El cemento es el principal material que se encuentra en las obras de construcción civil. Aunque esencial, su fabricación presenta riesgos para la salud y el medio ambiente.
El cemento es uno de los productos más utilizados en todo el mundo, y se puede decir que este material ha revolucionado la historia de la ingeniería y la forma en que se empezaron a estructurar las ciudades. Mira a tu alrededor ... Está presente en casi todo tipo de construcción, desde la casa más sencilla hasta la obra de ingeniería más compleja.
Básicamente, el cemento es un polvo fino con propiedades aglutinantes, aglutinantes o aglutinantes, que se endurece al entrar en contacto con el agua. Una vez endurecido, aunque se vuelva a someter al agua, este material no vuelve a descomponerse.
Sus principales materias primas son: piedra caliza, arcilla y menores cantidades de óxidos de hierro y aluminio, utilizados para la producción de clínker - materia básica para la fabricación de cemento (leer más en Clinker: conoce qué es y para qué sirve impactos ambientales) - yeso (yeso) y otras adiciones (como puzolana o escoria de hornos).
Normalmente, cuando se habla de cemento, también se habla de hormigón. Ambos son materiales indispensables en la construcción civil. Pero, ¿sabrías cómo diferenciar estos dos materiales?
El cemento es un polvo fino, con propiedades aglutinantes, que se puede utilizar para diversos fines, como en la composición de morteros, enlucidos de muros, en la fabricación de hormigón, etc.
El hormigón es un compuesto, muy utilizado en la construcción civil, que utiliza el cemento como uno de sus principales componentes, lo que le confiere la rigidez y las propiedades de aglutinación necesarias. Además del cemento, otros materiales presentes en la composición del hormigón son el agua, la arena y la piedra.
En definitiva: el hormigón es la estructura resultante de la mezcla de cemento y otros materiales, mientras que el cemento es uno de los “ingredientes” que forman parte de esta receta.
Fuente
Cemento es una palabra originada del latín 'caementu', que en la antigua Roma designaba una especie de piedra de roca natural.
Los historiadores suponen que el hombre primitivo, de la Edad de Piedra, ya tenía el conocimiento de un material con propiedades aglomerantes similares al cemento. Se cree que estos seres humanos, al encender sus fuegos junto a las piedras de caliza y yeso, vieron cómo parte de estas piedras se convertía en polvo, bajo la acción del fuego y, cuando el material fue hidratado por la serenidad de la noche, se convirtió de nuevo en piedra.
Además, el origen y la creación del cemento, con una composición diferente a la que conocemos hoy, son muy antiguos. Se estima que comenzaron a utilizarse hace unos 4.500 años.
Algunos pueblos antiguos, como los egipcios y los romanos, ya utilizaban una especie de aglutinante entre los bloques de piedra en la construcción de sus monumentos. En el Antiguo Egipto ya se utilizaba una aleación que consistía en una mezcla de yeso calcinado. Las grandes obras griegas y romanas, como el Panteón y el Coliseo, se construyeron con suelos de origen volcánico, que tenían propiedades endurecedoras del agua.
En 1756, el inglés John Smeaton dio el primer paso hacia el desarrollo del cemento moderno, que logró obtener un producto resistente calcinando calizas blandas y arcillosas.
Pero fue solo en 1824 que el constructor inglés Joseph Aspdin quemó conjuntamente piedra caliza y arcilla, convirtiéndolas en un polvo fino, muy similar al cemento moderno. Cuando se añadió agua a este polvo, se obtuvo una mezcla que, después de secarse, se volvió dura como una piedra y no se disolvió en agua. Este descubrimiento fue patentado con el nombre de cemento Portland, ya que tiene color y propiedades de durabilidad y solidez similares a las rocas de la isla británica de Portland.
La formulación de cemento Portland es la más utilizada y extendida en todo el mundo hasta el día de hoy.
Surgimiento en Brasil
En Brasil, las primeras experiencias relacionadas con la fabricación de cemento Portland ocurrieron alrededor de 1888, a través del Comandante Antônio Proost Rodovalho, quien instaló una fábrica en su finca en Santo Antônio (SP), seguida de la instalación de una nueva fábrica en la isla. Tiriri (PB), en 1892. Y, en 1912, el gobierno de Espírito Santo fundó su propia fábrica en la ciudad de Cachoeiro do Itapemirim.
Sin embargo, estas acciones fueron sólo intentos, que culminaron, en 1924, con la implantación de una fábrica, por la Companhia Brasileira de Cimento Portland, en Perus (SP), cuya construcción puede ser considerada como el hito de la implantación de la industria cementera brasileña. .
