Actualmente el cemento es el material de construcción más demandado de todo el planeta, sin embargo es responsable de una gran cantidad de emisiones de gases de efecto invernadero. Anualmente, las 5 mil millones de toneladas que se producen de cemento representan 8% de las emisiones antropogénicas de CO2. Si la industria del cemento fuera un país, sería el tercer mayor emisor del mundo después de China y Estados Unidos.

En el mercado existen pocas alternativas para sustituir el concreto. Existe la madera laminada cruzada, diseñada a partir de madera, que es un recurso renovable, pero por ahora sólo se trata de una novedad. En cuanto a los demandantes de concreto, el mayor es China, país que produce la mitad del cemento del mundo y no está dispuesto a dejar de emplearlo. Afortunadamente, se está desarrollando concreto que sea más ecológico de tal forma que no añada CO2 a la atmósfera, sino que trate de sustraerlo.

Se estima que más de la mitad de las emisiones involucradas en la fabricación de cemento son consecuencia de la calcinación, proceso químico en el cual el principal componente es el carbonato de calcio, que al pasar por un horno expulsa el carbón y parte del oxígeno que se combinan para formar monóxido de carbono. El resto, resulta de la quema de carbón y otros combustibles fósiles para impulsar el proceso. En total casi una tonelada de C02 se libera por cada tonelada de cemento fresco.

Cosas calientes

La inevitabilidad de la creación de monóxido de carbono por la calcinación hace que capturar el gas antes de que pueda ingresar a la atmósfera sea más eficaz para descarbonizar la industria del cemento, según un estudio del Dr. Paul Fennell del Imperial College de Londres y sus colegas. Capturar y almacenar el CO2 bajo tierra podría ser utilizado por otras industrias como la fabricación de combustible sintético, o bien podría inyectarse nuevamente en el concreto en el momento que se mezcla con agua para que se endurezca.

El proceso anterior es conocido como calcinación en reversa. Revertir la calcinación hace que el concreto sea más fuerte que si sólo se utiliza agua, por lo tanto no sólo se reduce emisiones sino que se necesita de menos cemento para un trabajo. “McKinsey, una consultora, considera que la calcinación inversa podría, en la actualidad, capturar hasta 5% de las emisiones de cemento. A medida que la tecnología mejore, se espera que aumente a 30%”.

Varias empresas están construyendo con este método. CarbonCure, una firma canadiense, ha instalado equipos que inyectan monóxido de carbono (CO) en concreto premezclado en más de 400 plantas del mundo. Este sistema ha sido utilizado para construir edificios en Arlington y Virginia para Amazon, y para plantas de autos eléctricos de General Motors.

El CO2 utilizado por CarbonCure ha sido capturado por empresas de gas industrial, dichas empresas están desarrollando nuevos equipos para recolectar el gas directamente de los hornos de cemento. La empresa Calix, a su vez, está trabajando en un sistema eléctrico que calienta la piedra caliza indirectamente desde el exterior del horno en lugar desde el interior, ello permitiría capturar CO2 puro sin tener que limpiar los gases de combustión dentro del horno. Si la electricidad proviene de fuentes verdes, el cemento resultante sería completamente puro, es decir con emisiones cero de CO2.

Basura energizante

Un enfoque menos ecológico pero mejor que los combustibles fósiles es sustituir parte del carbón quemado en hornos con desechos municipales e industriales. Cemex, un enorme corporativo mexicano de materiales de construcción, fabrica un combustible llamado Climafuel a partir de estos desechos que han sido despojados de sus sustancias reciclables. Este combustible es rico en material vegetal, es decir, el carbono que ha estado recientemente en la atmósfera y simplemente está regresando allí en lugar te desenterrarlo como se hace con los combustibles fósiles. Se estima que hasta 60% del carbono utilizado por alguna de las plantas cementeras británicas de Cemex ha sido reemplazado por Climafuel.

Otras empresas están buscando formas de sustituir parte del cemento por otros materiales, pero muchos de ellos son cenizas volantes, que son subproductos de centrales eléctricas de carbón, o escoria triturada de los altos hornos utilizados para fabricar hierro. Ninguno de estos es sostenible a largo plazo.

Peter Harrop, jefe deDTechEx, una firma de analistas de Cambridge, Inglaterra, considera que usar menos cemento es parte muy importante de la respuesta, en especial si la producción de cemento se duplica en los próximos 20 años. Harrop ha propuesto agregar fibras sintéticas y naturales, incluso grafeno, una sustancia más fuerte que el acero y de la cual se necesitarían pequeñas cantidades para producir resultados beneficiosos.

A cero y más allá

La sustitución de materiales podría ir aún más lejos. Solidia, una empresa de New Jersey, fabrica cemento que contiene silicatos de calcio con una proporción más alta de sílice con respecto al óxido de calcio. El producto de la empresa requiere menos calor, menos combustible fósil que la calcinación convencional, por lo tanto, libera menos monóxido de carbono (CO). Por otra parte, cuando se mezclan con hormigón los silicatos ricos en sílice hacen que el cemento se endurezca más rápido que el cemento normal y utilizando CO2 capturado en lugar de agua.

La bioenergía con captura y almacenamiento de carbono (BECCS, por sus siglas en inglés) es una de las formas que pretende proporcionar las emisiones negativas necesaria para los objetivos de emisiones netas cero o netas negativas. De hecho, la BECCS podría ser más adecuada para la fabricación de cemento, porque en un mundo consciente del impacto del carbono el equipo de captura de CO2 ya estaría listo. Si eso sucediera, uno de los parias del calentamiento global podría redimirse, ayudando a aliviar el daño que se está haciendo al planeta.