Para limitar el calentamiento global, las emisiones de CO2 en todo el mundo deben reducirse. Este objetivo común fue formulado por las Naciones Unidas en el Acuerdo de París sobre el Clima. Esto tiene implicaciones para la producción industrial. Sectores intensivos en energía, como la industria del cemento, están trabajando para descarbonizar sus procesos. Entre otras cosas, necesita reemplazos para los combustibles fósiles. El objetivo es el cemento verde. Hay varias maneras de mejorar la evaluación del ciclo de vida en la producción.
¿Por qué la producción de cemento necesita volverse más sostenible?
La producción de cemento representa alrededor del 8 por ciento de las emisiones globales de CO2. Para cumplir con los objetivos del Acuerdo de París sobre el Clima, esta cifra debe reducirse al menos en un 30 por ciento para 2030. Principalmente responsable de esto es el proceso químico de calcinación, que representa alrededor del 50 por ciento del CO2 emitido durante el proceso completo de producción de cemento. El encendido del horno rotatorio representa alrededor del 35 por ciento. El 15 por ciento restante se divide entre los otros pasos del proceso, incluida la logística. En la producción de cemento, las emisiones solo pueden reducirse a través de la optimización de procesos y el uso de aditivos. Cada vez más países están ahora definiendo objetivos para una mayor protección climática. No cumplir con estos objetivos podría resultar en sanciones financieras. Pero cada vez más clientes y consumidores también quieren cemento verde: Los fabricantes modernos, por lo tanto, se aseguran de que su producto se produzca de manera respetuosa con el clima y proteja el medio ambiente. Esto ayuda a sus socios comerciales y clientes a reducir también su huella de carbono. En la industria, actualmente existen varias formas de reducir las emisiones contaminantes.
- Uso de combustibles alternativos
- Reducir el polvo de carbón
- Quemar con mayor contenido de oxígeno
- Reducir el contenido de clínker
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La quema de clínker de cemento es intensiva en energía. En los procesos convencionales, se deben alcanzar temperaturas de más de 1400 grados Celsius en el horno rotatorio. Desde hace algunos años, los fabricantes de cemento han estado buscando sustitutos para los combustibles fósiles. Los desechos que no son adecuados para el reciclaje de alta calidad pueden servir como combustible alternativo. De este modo, se convierten en parte de la economía circular y no terminan sin uso en un vertedero, donde los procesos de descomposición también liberan CO2. Además de residuos orgánicos como lodos de depuradora, el plástico, por ejemplo, puede ser utilizado como combustible. El manejo de combustibles alternativos es un desafío, ya que los desechos no tienen una composición constante. Esto dificulta la dosificación correcta. Durante el transporte de los desechos al horno, pueden ocurrir puentes y obstrucciones si el material tiene un peso bajo y un alto volumen. Los problemas con el flujo de material y la calidad variable del combustible también pueden causar variaciones no deseadas en la llama del quemador y la temperatura. En casos desfavorables, se producen residuos que afectan la calidad del cemento. La industria ya ha desarrollado soluciones a estos problemas: En centros de prueba profesionales, se pueden medir y evaluar las propiedades de calidad y flujo de los desechos antes de que se usen como combustible. Las líneas de producción están optimizadas para materiales con diferentes densidades y calidades. |
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El carbón pulverizado ya no es el combustible principal utilizado para producir cemento en plantas modernas. Sin embargo, dado que el valor calorífico de los combustibles alternativos fluctúa, todavía se necesitan combustibles fósiles para compensar. Además, los desechos no pueden ser utilizados para alimentar los hornos por sí mismos, solo una vez alcanzada la temperatura objetivo es posible su utilización. Dado que el carbón pulverizado todavía se necesita para compensar las fluctuaciones y para quemar libremente el horno cuando se ensucia por depósitos, el combustible debe dosificarse en cantidades más pequeñas y alimentarse de manera variable al proceso. Como resultado, la industria del cemento logra una reducción del polvo de carbón y, por lo tanto, menores emisiones de CO2 para proteger el medio ambiente. |