Las primeras toneladas se produjeron y comercializaron en 1926. Hasta entonces, el consumo de cemento en el país dependía exclusivamente del producto importado. Así, a partir de la fecha mencionada, la producción nacional fue aumentando paulatinamente con la implantación de nuevas fábricas y la participación de productos importados disminuyó en las siguientes décadas, hasta prácticamente desaparecer en la actualidad.
Riesgos para el medio ambiente y la salud humana
Los principales impactos ambientales están relacionados con el proceso de producción de cemento. Las fábricas de este material acaban contaminando el medio ambiente y son responsables de impactos relevantes.
Y, aunque el proceso de fabricación de este material no produce directamente residuos sólidos, ya que las cenizas de la quema de combustibles en las cementeras suelen reutilizarse en el propio proceso, existe una alta emisión de contaminantes gaseosos y material particulado.
Así, los principales impactos son provocados por la emisión de gases contaminantes de estos combustibles. Un ejemplo es la alta emisión de dióxido de carbono (CO2), uno de los principales gases que desequilibran el efecto invernadero. Lea más sobre los impactos ambientales causados durante la producción de cemento en el artículo "¿Cómo ocurre el proceso de producción de cemento y cuáles son sus impactos ambientales?".
Además de estos impactos ambientales, el cemento también puede presentar riesgos para la salud humana. El uso de cemento sin el uso de equipos de protección adecuados puede ocasionar graves daños a la salud del trabajador que manipula este material. Según un estudio, el cemento se clasifica como un "material irritante", que reacciona cuando entra en contacto con la piel, los ojos y las vías respiratorias.
El cemento reacciona en contacto con la piel debido a la humedad (transpiración corporal), después de un contacto prolongado. El calor se libera debido a la reacción del cemento en contacto con la superficie del líquido, provocando lesiones. Además, es común observar la acción alcalina del cemento sobre, principalmente, las manos y los pies de los trabajadores de la construcción. El cemento tiene un efecto abrasivo sobre la capa córnea de la piel, provocando lesiones como: enrojecimiento, hinchazón, ampollas y grietas.
Hay que tener más cuidado con la sensibilidad de los ojos ya que el cemento puede provocar irritaciones conjuntivas y lesiones aún más graves e irreversibles como la ceguera.
Otros riesgos para la salud están relacionados con la inhalación de polvo de este material. El tiempo de exposición al polvo, sin los necesarios métodos de seguridad, es un agravante en este proceso. Según investigaciones, se estima que el período entre diez y 20 años de exposición a este polvo es suficiente para el desarrollo de enfermedades pulmonares. Estas enfermedades son el resultado de la acumulación, por inhalación, de partículas sólidas en los pulmones.
Con el paso de los años, el polvo inhalado permanece depositado en los pulmones creando un cuadro de fibrosis, es decir, el endurecimiento del tejido pulmonar, provocando que la capacidad elástica de los pulmones se vea comprometida.
Alternativas e innovaciones
La previsión es que la producción y necesidad de cemento seguirá creciendo en los próximos años, lo que, en consecuencia, incrementaría las emisiones totales de gases de efecto invernadero, como el CO2. Para evitar, o al menos minimizar esta situación, es fundamental pensar en alternativas e innovaciones adecuadas para la producción y consumo de cemento, ya que es poco probable que disminuya la demanda de este material. Las siguientes son algunas alternativas e innovaciones:
Estructuras metálicas
Actualmente ya existen varias construcciones que utilizan estructuras metálicas.
Si comparamos la relación coste / beneficio de este tipo de construcción, con la del hormigón armado (hormigón + hierro), obtendremos ventajas y desventajas, como:
En relación a la estructura, mientras que la de hormigón debe producirse íntegramente en obra, la metálica sólo se ensambla, teniendo su producción en fábrica, lo que agiliza el proceso.
La mano de obra empleada en trabajos con estructuras metálicas es mucho menor que la empleada en trabajos de hormigón armado, aunque las estructuras metálicas requieren mano de obra más especializada. En ocasiones, los errores se permiten y se corrigen cuando se trabaja con estructuras de hormigón. Sin embargo, los errores en la estructura metálica deben ser nulos.
El peso de la estructura metálica es menor que el del hormigón armado, lo que alivia la tensión en vigas y columnas.
En cuanto a la resistencia de estas estructuras, son equivalentes.
En cuanto a los plazos de construcción, la estructura metálica tiene más ventajas, ya que los pasos constructivos se pueden realizar simultáneamente, a diferencia de las estructuras de hormigón armado.
En cuanto al aislamiento térmico, las estructuras de hormigón armado tienen una ventaja sobre las metálicas, ya que las estructuras metálicas se sobrecalientan en verano y se enfrían demasiado en invierno, a diferencia de las estructuras de hormigón, que acaban siendo más acogedoras y cómodas.
