En octubre del año 2023, se publicó la Hoja de Ruta Chile Cemento y Concreto Net Zero 2050, a través de la colaboración entre la Global Cement and Concrete Association (GCCA), el Instituto del Cemento y del Hormigón de Chile (ICH), y la Federación Interamericana del Cemento (FICEM). Un trabajo en conjunto y sostenido para alcanzar la carbono neutralidad en la industria de la construcción con cemento y hormigón.

De acuerdo a diversos expertos de la academia y la industria, se ha concluido que no es una sola tecnología la que logrará que alcancemos la meta, sino que es la suma de todas las iniciativas, innovaciones y nuevas tecnologías que permitirán reducir a cero a las emisiones de dióxido de carbono de todo el ciclo de vida del hormigón.

En este reportaje, junto a Augusto Holmberg, Gerente General del Instituto del Cemento y del Hormigón de Chile (ICH), se abordan los desafíos más importantes que como industria debemos considerar, así como las brechas que podrían comprometer su éxito, pero también y más importante, cuáles son los pasos a seguir en la Ruta hacia el Net Zero.

“Descarbonizar la fabricación de cemento, llegar a la carbono neutralidad no es una tarea sencilla. Lamentablemente no hay una única solución que permita reducir significativamente las emisiones. En la Hoja de Ruta Net Zero 2050, hay ocho ejes y todos contribuyen para alcanzar el objetivo”.

Augusto Holmberg

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Fuente: Hoja de Ruta Chile Cemento y Concreto Net Zero 2050.

La Hoja de Ruta Net Zero 2050, menciona diez puntos fundamentales a considerar para lograr la reducción de emisiones de dióxido de carbono. De estos, dos son proyecciones basadas en la tendencia actual de construcción y los ocho restantes, son los ejes que debemos seguir como industria.

Los puntos considerados como data base, corresponden a los registros del año 2020 y la proyección de emisiones de CO2 hacia el año 2050 (BAU: Business as Usual).

Dentro de los ejes establecidos, se encuentran la Eficiencia en el diseño y construcción; Eficiencia en la producción de hormigón; Uso de cemento y adiciones; Eficiencia en la producción de Clínker; Combustibles alternativos fósiles; Consumo eléctrico; Recarbonización; Captura y/o emisiones evitadas.

Un compromiso mundial

La industria del cemento y del hormigón a nivel mundial ha tomado el compromiso de lograr la carbono neutralidad. “Hoy día necesitamos hormigón y lo vamos a seguir necesitando porque hay demandas tremendas de la sociedad por infraestructura, por necesidades que ya existían y por necesidades nuevas que están emergiendo producto de los cambios económicos, sociales, y climáticos”, explica Augusto Holmberg, Gerente General del Instituto del Cemento y del Hormigón de Chile.

A partir de este desafío, Chile ha sido pionero a nivel Latinoamericano en desarrollar la primera Hoja de Ruta carbono neutral, donde la industria se ha comprometido fuertemente en ir desarrollando acciones que contribuyan a lograr la reducción de emisiones.

“Yo diría que es tremendamente gratificante como Instituto (ICH) participar y apoyar en este desarrollo. Es un compromiso que requiere mucha innovación, mucho desarrollo de soluciones que hoy día son incipientes, por lo tanto, necesitan de un trabajo fuerte de investigación con la academia y esa es una de las razones por las que hemos apoyado tan fuertemente al Centro de Innovación del Hormigón UC, para lograr que nuevas tecnologías sean transferidas a la industria”.

Augusto Holmberg

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Reemplazo del cemento por adiciones

El Clínker en el cemento representa la principal fuente de CO2. Su reducción sin comprometer su calidad, e incluso mejorarla, es el principal objetivo de la Hoja de Ruta Net Zero 2050. Esto puede lograrse con Materiales Cementicios Suplementarios (MCSs), tales como ceniza volante, puzolana, escoria, caliza, arcilla calcinada, entre otras.

De acuerdo con Augusto Holmberg, Chile tiene diversas alternativas y las está utilizando. El principal desafío es ir más allá de las tecnologías que actualmente tenemos en el país, ya que, si bien Chile empezó a utilizar adiciones a mediados del siglo pasado, mucho antes que la mayor parte de los países en el mundo, “los desafíos que tenemos de aquí al 2050 son tan grandes que significa que ese eje hay que presionarlo más todavía, de manera de poder incorporar mayor cantidad de adiciones”, comenta.

