Reducir el impacto ambiental en la producción de cemento

En el año 2014 se produjeron cerca de 3500 millones de toneladas de cemento en el mundo. Para producir tan solo una de esas toneladas, las plantas utilizadas emiten entre 0.82 y 1 tonelada de dióxido de carbono (CO2) a la atmosfera; es decir que el año pasado sólo la industria del cemento aportó entre 2800 y 3500 millones de toneladas de CO2 a la atmosfera, lo que constituye entre el 5% y el 8% del total de las emisiones resultantes de actividades humanas.

Sumado a esto, los 1450°C de temperatura requeridos durante largos periodos para producir cemento representan un consumo energético altísimo.

Para mitigar ese daño ambiental, algunos investigadores intentan hacer un nuevo material que pueda sustituir el cemento y que en su producción se reduzcan considerablemente las emisiones de CO2. Mientras que otros, como el estudiante del doctorado en Materiales de la Facultad de Minas, Juan Camilo Restrepo Gutiérrez, plantea en su tesis una ruta de síntesis diferente para producir cemento.

La síntesis del cemento se realiza por un proceso llamado síntesis en estado sólido, en el que se utilizan materiales como caliza y arcilla que al ser procesados durante largo tiempo y a altas temperaturas son los que emiten grandes cantidades de dióxido de carbono. El objetivo de Restrepo es lograr una síntesis en estado químico, con la que se pueda producir el mismo cemento pero a partir de un proceso diferente, que emite mucho menos CO2 y que además requiere una temperatura de tan sólo de 280°C.

“El impacto desde el punto de vista del consumo energético es absolutamente relevante, entonces esos son dos de los aspectos que podría decirse que tocan tangencialmente lo que estamos haciendo frente al impacto ambiental”, comenta Juan Camilo Restrepo quien además es docente en la Facultad de Arquitectura.

El cemento Portland está compuesto por dos silicatos de calcio (material resistente al calor, duro pero ligero en peso) y dos aluminatos de calcio (…), los primeros son los que constituyen entre el 90 y el 95% del total del cemento y le aportan sus características físicas, químicas y mecánicas.

“Lo que yo estoy tratando de hacer es reproducir esos dos silicatos cálcicos por una ruta de síntesis distinta, y mi propuesta en la tesis es hacer una serie de análisis para poder identificar si en efecto la calidad de esos silicatos cálcicos es comparable con los silicatos cálcicos por la vía tradicional”.

Actualmente el proyecto se encuentra en las últimas etapas, después de lograr la síntesis de los silicatos cálcicos y comprobar que corresponden a los mismos del cemento tradicional, Restrepo está en el proceso de analizar las características físicas, químicas y el comportamiento mecánico de ese material para poder comparar finalmente los dos productos y aportarle a la industria del cemento una alternativa amigable con el medio ambiente.