El proceso de producción de cemento 'ZeroCAL' elimina el CO2 de la ecuación
Después de una década de trabajo , investigadores de la Universidad de California en Los Ángeles han ideado con éxito una forma de producir cemento con un 98% menos de emisiones de CO2 que los métodos tradicionales.
15 octubre 2024.- El equipo de UCLA logró esto al descomponer la piedra caliza (la materia prima clave involucrada en la fabricación de cemento) para acceder al óxido de calcio, también conocido como cal, sin liberar dióxido de carbono en el proceso.
El equipo llama a este método ZeroCAL, abreviatura de cal sin carbono. Es un gran logro porque existe una enorme oportunidad de reducir las emisiones globales de gases de efecto invernadero. Tradicionalmente, calentar piedra caliza en un horno para producir cal da como resultado la emisión de 1 libra de CO2 por cada libra de cemento producida.
¿Cómo funciona ZeroCAL?
ZeroCAL omite el proceso de calentamiento de piedra caliza alimentado con combustibles fósiles mencionado anteriormente. En su lugar, comienza disolviendo la materia prima de roca sedimentaria en una solución a base de agua que contiene un ácido industrial común. A continuación, se separa el calcio mediante nanofiltración con membrana. Por último, se lleva a cabo un proceso electroquímico para producir hidróxido de calcio, un precursor sin carbono para la producción de cemento y cal.
Esto va más allá de reducir las emisiones derivadas del procesamiento de la piedra caliza a tan solo un 1,5 % . Aborda las emisiones de carbono resultantes de la descomposición de la piedra caliza al tiempo que proporciona hidrógeno y oxígeno limpios para calentar el horno de cemento. Además, permite la descarbonización in situ al tiempo que se utilizan los hornos y las materias primas de piedra caliza existentes sin tener que construir instalaciones independientes de captura y almacenamiento de carbono.
Un camino más verde para la producción de cemento
Aunque ZeroCAL es realmente impresionante, el proceso aún no es perfecto. Utiliza más energía que los métodos tradicionales y sigue utilizando mucha agua. Dicho esto, se están realizando investigaciones para simplificar las operaciones unitarias y aprovechar mejor los coproductos ácidos y básicos producidos electrolíticamente. Eso podría ayudar a que ZeroCAL alcance la paridad en el uso de energía.
El equipo de investigación está colaborando con el mayor fabricante de cemento de la India, Ultratech Cement, para construir una planta de demostración que producirá varias toneladas métricas de cal por día utilizando el proceso ZeroCAL.
La producción de cemento representa el 8% de las emisiones de CO2 en todo el mundo . Es de esperar que en un futuro próximo este proceso y otros similares se generalicen y reduzcan esa cifra.
Los principales desafíos de esta iniciativa son el costo y el consumo de energía. El cemento con bajas emisiones de carbono es simplemente más caro de producir y aún requiere grandes cantidades de energía y agua. Además, los márgenes del cemento convencional ya son estrechos. Por lo tanto, necesitaremos ver más innovación en este ámbito antes de que las opciones ecológicas se conviertan en la norma en todo el mundo.
Se ha publicado un artículo sobre el proyecto en la revista Sustainable Chemistry and Engineering de la American Chemical Society .
Aparte de ZeroCAL, hay un par de proyectos notables que hemos visto que replantean el cemento. En mayo, nos enteramos de que unos investigadores de la Universidad de Cambridge están arrojando hormigón usado a hornos de procesamiento de acero para producir "cemento reactivado" como subproducto mientras se purifica el hierro. El proceso podría dar lugar a un cemento completamente libre de carbono al utilizar energía renovable.
También está Sublime Systems, que presentó una solución de cemento sin emisiones de carbono utilizando un novedoso proceso electroquímico el año pasado. El mes pasado, consiguió una inversión de 75 millones de dólares de los gigantes mundiales del cemento Holcim y CRH. La filial del MIT tiene previsto abrir una planta comercial en Estados Unidos con una capacidad de 30.000 toneladas al año en 2026.
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