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El proceso de oxyfuel puede reducir las emisiones de CO2 en la producción de cemento. En lugar de aire, se utiliza oxígeno puro para la combustión. Esto facilita la captura posterior del dióxido de carbono, que daña el clima. El CO2 ya no se escapa a la atmósfera, sino que se recoge y almacena. Además, se logra la temperatura requerida con menos combustible al quemar con oxígeno puro, lo que tiene un efecto favorable en el balance energético. Sin embargo, el proceso es técnicamente complejo. Si el contenido de oxígeno es demasiado bajo y la combustión es incompleta, se puede producir monóxido de carbono tóxico. En ciertas circunstancias, la calidad de los productos también puede verse afectada. Para minimizar este riesgo, el proceso de oxyfuel también requiere una dosificación precisa y confiable del material. |
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La mayoría de los procesos para mejorar la evaluación del ciclo de vida en la producción de cemento están dirigidos a reducir los combustibles fósiles. Sin embargo, la mayor proporción de CO2 se produce por procesos químicos durante la conversión de piedra caliza en clínker. Uno de los objetivos de la industria es reducir el contenido de clínker agregando aditivos. Por ejemplo, se utiliza piedra caliza molida extrafina y concreto de molienda pequeña, así como cenizas volantes, escoria granulada de alto horno y escoria. Las propiedades clave del material de construcción a base de cemento son la cohesión, la resistencia y la dureza. No deben sufrir por la reducción del contenido de clínker, para que aún se pueda garantizar una alta calidad del producto. Los sistemas de mezcla en la producción de cemento deben dosificar y combinar las diferentes materias primas en una proporción exacta para que más tarde se produzca concreto de alta calidad. |
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Concreto
Alrededor del 80 por ciento de las emisiones de CO2 del concreto son causadas por el cemento utilizado como aglutinante. La producción de una tonelada del material de construcción genera casi 700 kg de dióxido de carbono. El mal balance de CO2 del cemento se refleja una segunda y tercera vez en el balance de CO2 tanto del concreto como de los edificios construidos con él. Para eliminar su mala eco-balance, el aglutinante debe producirse de una manera más respetuosa con el medio ambiente. Esta es la única manera de mejorar la huella de carbono del concreto y hacer que todas las aplicaciones de cemento sean más sostenibles.
Conclusión: Estos son los desafíos del futuro
La población mundial está creciendo. A nivel mundial, todavía se está construyendo mucho. Por lo tanto, es poco probable que la demanda de cemento y concreto verde como materiales de construcción disminuya. Al mismo tiempo, la protección del clima se está volviendo cada vez más importante para limitar el calentamiento global. La producción de cemento debe volverse más ecológica para proteger el medio ambiente. En Europa en particular, muchas plantas de cemento han comenzado a buscar sustitutos para los combustibles fósiles e invertir en producción de bajas emisiones. Sin embargo, a nivel mundial, hay un gran atraso en la modernización. La presión sobre los fabricantes para reducir las emisiones continuará aumentando. Cuanto más se concentren las empresas en la producción verde y la mayor sostenibilidad, más escasos se volverán los combustibles alternativos. Particularmente en países con altas tasas de reciclaje, la calidad del material disponible disminuirá como resultado.
Esto es un desafío para los fabricantes de los componentes de la máquina: Las plantas para la producción de cemento deben estar diseñadas para el uso de una amplia variedad de materiales a granel. La composición de los combustibles alternativos puede variar mucho. La mezcla de aditivos en la producción de cemento requiere la mayor precisión. La calidad del concreto como material de construcción no debe sufrir. Con sistemas modernos, se debe garantizar una dosificación exacta incluso en condiciones más exigentes. La experiencia y la pericia son por lo tanto esenciales para encontrar buenas soluciones para el futuro.
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