La Escuela Politécnica Federal de Zurich reveló hoy, en un artículo firmado por Samuel Schlaefli que el cemento es uno de los materiales de construcción más demandados de la actualidad. Cada año se producen alrededor de cuatro mil millones de toneladas. La producción de cemento requiere mucha energía y genera emisiones de gases de efecto invernadero, especialmente durante la descomposición térmica de la piedra caliza, la materia prima natural más importante para su elaboración.
La industria cementera representa entre el cinco y el ocho por ciento de las emisiones globales de CO₂, contribuyendo así de manera significativa al cambio climático.
Investigadores de la ETH Zúrich han demostrado que el impacto climático de la producción de cemento podría reducirse en un 78 % para 2050 mediante la integración directa con la tecnología de captura directa de aire.
Según los cálculos de los investigadores del grupo liderado por André Bardow, profesor de Ingeniería de Sistemas Energéticos y de Procesos, el impacto climático de la producción de cemento podría reducirse significativamente para el año 2050. Actualmente, es responsable de entre el cinco y el ocho por ciento de las emisiones globales de CO₂. «Desde una perspectiva climática, la combinación de DAC y producción de cemento es muy prometedora», afirmó Vittoria Bolongaro, estudiante de doctorado que trabaja con Bardow y autora principal del estudio.
Aprovechar las sinergias #
Para este estudio, los investigadores colaboraron con la empresa estadounidense Heirloom Carbon Technologies. Esta empresa es una de las principales desarrolladoras mundiales de DAC, las siglas en inglés de alcalinización directa de carbón, basada en el ciclo del calcio, un proceso que utiliza un ciclo químico con diversos compuestos de calcio. El carbonato de calcio, es decir, la piedra caliza, es el punto de partida y se extrae en todo el mundo. Las plantas de DAC que utilizan el ciclo del calcio y las fábricas de cemento operan con los mismos compuestos de calcio y emplean el mismo proceso: la piedra caliza se calienta hasta que se descompone en cal viva y CO₂, un proceso conocido como calcinación.
La captura directa del aire utiliza procesos y materias primas ya existentes en la fabricación de cemento y podría integrarse con relativa facilidad en la producción de cemento
Una vez que se añade agua a la cal viva, esta absorbe más CO₂ de la atmósfera y se transforma de nuevo en piedra caliza, que puede reutilizarse como materia prima para la producción de cemento. Cuanto más a menudo el calcio entra en contacto con el aire antes de ser procesado para convertirlo en cemento, mayor es la cantidad de CO₂ que la planta elimina de la atmósfera. El CO₂ capturado no se incorpora al cemento, sino que se comprime y se transporta a depósitos subterráneos.
Cifras del mundo real #
“Heirloom era el socio ideal para nosotros porque la empresa ya opera los primeros sistemas DAC de ciclo de calcio a escala comercial”, subrayó Bolongaro. En California, la empresa opera una planta desde 2023 con una capacidad nominal anual de 1000 toneladas de CO2.
En los próximos años se construirá otra planta, de tamaño considerablemente mayor, en Luisiana. «La colaboración fue beneficiosa para ambas partes: nuestro socio quería saber más sobre el impacto ambiental de la tecnología, y nosotros pudimos basar nuestros cálculos y escenarios en datos industriales primarios de operaciones reales», explicó Bolongaro.
Inicialmente, Bolongaro y su equipo querían averiguar si las plantas comerciales de mayor tamaño eliminan más CO₂ a lo largo de su ciclo de vida del que producen. En una segunda etapa, los investigadores examinaron si la reducción de las emisiones de CO₂ se produce a expensas de otros factores ambientales, como el agua o el uso del suelo.
Huella ambiental #
Sus hallazgos demostraron que la mayor parte de la huella ambiental se atribuye a la energía necesaria para el proceso, ya que la captura de CO₂ del aire consume mucha energía. Esto también se aplica a otros procesos de captura directa de carbono (DAC). Como parte del estudio, se probaron diversos escenarios energéticos: operar la planta con la actual matriz energética de EE. UU., utilizar una matriz energética altamente descarbonizada que incluye energía eólica y solar, y emplear un sistema totalmente autónomo con paneles fotovoltaicos y almacenamiento en baterías.
¿Qué tiene que demostrar aún el ensayo de campo? #
“La principal ventaja de las plantas DAC que utilizan el ciclo de calcio es que esta tecnología se puede integrar en un proceso de producción de cemento ya establecido”, explicó Bolongaro. Los ajustes necesarios para integrar DAC en la producción de cemento son relativamente sencillos.
«Desde una perspectiva climática, este enfoque resulta muy prometedor como solución escalable que se integra en las cadenas de suministro industriales existentes, impulsando al mismo tiempo la descarbonización del sector cementero», subrayó Bolognaro. Ahora se requiere un análisis más detallado de los límites físicos y económicos de esta integración.
En consecuencia, para Bolongaro, los resultados representan un punto de partida importante que pone de relieve el potencial climático de este enfoque.
Cita #
- El estudio Life cycle assessment of solid calcium-looping direct air capture and its synergistic dual use for net-negative cement (Evaluación del ciclo de vida de la captura directa de aire mediante bucle de calcio sólido y su uso dual sinérgico para cemento con balance neto negativo) fue publicado en Chem Circularity. Autores: Bolongaro V, Shu DY, McQueen N, Bardow A
Bolongaro V, Shu D, McQueen N … Life cycle assessment of solid calcium-looping direct air capture and its synergistic dual use for net-negative cement Chem Circularity, 2026; 1
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