“Avanzamos con nuestra Norma de Cemento, la NCh148 que permite hoy en día incorporar nuevas adiciones en una cantidad mayor de lo que permitía la versión anterior de esta Norma, pero ahora viene el desafío técnico, cuáles son esas adiciones, más allá de las puzolanas, las cenizas volantes, la escoria, que nos van a permitir reemplazar un porcentaje mayor del Clinker”.

Augusto Holmberg

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Por otro lado, profundizar en el uso de nuevos MCSs, fomenta la economía circular al valorizar residuos de otras industrias, lo que conlleva a repensar este desafío desde una perspectiva global y de compromiso de todos los participantes de las industrias.

Mejoras en la producción de Clínker

Para reducir las emisiones se requiere mejorar la eficiencia térmica de los hornos, y usar combustibles bajos en carbono en reemplazo de los combustibles fósiles. Para Augusto Holmberg, este eje sería el segundo apalancamiento de mayor impacto, ya que los hornos son muy intensivos en el uso de energía, y requieren alcanzar los 1.400°C para producir el Clínker.

Debido a que los hornos de producción de Clínker, poseen la capacidad técnica para emplear simultáneamente diversos tipos de combustibles, en la actualidad se están utilizando combustibles de biomasa proveniente de residuos de la agricultura, madera, lodos de depuradoras, harinas de animales, entre otros, pero en el año 2020 corresponde solo a un 1% de todo el combustible, lo que se espera que aumente a un 22% en el año 2050.

“En Chile, se proyecta al año 2050 un 46% de combustibles fósiles alternativos, con respecto al 14% actual. Con este aporte, el co-procesamiento alcanzará un 68% del total de la energía que demandarán los hornos al 2050” [Hoja de Ruta NZ p.20]

Otra alternativa importante es el uso de residuos como energía útil, el cual corresponde a residuos que no tienen la posibilidad de ser reciclados y que su destino son los vertederos. Por lo tanto, es una oportunidad de seguir fomentando la economía circular, y desplazar el uso de combustibles fósiles.

“Hoy día la industria está cerca de un 20% de reemplazo de combustibles fósiles por combustibles alternativos de residuos. La propuesta es llegar a un 30% el año 2030 y aumentar mucho más hacia el año 2050”.

Augusto Holmberg

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Uso de combustibles alternativos

Para Augusto Holmberg, una propuesta interesante que se puede desarrollar con el “mix de combustibles alternativos”, es el aprovechamiento de material orgánico de los vertederos que normalmente se metanizarían, por lo que sería un aporte mucho mayor en la reducción de gases de efecto invernadero. Esto debido a que no solamente se evita la emisión de CO2 proveniente de combustibles fósiles, sino que se evita que un material de desecho se transforme en metano, que es casi 30 veces más intenso como emisión de gases de efecto invernadero que el CO2.

“En la medida en que puedes evitar que se produzca el gas metano (a través de la recolección y compostaje) es mejor, porque en la medida que se produce y después lo capturas, la eficiencia de captura es baja, entonces hay partes de ese gas metano que se va al ambiente. Ahora, si ya se produjo ojalá puedas capturarlo, pero lo primero es que los desechos orgánicos no llegaran a vertedero a metanizarse”.

Augusto Holmberg

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En este sentido, Augusto Holmberg destaca una de las medidas que ha implementado Europa para reducir sus desechos orgánicos es la incorporación de parte de esos desechos como combustibles en los hornos cementeros, medida que podría ser implementada en nuestro país.

Durabilidad del hormigón

Otro de los factores importantes, es lograr extender la vida útil de las estructuras de hormigón, lo que también contribuye a minimizar las emisiones de CO2 al requerir menos demoliciones producidas por fallas en la construcción, errores de diseño o gestión de recursos. En este sentido, la durabilidad es un componente fundamental que debe considerarse en la ecuación.

Para mejorar la durabilidad de las estructuras, hay que considerar la impermeabilidad de los hormigones. En la medida que se mejora su impermeabilidad, el hormigón es más resistente a los ataques de agentes externos tales como agua, cloruros, sulfatos (según la zona geográfica) y el dióxido de carbono, que ingresan al hormigón a través de su porosidad.

