Profesora Elodie Blanco, líder del eje “Captura y valorización de CO2: Carbono neutralidad del Hormigón” del Centro de Innovación del Hormigón UC, dirigirá el proyecto denominado: “Desarrollo de un nuevo material para su implementación en un proceso de captura y utilización de CO2 aplicable a cementeras chilenas existentes y cumplir el compromiso de la carbono-neutralidad”.
La industria del cemento y el hormigón cuenta con un gran desafío desde la sustentabilidad, el cual consiste en alcanzar la carbono neutralidad en la producción de cemento considerando todo su ciclo de vida, es decir, desde la extracción de la materia prima hasta el resultado final. El mayor desafío se encuentra en la producción de clinker (principal componente del cemento) mediante la combustión de piedra caliza, arcilla y yeso en hornos con altas temperaturas que oscilan entre los 1200-1400°C. En este proceso se genera la mayor cantidad de CO2 de la industria del cemento y el hormigón, que corresponde al 7 u 8% del dióxido de carbono en el mundo.
“Se pueden destacar varias estrategias para cumplir con el compromiso de reducción de emisiones como la mejora de la eficiencia energética, el uso de combustibles alternativos, la sustitución del Clinker, la investigación de materiales cementicios suplementarios o la captura/almacenamiento/utilización de CO2 (CCSU)”, comenta la profesora Elodie Blanco en el argumento del proyecto, y añade que la última alternativa correspondiente a la captura, almacenamiento y utilización de CO2, podría reducir considerablemente la huella de carbono de la industria. No obstante, el desarrollo masivo de esta tecnología se ve impedido por su alto costo de implementación.
El proyecto Fondef IDeA recientemente adjudicado, y que cuenta con apoyo de la industria por parte del Instituto del Cemento y del Hormigón de Chile y de la empresa Sika, propone reducir estos costos de inversión con una alternativa que pueda utilizarse en las cementeras existentes, mediante el uso de materiales sorbentes sólidos, dentro del proceso de combustión.
Para entender un poco más el panorama, comenzaremos explicando los dos tipos de tecnologías de captura que se pueden emplear en la industria cementera: la post-combustión y la oxi-combustión.
Post-combustión
Actualmente es la tecnología más utilizada mundialmente. No implica cambios en el proceso de la materia primera para la fabricación de clinker, sino que actúa (como el nombre lo indica) en la posterior captura de las emisiones de CO2. En este proceso se utilizan aminas, las cuales son derivadas del amoníaco y que ya han sido utilizadas en otras industrias. No obstante aún requiere un alto grado de energía térmica en funcionamiento, lo que implica aumento en los costos operativos.
“La post-combustión es la tecnología más madura hoy en día y es muy eficiente para reducir el CO2, pero ambientalmente tienen muchos problemas, porque se utilizan aminas que contaminan mucho el ambiente, son corrosivas. Entonces, si bien cuentan con luz verde en captura de CO2 y reducción de huella de carbono, se genera un nuevo problema ambiental tratando de arreglar las emisiones de CO2”.
Elodie Blanco
Académica UC
Oxi-combustión
Esta tecnología implica que el horno funcione con oxígeno puro, por lo que se requiere separar el oxígeno del aire (O2/N2). Una vez obtenido este proceso, se incorpora en la combustión, para que al momento de reaccionar libere únicamente CO2, dejándolo listo para su captura y posterior valorización. “La oxi-combustión implica cambiar los hornos o adaptarlos, ya que al hacer esta separación entre el oxígeno y el nitrógeno, las temperaturas de combustión no son las mismas. No es algo que se pueda adaptar a los hornos preexistentes”, enfatiza la académica Elodie Blanco.
“Esta tecnología está considerada para futuras cementeras, pero si queremos llegar a la carbono neutralidad, tenemos que hacerlo en las que ya existen y en las futuras”.
Elodie Blanco
Académica UC
La propuesta con materiales sorbentes sólidos
En la actualidad, la absorción usando aminas como solventes es el proceso empleado a escala industrial. Sin embargo, presentan desventajas como el alto gasto energético, problemas de corrosión, entre otros. Una alternativa interesante a los sorbentes líquidos es el uso de sólidos. Dentro de sus ventajas, podemos destacar que necesitan menores temperaturas para operar, por lo que se reducen los costos, permitiendo que el proceso de captura sea más competitivo. Además, son potencialmente menos dañinos para el medio ambiente.
La absorción indica una captura o retención de un componente, y la adsorción considera una captura superficial. Ambas son características esenciales que se esperan analizar en este proyecto para encontrar aquellos materiales más viables de utilizar.
“El proyecto tiene una mirada amplia del problema de captura del CO2, por lo que considera analizar materiales sólidos que estén disponibles y fáciles de trabajar considerando todo su ciclo de vida, ya que si uso un material con el que tengo que gastar mucho más CO2 que lo que voy a tratar después, mi análisis de ciclo de vida es negativo, entonces eso te va a indicar qué tan eficiente y sustentable es tu proceso”.
Elodie Blanco
Académica UC
Autora: Valeria F. Moraga D.
Fotografía: Cortesía de Manfred Langpap - Pexels