Con la ayuda de hornos de arco eléctricos, investigadores de la Universidad de Cambridge (Reino Unido) han desarrollado un nuevo método para generar cemento que, si se aplicara, supondr?a un gran paso en la lucha contra el cambio clim?tico. La producci?n de este material de construcci?n genera el 7,5 % de las emisiones de CO2 globales de origen antropogénico.

El grupo de investigadores autor del hallazgo califica de "milagro absoluto" la nueva metodolog?a que han descubierto y que utiliza hornos de arco eléctricos (EAF, por sus siglas en inglés), –que se usan actualmente en el reciclaje de acero–, para reciclar simult?neamente cemento, un componente del hormig?n que consume mucho carbono.

El hormig?n es el segundo material m?s empleado en el mundo, solo después del agua, y genera cerca del 7,5 % de las emisiones de CO? causadas por las actividades humanas. Encontrar una manera escalable y econ?mica de disminuir las emisiones de hormig?n mientras se satisface la demanda global es uno de los desaf?os m?s grandes para la descarbonizaci?n mundial.

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Producci?n de cemento eléctrico en un horno de arco eléctrico
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Gran emisor de CO2

Este material se compone de arena, grava, agua y cemento, que act?a como aglutinante. A pesar de representar una peque?a parte de este material de construcci?n, el cemento es responsable de casi el 90% de sus emisiones.

Su producci?n se realiza mediante un proceso llamado clinkering, en el cual la piedra caliza y otras materias primas se trituran y se calientan en grandes hornos. Este proceso transforma los materiales en cemento, pero libera grandes cantidades de CO? al descarbonatarse la piedra caliza en cal.

“Ya sab?amos que se pod?a ‘reclinkerizar’ el cemento, pero requiere una temperatura muy alta (m?s de 1500°C). El ‘milagro’ es que esta temperatura est? disponible en un horno de arco eléctrico utilizado para el reciclado de acero, y que este tipo de reciclado requiere un fundente que puede ser sustituido por pasta de cemento recuperada”, dice a la agencia SINC Julian Allwood, investigador principal del estudio en la Universidad de Cambridge.

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Experimentando con el nuevo sistema
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Lo que han descubierto los autores es que el cemento usado es un sustituto eficaz del fundente de cal, que se emplea en el reciclado del acero para eliminar impurezas y normalmente acaba como un residuo conocido como escoria. Pero al cambiar la cal por cemento usado, el producto final es cemento reciclado que puede utilizarse para fabricar hormig?n nuevo. Los detalles se publican en la revista Nature.

Sin costes importantes

Adem?s, este método de reciclaje de cemento no a?ade costes significativos a la producci?n de hormig?n o acero y reduce significativamente las emisiones de ambos debido a la menor necesidad de fundente de cal. “Los operadores de EAF ya pagan por el este fundente de cal y la energ?a de la fusi?n, por lo que el nuevo proceso no cambia significativamente sus costes”, recalca el cient?fico.

Pruebas recientes realizadas por el Materials Processing Institute, socio del proyecto, demostraron que el cemento reciclado se puede producir a escala en los hornos EAF, la primera vez que esto se logra. Con el tiempo, esta técnica podr?a producir cemento con cero emisiones.

Con el tiempo, esta técnica podr?a producir cemento con cero emisiones







“El cemento produce 0,8 toneladas de emisiones por tonelada. Nuestro proceso podr?a ponerlo a cero, si el horno de arco eléctrico funciona con energ?as renovables. El ahorro depende de la cantidad que fabriquemos”, a?ade Allwood.

El cemento elaborado mediante este proceso de reciclaje contiene niveles m?s altos de ?xido de hierro que el convencional, pero los investigadores dicen que esto tiene poco efecto en el rendimiento.

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Cemento Portland
Agencias
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Por otro lado, el grupo de investigaci?n ha celebrado una serie de talleres con miembros de la industria de la construcci?n sobre c?mo podr?an reducir las emisiones del sector. "De esas discusiones surgieron muchas ideas geniales, pero una cosa que no pudieron o no quisieron considerar fue un mundo sin cemento", contin?a.

Una empresa para impulsar su desarrollo

Sin embargo, todav?a no se est? aplicando en la industria, aunque han comenzado los primeros pasos. “Hemos creado una empresa derivada (Cambridge Electric Cement Ltd.) que impulsar? su desarrollo”, asegura Allwood.

El proceso de esta empresa ha ido escalando r?pidamente y los investigadores aseguran que podr?an producir mil millones de toneladas por a?o para 2050, lo que representa aproximadamente una cuarta parte de la producci?n anual actual de cemento.

Adem?s, los investigadores han presentado una patente sobre el proceso para respaldar su comercializaci?n. La investigaci?n fue apoyada en parte por Innovate UK y el Consejo de Investigaci?n en Ingenier?a y Ciencias F?sicas, parte de la instituci?n de investigaci?n e innovaci?n del Reino Unido (UKRI).

“Muchos gobiernos han asumido compromisos jur?dicamente vinculantes de emisiones cero, pero no han elaborado planes cre?bles para cumplirlos. Cuando lo hagan, reconocer?n que en el futuro no dispondremos de tanta energ?a como quisiéramos y que no existen tecnolog?as significativas de emisiones negativas, por lo que su atenci?n se centrar? r?pidamente en reducir la demanda de energ?a y materiales”, concluye el experto.

Estudio de referencia: https://www.nature.com/articles/s41586-024-07338-8

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Contacto de la secci?n de Medio Ambiente: crisisclimatica@prensaiberica.es



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