Lograr hormigones más impermeables es posible mediante el uso de áridos finos, adiciones, aditivos, por lo que en la actualidad, gracias a mejoras en la técnica, es posible desarrollar hormigones “que van a tener un desempeño probablemente tan bueno como los hormigones antiguos pero con menos cemento”, manifiesta Augusto Holmberg.

“Estamos entendiendo cuales son los factores que aceleran o desaceleran el deterioro de los hormigones en el tiempo. No hay pérdida de resistencia, porque una de las ventajas que tiene es que su resistencia es creciente en el tiempo. La medimos a los 28 días de forma estándar pero sigue creciendo y se va estabilizando”.

Augusto Holmberg

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Proceso de carbonatación del hormigón

Si bien, uno de los agentes externos que pueden atacar al hormigón es el dióxido de carbono, la carbonatación tiene beneficios y oportunidades. Por un lado, el hormigón tiene la capacidad de recapturar parte del CO2 que emitió cuando se fabricó el Clínker, lo que genera un ambiente menos alcalino en el hormigón sin destruirlo, más bien es el acero el que queda más expuesto.

“El ataque de CO2 al acero se ha estudiado ampliamente en investigaciones con hormigón armado y se ha trabajado en recubrimientos para luego impermeabilizarlos. Ahora, hay armadura y refuerzos que no son sensibles a la corrosión, como los FRP (barras plásticas), pero hoy en día sigue siendo primero la armadura de acero”.

Augusto Holmberg

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Reconocer el lado negativo de la carbonatación permite buscar nuevas oportunidades para impermeabilizar las estructuras y aprovechar su lado positivo a través de la reabsorción de CO2 el cual forma carbonato cálcico, lo que fortalece al hormigón al aumentar la densidad de su estructura porosa. En condiciones óptimas, este proceso puede absorber hasta el 50% del CO2 producido por el cemento, lo que, de acuerdo con estudios de países desarrollados, este indicador alcanza en promedio un 7% del total de la huella de carbono en todo el ciclo de vida.

“Localmente está empezando a ser un tema de gran contingencia la demolición y reciclaje de los hormigones. Cuando uno demuele el hormigón, tiene la oportunidad de exponerlo a mayor cantidad de CO2, al tener una superficie expuesta, lo que se traduce en una mejora del material para ser utilizado como árido reciclado de hormigón”.

Augusto Holmberg

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Captura y almacenamiento de CO2

Dentro de la Hoja de Ruta, se espera que un gran porcentaje de las emisiones se reduzcan con los primeros 7 ejes, haciendo que el porcentaje remanente sea el menor posible. Una vez que esto suceda, se activaría la estrategia de captura y almacenamiento de CO2.

“La estrategia de captura de CO2 es parte de la Hoja de Ruta, pero está puesta como una de las últimas opciones. Ojalá pudiéramos hacer todo lo técnicamente viable para evitar/reducir las emisiones y así, dejar un porcentaje mínimo destinado a la captura, porque es una opción costosa. Es un CO2 que tienes que disponerlo en algún lugar y son volúmenes tremendamente elevados, por lo que tiene sus complicaciones. Las compensaciones, la captura, tienen que ser soluciones que se apliquen después que se hicieron todos los esfuerzos para reducir las emisiones con otras palancas”.

Augusto Holmberg

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La ruta hacia la carbono neutralidad en la industria del cemento y del hormigón es un desafío que requiere colaboración, innovación y compromiso a nivel global. A través de la Hoja de Ruta Net Zero 2050 y el trabajo conjunto de diversos actores, se identifican acciones concretas para reducir las emisiones de dióxido de carbono en toda la cadena de producción. Sin embargo, queda claro que no hay una solución única, sino una combinación de medidas que van desde la eficiencia en la producción hasta el uso de tecnologías más sostenibles. El camino hacia la carbono neutralidad es complejo, pero es fundamental para mitigar los impactos del cambio climático y construir un futuro más sostenible para las generaciones venideras.

 Fuente: Hoja de Ruta Chile Cemento y Concreto Net Zero 2050.

Autora: Valeria F. Moraga D.