Finalmente, las estructuras de hormigón tienen una gran ventaja sobre las estructuras metálicas en la protección contra incendios. Este hecho parece justificar el todavía gran uso de estructuras de hormigón armado.
Uso de madera certificada
Existen diferentes iniciativas que defienden el uso de madera certificada en la construcción civil para reemplazar estructuras de hormigón. Son muchos los factores positivos que defienden esta práctica, como el hecho de que la madera es un recurso renovable, reduce la cantidad de gases de efecto invernadero y es un material resistente y fácilmente reutilizable.
Vea la animación proporcionada por la organización no gubernamental WWF-Brasil (Fondo Mundial para la Naturaleza), que aborda y fomenta el uso de madera certificada en proyectos de construcción civil.
Además de esta animación, es interesante consultar la conferencia de Michael Green en TED Talks, ' Por qué deberíamos construir rascacielos de madera '. Es un arquitecto que evalúa y propone la posibilidad de construir edificios altos y obras complejas con madera certificada (eliminador de carbono) en lugar de utilizar hormigón y acero. La presentación tiene una duración de 14 minutos y aborda este tema de una manera muy innovadora e interesante. Mira la conferencia aquí.
Bioconcreto: hormigón que 'cura' solo
El llamado biohormigón es un descubrimiento capaz de revolucionar por completo el sector de la construcción civil y la forma en que el ser humano realiza sus construcciones y reparaciones. Nació de las manos y la mente de científicos holandeses, de la Universidad Tecnológica de Delft, y llama la atención por su capacidad para sellar sus propias grietas y grietas. Sería un hormigón dotado de capacidades de 'autocuración', tal como ocurre en la naturaleza con ciertos seres vivos.
Según sus creadores, el bioconcreto se llama así porque es un producto 100% vivo. Esto se debe a la presencia de bacterias en el material, encargadas de ofrecerle propiedades especiales. Los investigadores mezclan hormigón ordinario con lactato de calcio y una colonia de microorganismos ( Bacillus pseudofirmus ). Estas bacterias pueden sobrevivir durante más de dos siglos en edificios, incluso en entornos hostiles.
En la práctica, las grietas de los edificios construidos con biohormigón se regeneran cuando las bacterias presentes en el producto entran en contacto con el agua. Cuando penetran las grietas, son estimuladas por la humedad y comienzan a consumir lactato. El resultado final, tras la 'digestión' de estas bacterias, es la producción de piedra caliza, sustancia encargada de reparar el material.
Otro aspecto positivo del biohormigón está relacionado con la extensión de la fisura que es posible recuperar, prácticamente sin límites, pudiendo reparar hasta kilómetros de fisuras. Sin embargo, para un mejor funcionamiento, la rotura no puede tener un ancho superior a 8 mm. Además, los ahorros que proporciona el uso de biohormigón son inimaginables, ya que se puede ahorrar mucho dinero.
Vea el siguiente video, en inglés, puesto a disposición por la Universidad de Delft, Países Bajos. En él, uno de sus creadores explica brevemente el concepto y funcionamiento del biohormigón.
Reciclaje de hormigón
El reciclaje de hormigón es una alternativa para combatir el enorme volumen de residuos que genera diariamente la construcción civil y para ayudar a reducir los impactos ambientales provocados por la extracción y fabricación de cemento y hormigón. Lea más sobre el reciclaje de hormigón en 'La técnica que utiliza descargas eléctricas para reciclar hormigón ha sido probada con éxito'.
Una barrera importante para el uso de hormigón reciclado se refiere a la variabilidad e incertidumbre en las propiedades y calidad final del material reciclado y cómo afectaría la resistencia, rigidez y durabilidad de las estructuras construidas.
Debido a la brecha de conocimiento hasta el momento, el uso de áridos reciclados se ha limitado principalmente a aplicaciones no estructurales, como aceras, carreteras y en obras de nivelación de terrenos, aunque la calidad del material reciclado es generalmente superior a la requerida. en estas aplicaciones no estructurales.
Por tanto, es necesario desarrollar la investigación y los métodos de ingeniería adecuados para un mayor uso de los áridos de hormigón reciclado en obras estructurales, como la edificación.
Además de estos, también existen otras alternativas que tienen como objetivo ayudar a reducir los impactos provocados por la industria cementera. Consulta en los artículos: 'Técnicas alternativas mitigan el daño ambiental en el proceso de producción de cemento' y 'Clinker: conoce qué es y cuáles son sus impactos ambientales'.
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.
Fuentes: Asociación Brasileña de Cemento Portland (ABCP) y Riesgos asociados al uso de cemento en la construcción civil
