Impuesto global sobre el carbono impulsa exigencia de optimizar la molienda de cemento

El cemento es el material artificial más preponderante en el mundo, con una producción aproximada de 2 m³ de concreto por cada habitante. Ante un volumen tan grande, no sorprende que cada aspecto de su producción tenga un posible impacto importante, tanto en lo económico como en lo ambiental.

La producción de cemento es responsable de una porción importante de las emisiones de CO₂ generadas por el hombre, y muchos productores se han comprometido públicamente a reducir de manera significativa las emisiones netas de CO₂, a la par de los protocolos de reducción establecidos y las legislaciones implementadas en todo el mundo, lo que incluye los impuestos sobre el CO₂ y los sistemas de comercio de estas emisiones. 

La mayoría del CO₂ que se genera al producir cemento surge durante la producción de clínker, debido a la calcinación de carbonato de calcio, la quema de combustibles fósiles y el consumo de electricidad (en su mayoría, para la molienda). Al emplear un factor base de CO₂ de 862 kg de CO2 por cada tonelada de clínker, cada disminución de un 1 % de clínker en el cemento puede reducir la emisión de CO₂ entre 8 y 9 kg por tonelada de cemento. 

El clínker en el cemento se puede reemplazar, en cierto grado, por materiales cementicios suplementarios (por ejemplo, escoria de alto horno, ceniza volante, puzolanas y caliza). Sin embargo, el incremento del porcentaje de materiales cementicios suplementarios (SCM, por su sigla en inglés) suele generar un cemento con una resistencia algo menor. Por ejemplo, pese a que el factor restrictivo más común es el desarrollo más lento de la resistencia temprana, cada incremento del 1 % en los SCM puede reducir la resistencia del mortero a 28 días en un 0.2 a 0.8 MPa, según el tipo de SCM, la calidad del clínker y la finura del cemento. El incremento del porcentaje de reemplazo de clínker manteniendo la aceptación del mercado se puede apoyar significativamente en el uso correcto de un aditivo químico, como los mejoradores de calidad OPTEVA™ HE de GCP Applied Technologies.

Estos compuestos, cuando se integran al proceso de producción de cemento, permiten que los productores incrementen la producción y la eficiencia de la molienda y mejoren significativamente el desempeño, la calidad y manejo del cemento terminado, por lo que permiten incrementar la productividad y la rentabilidad del cemento. Aunque la mayor ventaja de estos aditivos consiste en generar una ganancia económica a partir del menor costo de la composición del cemento, la mayor producción y el incremento del volumen de cemento por tonelada de clínker también pueden ofrecer menos emisiones de CO₂ por tonelada de cemento. 

La selección del aditivo correcto depende mayormente del modo en que los SCM influencian el desempeño del cemento. Por ejemplo, la escoria y la ceniza volante tienen una influencia negativa sobre la resistencia temprana y el tiempo de fraguado, así que los aditivos que se usen deben acortar el tiempo de fraguado e incrementar la resistencia temprana. Los cementos con caliza requieren un aditivo que pueda incrementar la resistencia a 28 días. Vea la imagen que aparece a continuación para ver la manera en que un aditivo puede mejorar la resistencia de un cemento adicionado con caliza.

Los aditivos formulados para cemento se han utilizado durante más de 80 años, y pueden ofrecer sin inconvenientes ganancias de resistencia dentro del rango de 2 a 10 MPa (tanto temprana como a 28 días). Por lo tanto, es muy habitual que los aditivos para cemento puedan reducir el factor de clínker (incrementando el porcentaje de SCM) en un 3 a 10 %. Aquí no se analiza el beneficio económico que produce el menor factor de clínker, pero depende en gran medida del diferencial de costos entre los SCM y el clínker. Sin embargo, la reducción del factor de clínker proporciona una disminución directa en las emisiones de CO2 por tonelada de cemento de un 26 a 86 kg, o del 3 al 10 %.