico con cemento reciclado, utilizándolo en lugar de piedra caliza. Esta demostración redujo las emisiones del nuevo método a 20 kilogramos de CO₂ por tonelada, lo que representa una reducción del 98% en comparación con los 800 kilogramos de CO₂ por tonelada de cemento liberados durante los procesos convencionales. Los investigadores señalan que las reacciones electroquímicas produjeron hidrógeno, que podría quemarse para proporcionar la energía térmica necesaria para la segunda etapa de la producción de cemento, sustituyendo así los combustibles fósiles.
Fuente: Tech Xplore.