El cemento es fundamental para la sociedad contemporánea, pero ¿cuáles son sus impactos ambientales y cómo se puede reducir?
El cemento puede considerarse un recurso que revolucionó la historia de la ingeniería y la forma en que las ciudades comenzaron a desarrollarse. Residencias, plazas, edificios, estadios y prácticamente cualquier tipo de construcción confían en esta sustancia como uno de sus materiales básicos. Pero, ¿se ha preguntado alguna vez cómo va el proceso de producción de cemento y cómo reducir sus impactos?
La fabricación de cemento no es sencilla y requiere mucha energía y diferentes mecanismos. Utilizado como aglutinante, las principales materias primas presentes en su composición son la piedra caliza y la arcilla. Ambos encontrados, aún en exceso, y extraídos de la naturaleza.
Así, se puede considerar que los sitios destinados a su producción están constituidos por dos grandes actividades: la extracción de piedra caliza y la fabricación de cemento. Las instalaciones de la fábrica suelen estar cerca de los sitios de extracción de piedra caliza para facilitar el transporte de materias primas pesadas al área industrial.
La actividad de extracción de piedra caliza se desarrolla en grandes canteras mecanizadas a cielo abierto. Y, una vez extraídas, las rocas se desmontan y reducen con explosivos para que tengan un tamaño de partícula adecuado.
Pasos de fabricación
El proceso tecnológico de producción de cemento implementado en la mayoría de las industrias brasileñas se conoce como proceso seco y consta principalmente de los siguientes pasos:
- Molienda y homogeneización de materias primas (obtención de harina cruda)
- Clinkerización de harina cruda en hornos rotatorios (producción de clínker) y posterior enfriamiento del clínker.
- Esmerilado de clínker y agregado de yeso para obtener cemento
- Embolsado y envío del producto final
En primer lugar, las materias primas - caliza (94%), arcilla (4%) y cantidades menores de óxidos de hierro y aluminio (2%) - se muelen y mezclan hasta obtener un polvo fino (harina cruda). Luego, este material se introduce en un horno rotatorio donde se calienta a una temperatura de 1500 ° C, antes de ser enfriado repentinamente por ráfagas de aire. Así se produce el clínker, material básico necesario para la fabricación del cemento. El material obtenido (clinker) se mezcla con yeso (yeso) y otros añadidos (como caliza, puzolana o escoria) dando lugar a los distintos tipos de cemento que finalmente se embolsan para su comercialización.
Este proceso requiere un alto consumo energético, ya sea en forma de energía térmica (calor), mediante combustibles utilizados para calentar hornos rotativos para la producción de clínker, o en forma de energía eléctrica, consumida en todo el proceso industrial para mover máquinas, hornos rotatorios y molinos rotativos. La mayor parte de este consumo, sin embargo, se refiere al gasto de energía térmica durante la quema de combustibles.
Los combustibles que alimentan los hornos son, en la mayoría de los casos, de fuentes no renovables, como el petróleo y el carbón. Entre los combustibles más utilizados, destacan algunos sólidos, como el coque de petróleo y la gasolina, y algunos gaseosos, como el gas natural y otros derivados del carbón mineral.
El coque de petróleo es la principal fuente de energía en la industria del cemento, siendo el principal combustible utilizado en el horno rotatorio de clínker. Es un material granular negro y brillante compuesto principalmente de carbono (90 a 95%), pero también suele tener un expresivo contenido de azufre (alrededor del 5%). La razón por la que este combustible es ampliamente utilizado se debe a su alto poder calorífico asociado a un bajo costo de adquisición.
Además de estos combustibles tradicionales, los residuos y desechos industriales y de biomasa, el carbón vegetal y los residuos agrícolas también se pueden utilizar para alimentar los hornos.
Impactos ambientales
Las fábricas de cemento terminan contaminando el medio ambiente y son responsables de los impactos ambientales relevantes.
Y, si bien el proceso de fabricación de este material no produce directamente residuos sólidos, ya que la ceniza de la quema de combustibles en el horno rotatorio normalmente se incorpora en el propio clínker, existe una alta emisión de contaminantes gaseosos y material particulado.
Así, los principales impactos son provocados por la emisión de gases contaminantes de esta quema. Un ejemplo es la alta emisión de dióxido de carbono (CO2), uno de los principales gases que desequilibran el efecto invernadero.
Bajo la dirección del World Business Council for Sustainable Development (WBCSD), la Cement Sustainable Initiative (CSI - Cement Sustainability Initiative ) encargó un vasto programa de investigación sobre el impacto de la industria del cemento en en todo el mundo y trabajó para desarrollar un plan de acción con el fin de encontrar formas de mejorar la sostenibilidad de la producción de cemento.
Las empresas cementeras son responsables de aproximadamente el 5% de la emisión global de dióxido de carbono (CO2), de una fuente antrópica, que se libera anualmente a la atmósfera. Se estima que, en la producción de una tonelada de clínker, se produce una tonelada de CO2, lo que contribuye en gran medida al aumento del efecto invernadero, según un estudio.
En el proceso de fabricación de cemento, también se pueden liberar óxido de azufre, óxido de nitrógeno, monóxido de carbono y compuestos de plomo, todos los cuales son contaminantes.
Además, durante la primera etapa de extracción de materias primas, también pueden ocurrir impactos físicos, como deslizamientos de tierra en canteras de piedra caliza y erosiones por vibraciones producidas en el suelo. Y la extracción de arcilla en los ríos puede provocar la profundización de estos cursos de agua, disminuyendo la cantidad de agua en los lechos y alterando los hábitats allí, lo que disminuye la biodiversidad de varias regiones.
Alternativas para reducir impactos
La previsión es que la producción de cemento seguirá creciendo en los próximos años, lo que en consecuencia aumentaría las emisiones totales de CO2 en el mundo. Para evitar esta situación, es necesario que el proceso de producción sufra cambios, ya que es poco probable que disminuya la demanda de cemento.
El plan de acción de CSI, mencionado anteriormente, enumera algunas opciones para hacer viable la sostenibilidad en la producción de cemento:
- Alteración de plantas de fabricación, con el fin de capturar el carbono emitido;
- Use solo la ruta seca en el proceso de producción, requiriendo menos alimento del horno;
- Reutilización de residuos industriales y agrícolas para alimentar el horno, en lugar de utilizar combustibles fósiles (coprocesamiento);
- Sustitución parcial, en construcciones, de cemento por otros materiales;
- Alteración de la formulación del cemento para que su producción libere menos CO2.
Los productores del material deberían adoptar estas actitudes. La elección de modelos de cemento que se basan en estas prácticas y la presión sobre el gobierno y las empresas para regular una legislación sostenible para el sector son métodos para intentar cambiar la dirección actual. El cemento, como ya se mencionó, es fundamental para la "construcción" de la sociedad que conocemos hoy. Por tanto, no debemos demonizarlo, sino buscar alternativas a gran escala para que sus impactos se vean disminuidos y se puedan desarrollar alternativas más sostenibles.
