Ambiental

Buscan contaminar menos en la fabricación de cemento

Logran obtener el producto a menor temperatura y en un tiempo más corto, lo que significa quemar menos combustibles fósiles

Pedro Bosch, integrante del Instituto de Investigaciones en Materiales (IIM), y su alumna de doctorado, Aída Zapata de Camino, desarrollaron una preparación del clínker de cemento Portland belítico —el que se comercializa para la construcción— a baja temperatura, lo que lo hace menos contaminante.

Además, decidieron aprovechar productos naturales mexicanos. En lugar de arcillas, usan zeolitas de San Luis Potosí (que contienen la proporción adecuada de aluminios y silicios) y caliza de Yucatán, abundantes en el país. El desarrollo de la UNAM ya tiene patente nacional.

El cemento es un material con propiedades adhesivas y cohesivas que le dan la capacidad de aglutinar fragmentos para formar un todo compacto. En la industria de la construcción se restringe a uno, que además tiene la propiedad de fraguar y endurecerse con el agua, debido a una reacción química llamada hidratación; de ahí el nombre de cementos hidráulicos.

La etapa medular en su manufactura son los hornos rotatorios, en donde las materias primas se someten a un proceso de calcinación para la obtención de lo que se conoce como clínker, su principal componente.

Al respecto, el científico explicó que éste se obtiene mediante el tratamiento térmico de caliza y arcillas, a cerca de mil 500 grados. “Eso es muy contaminante, porque se necesita mucho combustible y tiempo para alcanzar esa temperatura”.

Para obtener cementos con requerimientos menores de energía y disminuir la emisión de gases de combustión hacia la atmósfera, Bosch Giral y su alumna propusieron usar, en vez de procedimientos convencionales, métodos químicos: aprovechar las reacciones de las que se desprende mucho calor, en particular, la combustión de la urea.

Al quemarse ese compuesto genera mucho calor, que puede aprovecharse para sintetizar el clínker en muy corto tiempo, y aproximadamente a la misma temperatura que los métodos convencionales. En vez de calentar a mil 500 grados, se hace a mil 100, y varias horas de proceso, se reducen a sólo 15 minutos.

“Uno podría preguntarse si en el intento de ahorrar combustibles, no resulta más caro este procedimiento, pero no, porque la urea es extraordinariamente barata”, aclaró el universitario.

Las materias primas están disponibles. “Se nos ocurrió emplear productos naturales mexicanos, como la caliza común en Yucatán, y la zeolita, cuya composición es la requerida para fabricar cemento, es decir, la proporción adecuada de aluminios y silicios”, explicó Bosch. El país es volcánico, y de zeolitas existen muchos yacimientos.

Obtuvimos un cemento belítico (llamado así por el silicato belita que contiene) que presenta las mismas propiedades que el cemento preparado de forma convencional. Luego de la identificación y caracterización del material, se probaron y se determinaron los índices de dureza, comparables con el producto comercial.

Sus aplicaciones son las de cualquier cemento Portland: pavimentos, pisos, edificios de concreto, tanques, presas, tuberías, mamposterías y otros productos de concreto prefabricado.

Para su obtención, explicó Bosch Giral, simplemente se muele la zeolita con el carbonato de calcio y una pequeña cantidad de agua, y se eleva la temperatura con la urea y un aditivo de combustión, en este caso nitrato de amonio y peróxido de hidrógeno.

El desarrollo, publicado en el Journal of the American Ceramic Society y el Journal of the European Ceramic Society, está en espera de que la industria cementera se interese y lo aplique.

Material tradicional

► El consumo per cápita mundial de cemento hidráulico se estima en cerca de 200 kilogramos al año, lo que es equivalente a una tonelada de concreto.

► La contribución de la industria que produce cemento para construcción a las emisiones globales de dióxido de carbono a la atmósfera es de alrededor de 8 por ciento a escala global.

► Este material requiere grandes cantidades de energía, pues para procesar una tonelada de cemento Portland, por ejemplo, se emplean alrededor de cuatro gigajoules (4 mil millones de joules) de energía.

Fuente: milenio.com
Publicada: 09 de Julio de 2012

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