Se dice que el hormigón es el material fabricado más utilizado en el mundo. Uno de sus compuestos esenciales es el cemento, que es una de las principales fuentes de dióxido de carbono (CO2). Sus emisiones provienen tanto de las materias primas que lo componen, como del combustible consumido para producirlo.
El cemento está en todas partes, no solo en los edificios, sino también en carreteras, puentes, tuberías, aceras, túneles y represas, por mencionar algunos. Las cifras varían, pero el cemento claramente tiene un enorme impacto de carbono:
La construcción tampoco está a punto de detenerse. De hecho, muchos países están realizando considerables inversiones en infraestructura como una forma de estimular la recuperación económica posterior a la pandemia. La necesidad de inversión es especialmente aguda en los países en desarrollo con un gran déficit habitacional y de otras construcciones. Todo esto suma más cemento.
Muchas empresas de esta industria buscan reducir su huella de carbono. «Queremos acompañar el desarrollo, pero también queremos ser responsables de nuestras emisiones», dijo María José García, Directora Ejecutiva de la Federación Interamericana del Cemento (FICEM).
Durante el Congreso de Hidrógeno para América Latina y el Caribe celebrado en abril de este año, dijo que el hidrógeno verde ⎯hidrógeno producido con energía renovable⎯ es una de las tecnologías que en un futuro podría ayudar a reducir las emisiones derivadas del proceso de fabricación de cemento.
Fábrica de cemento
García señaló que la industria ha estado trabajando durante más de una década para reducir sus emisiones a través de la Iniciativa para la Sostenibilidad del Cemento, y ya ha logrado una reducción del 20% con respecto a los niveles de 1990. «Tenemos mucho más por hacer», agregó.
La industria del cemento «tiene que desempeñar un papel importante en la descarbonización», reconoció Fernando González, director general de la empresa mexicana CEMEX, durante el CEMEX Day 2021, una reunión virtual que la empresa sostuvo con inversionistas en junio. Afirmó que «la acción climática es el mayor desafío de nuestra vida, y el progreso en este frente diferenciará a los actores de la industria».
González describió a CEMEX como «el mayor fabricante de hormigón del mundo occidental». La empresa había anunciado previamente su objetivo de entregar «concreto cero neto» para 2050. Durante la reunión de junio, González dijo que la empresa amplió sus objetivos a corto plazo y ahora planea alcanzar una reducción del 35% en carbono con base en los niveles de 1990 para 2025 y una reducción del 40% para 2030. El progreso en este frente es un factor de compensación para la gerencia, agregó.
Excavación de rocas
El cemento es básicamente el pegamento que une a los demás componentes del hormigón como la arena y las rocas trituradas. El cemento Portland, al que se le asignó el nombre a principios del siglo XIX por su parecido con la piedra Portland extraída en Inglaterra, es el tipo de cemento más comúnmente utilizado en todo el mundo.
La principal materia prima del cemento es la piedra caliza, o carbonato de calcio, que se calcina a temperaturas extremadamente altas para producir un material grumoso llamado clinker. Ese material se muele y se mezcla con otros componentes para producir cemento.
La mayor fuente de emisiones es el proceso de descomposición de la piedra caliza. El informe «Technology Roadmap: Low-Carbon Transition in the Cement Industry», publicado en 2018 por la AIE y la CSI, lo explica de esta manera:
Normalmente, entre un 30% y un 40% de las emisiones directas de CO2 proviene de la combustión de gasolinas. El 60% o 70% restante proviene de las reacciones químicas derivadas de la conversión de la piedra caliza en óxido de calcio, un precursor de la formación de silicatos de calcio, que le da al cemento su resistencia.
La enorme cantidad de dióxido de carbono que se genera en la fabricación del cemento permanece en la atmósfera durante mucho tiempo. Como decía un artículo de Greentech Media el año pasado, el rugido del horno «reverbera durante generaciones».
Según la Hoja de Ruta Tecnológica 2018, por el lado de la industria los esfuerzos por reducir el carbono se están enfocando en varias áreas. Estos incluyen más eficiencia energética, combustibles alternativos, un menor contenido de clinker y tecnologías tales como la captura de carbono.
Pero gran parte del impulso en pos del cambio viene de afuera de la industria, en algunos casos en forma de políticas de gobierno a nivel municipal, estatal o nacional.
«Cuando las jurisdicciones tienen objetivos climáticos, están buscando formas de reducir las emisiones», dijo Webly Bowles, investigadora y administradora de proyectos del New Buildings Institute (NBI), una organización que apoya labores de descarbonización y mejora de la eficiencia energética en edificaciones. En algunos casos, dijo Bowles en una entrevista, eso puede significar cambiar las políticas de compras a fin de requerir contenidos de carbono más bajos en el hormigón y en otros materiales de construcción.
Este tipo de legislación está en proceso en varios estados de Estados Unidos. En julio de este año, Colorado aprobó la Buy Clean Colorado Act (Ley de compras limpias de Colorado) «con el propósito de limitar el potencial de calentamiento global de ciertos materiales utilizados en obras públicas», incluyendo el cemento y las mezclas de hormigón.
En 2017 California estableció estándares semejantes de «compras limpias», si bien el cemento y el hormigón no formaron parte de los materiales contemplados. Un proyecto de ley cuyo proceso legislativo está en marcha requeriría del desarrollo de una estrategia «para que el sector cementero del estado logre lo antes posible, pero antes del 31 de diciembre de 2045, emisiones netas de valor cero de gases de efecto invernadero vinculados al cemento utilizado en el estado». Mientras tanto, una ordenanza adoptada en 2020 en Marin, un pequeño y opulento Condado en California, agregó en el código local de construcción un requisito de hormigón bajo en carbono.
