La producción de cemento es una de las principales fuentes de emisiones de dióxido de carbono (CO₂) a nivel mundial, representando hasta el 8% de las emisiones antropogénicas. Esta cifra es casi tres veces superior a las emisiones generadas por el tráfico aéreo global. La mayor parte de estas emisiones proviene del proceso de calcinación, donde el carbonato de calcio (CaCO₃) se descompone térmicamente para formar clinker, el componente principal del cemento. Este proceso no solo libera CO₂ debido a la descomposición química del CaCO₃, sino que también requiere altas temperaturas, tradicionalmente alcanzadas mediante la quema de combustibles fósiles.

El proyecto ECem: una solución innovadora

Con el objetivo de reducir significativamente las emisiones de CO₂ en la industria cementera, se ha lanzado el proyecto internacional «ECem» (Electric calciner technologies for cement plants of the future). Este proyecto, liderado por la empresa danesa FLSmidth y con la participación de instituciones como el Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), busca desarrollar tecnologías de calefacción eléctrica para el proceso de calcinación. El proyecto, que comenzó en el otoño de 2024 y tiene una duración de tres años y medio, cuenta con una financiación de 21 millones de coronas danesas (aproximadamente 2,8 millones de euros).

Tecnologías de calefacción eléctrica propuestas

El proyecto ECem está explorando dos enfoques principales para la calefacción eléctrica en la calcinación del cemento:

1. Calefacción por infrarrojos: Desarrollada por los socios daneses del proyecto, esta tecnología utiliza radiación infrarroja para calentar el material de manera eficiente.
2. Calefacción por inducción: Investigada por el equipo del HZDR, esta técnica emplea bobinas de inducción para generar un campo de alta frecuencia que calienta el material en un contenedor. Dado que el carbonato de calcio tiene una conductividad eléctrica limitada, se propone la adición de «susceptores» al material. Estos susceptores, que podrían ser esferas metálicas, convierten eficientemente la energía eléctrica en calor y lo distribuyen uniformemente por todo el reactor.

Desafíos técnicos y soluciones propuestas

Uno de los principales desafíos de la calefacción por inducción es la baja conductividad eléctrica del carbonato de calcio. Para superar este obstáculo, el equipo del HZDR propone la incorporación de susceptores al material a calentar. Estos componentes deben cumplir con varios criterios técnicos: tener un punto de fusión elevado, ser resistentes a la abrasión y no reaccionar químicamente con el carbonato de calcio. Además, al formar los susceptores en formas específicas, como esferas metálicas, se podría combinar el proceso de calcinación y molienda en una sola etapa, mejorando la eficiencia del proceso.

Beneficios adicionales de la electrificación

Además de la reducción directa de las emisiones de CO₂, la electrificación de los procesos industriales puede ofrecer otros beneficios significativos. Por ejemplo, la inversión en tecnologías eléctricas podría aumentar la eficiencia energética y mejorar la calidad del producto final. Estas ventajas podrían proporcionar a las empresas una ventaja competitiva en los mercados globales, especialmente en un contexto donde la sostenibilidad y la reducción de emisiones son cada vez más valoradas.

Iniciativas similares en España

La preocupación por las emisiones de CO₂ en la industria cementera no es exclusiva del proyecto ECem. En Europa y España, se están llevando a cabo diversas iniciativas para abordar este problema.

Proyecto CLYNGAS

En España, la fábrica de cemento de Alicante de CEMEX participa en el proyecto europeo CLYNGAS, que busca mejorar la eficiencia energética en la producción de cemento. Este proyecto utiliza una tecnología pionera para sustituir el coque de petróleo por gas de síntesis (syngas), lo que podría reducir significativamente las emisiones de CO₂ en el proceso de fabricación.

Proyecto Contrabass

Coordinado por la Universidad del País Vasco (UPV/EHU), el proyecto europeo Contrabass busca desarrollar cementos libres de CO₂ mediante la carbonatación de silicatos y aluminatos de calcio. Este enfoque innovador tiene como objetivo capturar el CO₂ generado durante la producción de cemento y utilizarlo como materia prima para nuevos cementos más sostenibles.

Inversiones en descarbonización

Empresas como LafargeHolcim están invirtiendo significativamente en la reducción de su huella de carbono en España. La compañía ha destinado cerca de 20 millones de euros para implementar medidas que disminuyan las emisiones de CO₂ en sus procesos de producción, alineándose con los objetivos europeos de reducción de emisiones.

Reflexiones finales

La transición hacia procesos de producción de cemento más sostenibles es esencial para abordar el cambio climático. Proyectos como ECem y otras iniciativas en Europa y España representan pasos significativos hacia la descarbonización de la industria, demostrando que la innovación tecnológica puede desempeñar un papel crucial en la reducción de las emisiones globales. A medida que estas tecnologías se desarrollen y se implementen, es probable que veamos una transformación en la forma en que se produce el cemento, con beneficios tanto para el medio ambiente como para la industria.