- El crecimiento de la población mundial y la urbanización requerirán más construcción en los años y décadas venideros. Y por tanto, más cemento.
- Actualmente, la industria del hormigón y el cemento representa alrededor del 7% de las emisiones globales de CO2 y, si no se toman medidas, esta cifra podría aumentar significativamente.
- La start-up estadounidense Sublime Systems “electrifica la producción de cemento y prescinde por completo del horno”, que es la parte del proceso de fabricación del cemento que consume más energía y combustibles fósiles.
“El crecimiento demográfico y la urbanización están impulsando la construcción de ciudades del tamaño de la ciudad de Nueva York cada mes”, señaló Nollaig Forrest, director de sostenibilidad de Holcim, en un informe reciente .
“El cemento es un ingrediente clave del hormigón, que es el material de construcción más utilizado porque es local, asequible, versátil, reciclable, de alto rendimiento y resiliente”, añade.
“Pero la entrega de los materiales necesarios para producir cemento y hormigón aumenta la presión sobre nuestro planeta y sus recursos naturales. »
El hormigón y el cemento representan alrededor del 7% de las emisiones globales de CO2 y, si no se toman medidas, esta cifra podría aumentar significativamente, socavando los esfuerzos de descarbonización en otros sectores.
El Foro Económico Mundial, en colaboración con Boston Consulting Group y el aporte de la industria de la Asociación Global de Cemento y Concreto (GCCA), examinó la fabricación y el uso de concreto para desarrollar un marco de siete partes que ayude a escalar el diseño con bajas emisiones de carbono y reducir las emisiones. de la producción de cemento y hormigón.
Sugiere activar tres palancas clave para reducir las emisiones de hormigón en proyectos de construcción hasta en un 40% para 2030:
1. Descarbonización de los procesos de fabricación, incluidas tácticas como la eficiencia de la producción y la electricidad renovable.
2. Especificar mezclas de cemento bajas en carbono , que utilizan materiales cementantes adicionales para reducir el volumen de cemento en producción, reduciendo así la huella de carbono de la mezcla.
3. Optimizar el volumen de materiales utilizados en proyectos aplicando técnicas de diseño que reduzcan los volúmenes generales de materiales requeridos y equilibrando las compensaciones entre la intensidad de carbono de los productos de cemento y los volúmenes requeridos.
La Dra. Leah Ellis representa una de esas soluciones para descarbonizar el proceso de fabricación cambiando la forma en que se produce el cemento. Como cofundadora y directora ejecutiva de la nueva empresa estadounidense Sublime Systems, Leah dice que están construyendo el “vehículo eléctrico de la fabricación de cemento”.
"Estamos reemplazando el horno de combustible fósil por un enfoque químico-eléctrico", dijo en el Foro.
El método más común de producir cemento hoy en día crea dos fuentes de emisiones de CO₂ : alrededor del 40% proviene de la quema de combustibles fósiles para calentar los hornos a 1300-1450°C, y alrededor del 60% se libera durante la descomposición térmica de la piedra caliza en dióxido de carbono y cal. , un elemento esencial del clinker que es el ingrediente principal del cemento (alrededor del 70%).
"Estamos reemplazando un horno de combustión de alta temperatura alimentado por combustibles fósiles por un proceso a temperatura ambiente que puede ser más eficiente termodinámicamente y producir el mismo cemento endurecido que hemos utilizado durante milenios", explica Leah.
"Y, en última instancia, podemos hacerlo al mismo costo". »
De 100 toneladas por año a 100 toneladas por día
Este método para fabricar cemento ha sido probado en el laboratorio y el equipo ahora se centra en la escala de construcción. “En los últimos tres años hemos pasado de un gramo de cemento en el laboratorio a 100 toneladas por año en nuestra planta piloto. Pero sigue siendo sólo una gota en el océano”, admite Leah.
“Necesitamos pasar de la capacidad de nuestra planta piloto actual a una capacidad a escala de demostración, por lo que esta es la planta a escala industrial mínima viable, que es de alrededor de 100 toneladas por día.
“Y a partir de ahí necesitamos pasar a un millón de toneladas por año si queremos ser relevantes en la industria, producir volúmenes relevantes y ser competitivos en costos. »
Pero sigue siendo optimista en cuanto a que la industria pasará de estándares basados en la química a estándares basados en el desempeño. "Eso significa que el cemento se define no sólo por su química, sino también por sus propiedades", afirma.
“Entonces, ¿este cemento reacciona con el agua en las mismas proporciones? ¿Se endurece y forma gel en el mismo tiempo? ¿Tiene la misma resistencia y durabilidad medidas mediante pruebas específicas?
¿Porque es esto importante? “Porque definir el cemento por su desempeño y no por su química nos permite resolver el verdadero problema: tener un material de construcción de alto desempeño y bajo contenido de carbono. »
Hacia el “verdadero” carbono cero
Para Leah, el desarrollo de la tecnología detrás de la producción sostenible de cemento surgió de su pasión por la química y del deseo de minimizar su impacto ambiental.
“No era una experta en cemento cuando comencé con Sublime Systems”, dice. “Yo era un experto en baterías y tuve que aprender sobre el cemento a través de Wikipedia, libros de texto, luego artículos de periódico y profundizando cada vez más en el tema. »
Hoy en día, su cemento apunta a lograr un “verdadero” carbono cero –en lugar de simplemente un “cero neto”– reemplazando el horno de combustible fósil con un proceso electroquímico y evitando las emisiones de CO₂ en primer lugar. “Estamos creando tecnología para un mundo post-carbono.
“Esta tecnología no es sólo para hoy hasta 2050, cuando alcancemos la neutralidad de carbono. Esta es una tecnología que será relevante dentro de 100 años, si no un milenio.
Y Leah cree que su viaje contiene una lección para todos: “Las buenas ideas pueden surgir de cualquier lugar. Animaría a las personas a pensar de manera innovadora y tratar de resolver problemas, incluso si no son expertos.
Visite nuestro Rastreador de la industria carbono neutral para realizar un seguimiento de las principales prioridades de la industria del cemento y realizar un seguimiento del progreso en otros sectores.
Autor :
Pooja Chhabria - Editora digital, Foro Económico Mundial
Publicado el 10-11-2023 16:18
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