Investigadores de la Universidad de Cambridge desarrollan un nuevo método para generar cemento que reduce las emisiones de CO2
En la lucha contra el cambio climático, cada paso cuenta. Un grupo de investigadores de la Universidad de Cambridge ha desarrollado un innovador método de producción de cemento que podría suponer un importante avance en este frente. El cemento, un componente crucial en la construcción, es responsable de aproximadamente el 7,5% de las emisiones globales de CO2 de origen humano. El nuevo método, que utiliza hornos de arco eléctrico, tiene el potencial de reducir estas emisiones de manera significativa.
Un «milagro absoluto» en la lucha contra el cambio climático
Los investigadores describen su descubrimiento como un «milagro absoluto«. El método utiliza hornos de arco eléctricos (EAF), que se utilizan actualmente en el reciclaje de acero, para reciclar simultáneamente el cemento. Esta innovadora aplicación de la tecnología EAF permite la producción de cemento con una huella de carbono mucho menor.
El hormigón es el segundo material más empleado en el mundo, solo después del agua. Su producción genera cerca del 7,5% de las emisiones de CO2 causadas por las actividades humanas. La nueva metodología desarrollada por los investigadores de Cambridge tiene el potencial de reducir estas emisiones de manera significativa, ofreciendo una solución escalable y económica para el desafío de la descarbonización mundial.
El gran emisor de CO2: el cemento
El cemento es un componente clave del hormigón, actuando como aglutinante para la arena, la grava y el agua. A pesar de representar una pequeña parte de este material de construcción, el cemento es responsable de casi el 90% de las emisiones de CO2 del hormigón.
La producción de cemento se realiza mediante un proceso llamado clinkering. En este proceso, la piedra caliza y otras materias primas se trituran y se calientan en grandes hornos. Este proceso transforma los materiales en cemento, pero también libera grandes cantidades de CO2 al descarbonatarse la piedra caliza en cal.
“Ya sabíamos que se podía ‘reclinkerizar’ el cemento, pero requiere una temperatura muy alta (más de 1500°C). El ‘milagro’ es que esta temperatura está disponible en un horno de arco eléctrico utilizado para el reciclado de acero«, explica Julian Allwood, investigador principal del estudio.
Reciclaje de cemento: una solución eficaz y económica
La investigación ha demostrado que el cemento usado puede ser un sustituto eficaz del fundente de cal que se emplea en el reciclaje de acero. Normalmente, este fundente acaba como un residuo conocido como escoria. Sin embargo, al cambiar la cal por cemento usado, el producto final es cemento reciclado que puede utilizarse para fabricar hormigón nuevo. Los detalles de este innovador método se han publicado en la revista Nature.
Una de las ventajas de este método es que no añade costes significativos a la producción de hormigón o acero. Además, reduce las emisiones de CO2 de ambos procesos debido a la menor necesidad de fundente de cal. «Los operadores de EAF ya pagan por el fundente de cal y la energía de la fusión, por lo que el nuevo proceso no cambia significativamente sus costes«, señala Allwood.
Un paso más hacia la producción de cemento con cero emisiones
Las pruebas realizadas por el Materials Processing Institute, socio del proyecto, demostraron que el cemento reciclado se puede producir a escala en los hornos EAF, marcando la primera vez que esto se logra. Con el tiempo, este método podría llegar a producir cemento con cero emisiones.
«El cemento produce 0,8 toneladas de emisiones por tonelada. Nuestro proceso podría ponerlo a cero, si el horno de arco eléctrico funciona con energías renovables. El ahorro depende de la cantidad que fabriquemos«, añade Allwood.
El cemento producido mediante este proceso de reciclaje contiene niveles más altos de óxido de hierro que el convencional. Sin embargo, los investigadores aseguran que esto tiene poco efecto en el rendimiento del material.
La industria de la construcción en el camino hacia la reducción de emisiones
El grupo de investigación ha mantenido una serie de talleres con miembros de la industria de la construcción para discutir cómo podrían reducir las emisiones del sector. A pesar de las muchas ideas innovadoras que surgieron de estas discusiones, una cosa que los participantes no pudieron o no quisieron considerar fue un mundo sin cemento.
Impulsando el desarrollo de la tecnología de cemento reciclado
En respuesta a este desafío, los investigadores han establecido una empresa derivada, Cambridge Electric Cement Ltd., para impulsar el desarrollo de su innovadora tecnología de reciclaje de cemento. Este proceso ha ido escalando rápidamente y los investigadores prevén que podrían producir mil millones de toneladas por año para 2050, lo que representa aproximadamente una cuarta parte de la producción anual actual de cemento.
Además, los investigadores han presentado una patente sobre el proceso para respaldar su comercialización. Este esfuerzo se ha apoyado en parte por Innovate UK y el Consejo de Investigación en Ingeniería y Ciencias Físicas, parte de la institución de investigación e innovación del Reino Unido (UKRI).
«Muchos gobiernos han asumido compromisos jurídicamente vinculantes de emisiones cero, pero no han elaborado planes creíbles para cumplirlos. Cuando lo hagan, reconocerán que en el futuro no dispondremos de tanta energía como quisiéramos y que no existen tecnologías significativas de emisiones negativas, por lo que su atención se centrará rápidamente en reducir la demanda de energía y materiales«, concluye Allwood.
Para obtener más detalles sobre este innovador proceso de producción de cemento, los interesados pueden consultar el estudio de referencia.
Contacto de la sección de Medio Ambiente: contacto@oropres.es