Más residuos en la mezcla de cemento

La producción anual de cemento en el planeta se estima en cerca de tres mil millones de toneladas. Las emisiones de dióxido de carbono asociadas con el producto final son relativamente bajas, pese a lo cual la producción total alcanza unas proporciones tan inmensas que esta industria genera alrededor del 5 al 8 % de las emisiones globales debidas a actividades humanas.

Una manera eficaz de mejorar la sostenibilidad es mezclar el llamado cemento tipo Portland (hecho de piedra caliza y arcilla) con las MCS. A medida que mengua el suministro de MCS convencionales, tales como cenizas volantes y escoria de altos hornos, resulta necesario hallar alternativas sostenibles que estén disponibles localmente. Para aumentar la velocidad y la eficacia de este esfuerzo, unos científicos pusieron en marcha el proyecto europeo «Analysis and modelling of the reactivity of pozzolans during cement hydration» (AMORPH).

Los investigadores estudiaron los efectos de varios MCS y la química de soluciones sobre la disolución y la precipitación a nanoescala. La atención se centró en los materiales más sostenibles, incluyendo subproductos industriales, desechos de la sociedad o materiales naturales de bajo consumo.

Los científicos modelaron los efectos de los MCS sobre la formación y la microestructura del cemento y los resultados los compararon con las observaciones experimentales. Integraron la cinética de reacciones y los resultados experimentales de hidratación en un modelo de la hidratación de cemento mezclado con modelado termodinámico. El equipo también desarrolló una serie de mejoras en técnicas de medición y protocolos de laboratorio para evaluar la reactividad.

Los conocimientos novedosos obtenidos acerca de la reactividad de los MCS sugieren que se pueden obtener mejoras significativas en la eficiencia de los recursos si se aprovechan los efectos sinérgicos entre los diferentes MCS que potencian la reactividad general. Esto a su vez favorecerá un menor uso del cemento Portland y un mejor aprovechamiento de los caudales de residuos, reduciendo también notablemente el impacto ambiental de la producción de cemento.

Los protocolos de modelado y de laboratorio eliminarán buena parte de la práctica de ensayo y error asociada actualmente con la selección de MCS y la formulación de cemento. En el futuro, los resultados del proyecto podrían ayudar a predecir los materiales que podrían ser utilizados para reemplazar el cemento en sí. Esto ayudará a la UE a completar la transición de una economía intensiva en recursos primarios a otra mucho más sostenible en la que se aprovechen los flujos de residuos para obtener productos nuevos y de gran calidad.