PUNTO DE CIENCIA

Por

31 marzo, 2025

POR RICARDO X. MAGALLANES RIVERA

Cementos más ecológicos: una necesidad

Un informe especial del año 2023 del Panel Intergubernamental sobre cambio climático predice que para 2050 los gases de efecto invernadero (GEI) deben reducirse al menos en un 50% para asegurar una alta probabilidad de limitar el calentamiento global. Sin embargo, datos recientes del Programa Ambiental de las Naciones Unidas muestran que las estrategias ambientales actuales aumentarán el calentamiento global en más de 3°C para fines del Siglo XXI. Es decir, el ritmo actual de progreso en la mitigación del cambio climático adoptado en el mundo no es suficiente.

Es bien sabido que el concreto de cemento hidráulico es el material de construcción más consumido en el mundo, y también el más consumido por el ser humano: cerca de 30 mil millones de toneladas se producen anualmente, casi 4 metros cúbicos al año por habitante. Además, la fabricación del cemento Portland puede estar relacionado a cantidades considerables de GEI. Se estima que cerca del 8% de las emisiones de CO2 generadas por el hombre provienen de la síntesis de este cemento, lo cual representa emisiones promedio de 120 kg de CO2 por cada tonelada de concreto.

Por tanto, cobra importancia utilizar cementos hidráulicos que incorporen ventajas tecnológicas, ambientales y económicas. Una opción factible es usar materiales cementantes suplementarios (MCS). Una gran variedad de materiales naturales o sintéticos, mediante acondicionamientos sencillos pueden reemplazar total o parcialmente al cemento gris en mezclas de concreto. Obtenerlos y aprovecharlos desde residuos o subproductos industriales es doblemente atractivo con fines de sustentabilidad: evita acumulación y promueve la reutilización.

En un estudio de reciclaje de residuos industriales realizado en la UAdeC se analizaron cementos fabricados con hasta 80% de residuos siderúrgicos generados en el estado. Diversos tipos de escorias metalúrgicas y residuos de fundentes se usaron como MCS reemplazando al cemento Portland para mezclas de concreto y los resultados fueron prometedores. Se registraron mezclas con más de 320 kg/cm2 de resistencia a la compresión a mediano plazo, lo cual, aunado a una correcta capacidad de fluidez y tiempos de fraguado adecuados, establece su potencial de uso en aplicaciones estructurales. Las mezclas han respondido de buena manera a ataques de ácidos inorgánicos (el ambiente más agresivo de deterioro para el concreto hidráulico) demostrando con ello su durabilidad en términos de estabilidad. Estos resultados están vinculados a la formación de productos similares a los del cemento Portland con ciertas particularidades químicas y microestructurales.

Con el fin de estimar una aproximación real a la sustentabilidad de los materiales, se han realizado análisis de ciclo de vida simple considerando las diferentes etapas de la fabricación: explotación y transporte de materias primas y acondicionamientos como secado y molienda. Los resultados, expresados en cantidad de CO2 equivalente liberado a la atmósfera, establecen una disminución notable de las emisiones en comparación con el Portland, que por sí solo representó cerca de 920 kgCO2eq por tonelada: es posible disminuir más del 70% los GEI en función del contenido de cemento gris. Por ejemplo, una mezcla con 50% de desechos industriales disminuye hasta 518 kgCO2eq por tonelada de mezcla fabricada, donde solo 13% de dichas emisiones corresponde a la reutilización de los desechos. Para reemplazos mayores la disminución es lineal, pero, a niveles de reemplazo de 80%, los beneficios sociales son comprometidos, lo cual significa que la relación de liberación de CO2 contra la ganancia de resistencia ya no es conveniente.

Estos estudios establecen la viabilidad de fabricación de cementos más ecológicos y resaltan la importancia del reciclaje de subproductos disponibles localmente con un uso optimizado para producir materiales útiles, no solo desde una perspectiva científica sino también desde un enfoque ambiental.

Facultad de Ingeniería, Unidad Sureste, UAdeC

ricardo.magallanes@uadec.edu.mx