Las políticas de materiales de menor carbono incorporado también se están considerando a nivel federal. Un comité asesor independiente presentó recomendaciones en ese sentido ante la Administración de Servicios Generales (conocida como GSA, por su acrónimo en inglés), la organización de bienes inmuebles públicos más grande del país.
«El gobierno federal de los Estados Unidos tiene la oportunidad de ejercer el liderazgo nacional enviándole al mercado una señal clara y coherente, generando un cambio significativo», escribió el comité en una carta a la GSA en febrero. Señaló que el 46% del cemento Portland producido en los Estados Unidos se utiliza en proyectos que financia el gobierno.
Represa Hoover, Boulder City, Estados Unidos
Un proyecto de ley presentado en la Cámara de Representantes de los Estados Unidos en marzo, la Clean Future Act (Ley futuro limpio), establecería estándares que buscan reducir las emisiones incorporadas de los materiales y productos de construcción de proyectos que involucren fondos federales.
Los fabricantes pueden demostrar la intensidad del carbono de sus productos a través de las denominadas declaraciones ambientales de producto, que son evaluaciones verificadas por terceros acerca del desempeño ambiental de un producto a lo largo de su ciclo de vida. La cantidad de declaraciones de este tipo para productos de hormigón se ha incrementado significativamente en los últimos tres años, dijo Bowles, y agregó que esto apunta a un mayor interés en este aspecto de las emisiones.
Ella opina que la presión por reducir específicamente las emisiones del cemento y el hormigón continuará aumentando, en parte debido a la naturaleza relativamente local de esos materiales. Afirmó que el cemento se fabrica en unos 37 estados de los Estados Unidos, y agregó que el hormigón tiende a producirse a nivel local mediante el uso de arena y agregados de la zona.
«Es fácil ignorar las emisiones que no son locales», dijo. «Un producto local es algo que puede interesarle un poco más».
¿Qué se puede hacer para reducir el contenido de carbono del cemento y el hormigón?
La industria está explorando, desarrollando o ejecutando varias opciones. Algunas de ellas implican el uso de combustibles menos contaminantes que el carbón o el coque de petróleo que se utilizan habitualmente en la actividad cementera. Las alternativas menos intensivas en carbono incluyen la biomasa o los desechos que de otra manera irían a parar a un vertedero.
Fábrica de cemento
Otras soluciones se centran en la mezcla de hormigón. El cemento constituye una parte relativamente pequeña del hormigón, pero es la fuente de la mayor parte de las emisiones, por lo que una forma de reducir el contenido de carbono del producto final es sustituir parte del cemento por otros materiales. En algunos casos se utilizan cenizas volátiles y escoria que, al igual que la arcilla, son subproductos de otros procesos industriales.
La empresa canadiense CarbonCure atrajo un amplio grado de atención y de inversiones a raíz de su tecnología de inyección de CO2 capturado en hormigón húmedo durante el mezclado. El sitio web de la empresa explica que «una vez inyectado, el CO2 reacciona con la mezcla de hormigón y se convierte en un mineral que queda permanentemente secuestrado», señalando que este proceso de mineralización no solo aumenta los beneficios climáticos sino que también aumenta la resistencia del hormigón.
El año pasado, CEMEX abrió una planta en Rüdersdorf, Alemania, la cuál, espera, pasará a ser carbono neutral a 2030. La idea es mostrar «el arte de lo posible», les dijo a los inversores el presidente ejecutivo Fernando González en junio. «Estamos utilizando sustitución de combustibles alternativos, recuperación del calor residual, hidrógeno verde, materias primas descarbonatadas, arcilla activada y captura de carbono», dijo. «Estamos analizando tecnologías con potencial para transportar y almacenar carbono, así como para transformar el carbono producido en combustibles ecológicos que se puedan reutilizar en otros sectores industriales».
Sin embargo, más allá de la fabricación, los ingenieros, arquitectos y demás personas involucradas en el sector de la construcción deben formar parte de la conversación, según Webly Bowles del New Buildings Institute, que además es arquitecta.
Señaló que «no se trata solamente de los productos en sí mismos, sino que hay un papel que los diseñadores y contratistas deben desempeñar en esto». En algunos casos, tal vez sea apropiado construir menos, dijo, y agregó que la reutilización de edificios existentes es algo que se ve con más frecuencia en Europa que en Estados Unidos.
Piedras y grava
«También podemos limitar la cantidad de hormigón que utilizamos», dijo Bowles. Los ingenieros estructurales a menudo piden un hormigón más pesado que el que requieren las especificaciones de rendimiento de un edificio en particular, a veces por simple costumbre, dijo. «Usé esto en el último proyecto, ¿por qué no aquí?» Cuando se le preguntó si incidentes como el colapso este verano del edificio de apartamentos frente a la playa en Miami podrían conducir a decisiones diferentes, dijo: «ni el concreto más pesado resolverá la falta de mantenimiento».
También es importante aprender de los enfoques tradicionales de la construcción, afirmó. Por ejemplo, en algunos casos la tierra comprimida es una alternativa que podría usarse para reemplazar el hormigón en su totalidad.
«El Occidente no puede resolver nuestros problemas de emisiones globales por sí solo», dijo Bowles. «La gente ha estado construyendo en todo el mundo y viviendo cómodamente en edificios durante miles de años, y el mundo occidental simplemente cortó con todo esto y dijo: Bueno, tenemos una solución. ¡Se llama aire acondicionado!».
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