Como un “completo milagro” calificaron los investigadores de la Universidad de Cambridge a este nuevo proceso de reactivar al cemento proveniente del hormigón de demoliciones, utilizando herramientas del reciclaje de la industria siderúrgica. Los investigadores ya trabajan en ensayos a escala industrial de este “cemento eléctrico” que, dicen, sería fundamental en alcanzar la meta de emisión cero que se trazó la industria del cemento y del hormigón a escala global.
Uno de los desafíos que tiene la industria del cemento y del hormigón, tanto a nivel nacional como internacional, es reducir sus emisiones de CO2 y así, ser un actor principal en el combate contra el calentamiento global y sus efectos, en el contexto del cambio climático. Para ello, se trazaron estrategias y fijaron metas ambiciosas para alcanzar la carbononeutralidad, las que se encuentran detalladas en distintos documentos como el elaborado por la Global Concrete and Cement Association (GCCA) o, más local, la Hoja de Ruta Chile Cemento y Concreto – Net Zero 2050.
Una de las palancas para alcanzar la carbononeutralidad dice relación con el avance tecnológico y su desarrollo. En ese sentido, investigadores de la prestigiosa Universidad de Cambridge, en el Reino Unido, desarrollaron una técnica que permite reciclar y reutilizar el cemento de residuos de hormigón proveniente de demoliciones. Esta nueva metodología permite incorporar a las energías renovables en el proceso, lo que permitiría producir hormigones con emisión cero.
“Tenía una idea vaga, que viene de trabajos anteriores, que si era posible moler al hormigón antiguo, sacar al árido y a los agregados gruesos, se podía volver a calentar el cemento para remover el agua y obtener el clinker nuevamente”, comentó el Doctor Cyrille Dunant, Ph.D en Ingeniería y Ciencia de los Materiales la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) y Principal Research Associate en Cambridge.
Dunant descubrió que, utilizando técnicas que aplican en el reciclaje de otra industria -en este caso, la siderúrgica- era posible generar una metodología para recuperar el clinker de ese cemento reciclado y así, producir hormigones sin emisión. “Un completo milagro”, catalogaron los responsables del proyecto.
Bienvenido el “cemento eléctrico”
En junio de 2023, el Doctor Dunant y su equipo presentaron al “cemento eléctrico”, que en el fondo se trata de cemento reactivado en hornos de arco eléctrico, los que se utilizan en la industria siderúrgica para el reciclaje del acero. Para eliminar las impurezas del acero reciclado, se necesita cal. Esta hace que los residuos del acero reciclado, conocidos como escoria, se separen del producto principal.
Y si bien esta escoria se utiliza para reemplazar en porcentajes al árido del hormigón, los investigadores de Cambridge probaron un camino distinto: en vez de cal, utilizar el cemento recuperado de residuos de hormigón en el reciclaje del acero. Esto, porque el proceso para producir clinker necesita de una gran cantidad de temperatura y una combinación adecuada de óxidos, los que se encuentran en este cemento reciclado.
Luego, realizaron una serie de ensayos en los hornos de arco eléctrico con una amplia variedad de escorias hechas de residuos de demolición, a las que agregaron cal, alúmina y sílice. Estas escorias se procesaron en las instalaciones del Instituto de Procesamiento de Materiales con acero fundido y se enfriaron rápidamente.
“Hallamos que la combinación del clinker del cemento y el oxido de hierro es una gran escoria siderúrgica porque flota y fluye muy bien”, dijo el Doctor Dunant. “Y si se consigue el balance adecuado y se enfría esa escoria de manera rápida, tendrás cemento reactivado sin agregar costos al proceso siderúrgico”, agregó. Los investigadores agregaron que el nuevo cemento posee índices de óxido de hierro mayores a los del cemento tradicional, pero que no afectan mayormente a su desempeño.
Impulsando a las energías renovables y el desarrollo de hormigones “verdes”
Los investigadores de Cambridge destacan el gran potencial que posee este nuevo “cemento reactivado”, tanto en la producción de hormigón como en la promoción del uso de energías renovables. “Mostramos las altas temperaturas que necesitan los hornos para reactivar al cemento recuperado y ya que los hornos de arco eléctrico utilizan, valga la redundancia, electricidad, se pueden alimentar con energías renovables, lo que permite que toda la producción del material sea descarbonizada”, explicó el Doctor Dunnant a la BBC.
“Producir cemento con emisión cero es un completo milagro”, dijo Julian Allwood, profesor del Departamento de Ingeniería de la Universidad de Cambridge, quien lidera la investigación. “Realizamos talleres con distintos actores de la industria de la construcción sobre cómo podíamos reducir las emisiones del sector y aparecieron grandes ideas de esas discusiones, pero hubo algo que ellos no podían considerar era a un mundo sin cemento”, recalcó.
Si bien se han producido algunos kilogramos de este nuevo tipo de cemento, los investigadores esperan realizar los primeros ensayos a escala industrial durante este mes. “Estamos por comenzar los primeros tests en hornos de arco eléctrico industriales, lo que nos llevaría a lotes de 30 toneladas por hora de cemento, los que utilizarán nuestros socios de la industria de la construcción para una serie de demostraciones”, adelantó el profesor Allwood al portal Interesting Engineering.
Además, la BBC reportó que una empresa española buscará replicar el proceso en un horno de arco eléctrico industrial en Cardiff. Asimismo, estimó que, dadas las tasas de reciclaje de acero en el país, este nuevo cemento podría satisfacer hasta un cuarto de la demanda del producto en todo el Reino Unido. “Además de ser un gran avance para el sector de la construcción, esperamos que este cemento ayude reconocer las oportunidades para la innovación en nuestro camino hacia las emisiones cero”, recalcó el profesor Allwood.
