Construcción: acero y cemento sostenibles
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Updated on: 24 May 2021
https://climatescience.org/es/simple-construction/
La revolución industrial cambió en gran medida la forma en que los seres humanos fabrican cosas. Sin embargo, aunque ha permitido grandes avances en el desarrollo de la sociedad, la industria en su conjunto fue responsable del 29,4% de todos los gases de efecto invernadero emitidos en 2016 
.
La mayor parte de esas emisiones proceden de la quema de combustibles fósiles para alimentar las máquinas y las fábricas implicadas en la fabricación de todo tipo de productos, desde coches hasta cerillas . El resto de las emisiones provienen de subproductos de los procesos químicos, como por ejemplo, de la fabricación del cemento o del amoníaco .
Este curso te llevará a conocer muchas de las nuevas e imaginativas formas en las que se está tratando de hacer que la industria sea menos contaminante y más sostenible.
¡Empecemos por el acero!
¡El acero está en todas partes!
La demanda mundial de acero es tan elevada que la industria siderúrgica contribuye por sí sola a aproximadamente el 6,7% de las emisiones mundiales de CO₂ .
¿Qué es el acero?
El acero es una aleación. Esto significa que es una combinación de metales (principalmente hierro). Al mezclarlo con otros elementos, se pueden crear muchos tipos diferentes de acero .
¿Cuánto contribuye esta industria al cambio climático?
El acero tiene el potencial de ser un material muy sostenible porque dura mucho tiempo, tiene una gran resistencia y es fácil de reciclar .
Sin embargo, la producción de acero es un proceso que consume mucha energía.
Demanda energética del acero
Por cada tonelada de acero producida, se emiten entre 1,7 y 1,9 toneladas de CO₂ . Para que te hagas una idea de lo grande que es la industria, ¡en 2019 se produjeron unas 1 868,8 millones de toneladas de acero !
Producción de acero en 2019
¿Cómo se produce el acero?
La fabricación del acero consta de tres etapas principales :
- Preparación de las materias primas (coque) - El carbón se calienta para crear coque (un combustible rico en carbono que produce muchas emisiones) .
- Fabricación de hierro - El coque se calienta en un horno junto con la piedra caliza y el mineral de hierro. El mineral de hierro se reduce a hierro fundido (lo que significa que algunos átomos de oxígeno del mineral de hierro se sustituyen por átomos de hidrógeno) .
- Fabricación de acero - Finalmente, se eliminan las impurezas del hierro fundido para crear el acero .
El proceso de fabricación del acero en tres sencillos pasos
Aunque se han desarrollado nuevos métodos eficaces para este proceso, siguen basándose en esas mismas tres etapas .
¿Qué se puede hacer para reducir las emisiones?
Para mantener el calentamiento global por debajo de 1,8 °C, la intensidad de CO₂ del acero tendría que reducirse anualmente en un promedio del 2,5% desde ahora hasta 2030 . Lamentablemente, la tendencia actual no sigue este camino de reducción, por lo que es muy importante empezar a cambiar las formas de fabricar acero para reducir las emisiones de CO₂.
Reducir nuestra trayectoria actual a niveles seguros .
Recordemos que las emisiones en la producción de acero son un efecto del uso del coque y de la gran cantidad de energía que se necesita en el proceso. Entonces, ¿cómo reducimos estas emisiones?
- Reciclaje: El acero es 100% reciclable, por lo que el uso de acero reciclado para reducir las emisiones es una de las formas en que las empresas tratan de reducir las emisiones. Este proceso utiliza un 56% menos de energía que la producción de acero nuevo . Para cumplir el Acuerdo de París, ¡la chatarra debe utilizarse en el 40% de la producción de acero bruto para 2030 !
Hierro obtenido por reducción directa
- Hierro obtenido por reducción directa: El uso de hidrógeno como alternativa al coque podría reducir considerablemente las emisiones. El hidrógeno sólo crearía vapor de agua, ¡lo que significa que existe la posibilidad de eliminar CO₂ del proceso!
Aunque esta tecnología es nueva y se enfrenta a muchos retos financieros, hay mucha investigación y desarrollo en marcha en todo el mundo y muchas oportunidades para descarbonizar la industria del acero. Ahora vamos a conocer otro importante material de construcción: ¡el hormigón!
¿Qué es el hormigón y por qué lo necesitamos?
El hormigón es un material de construcción fuerte, duradero y versátil .
De hecho, el hormigón es el segundo producto más importante después del agua . Por desgracia, esto significa que la producción de hormigón es responsable de nada menos que del 8% de las emisiones mundiales de CO₂ .
El hormigón es el segundo material más consumido del planeta.
¿Cómo se hace el hormigón?
El hormigón contiene tres componentes principales: los áridos (una mezcla de arena, piedra triturada y grava), una pasta hecha de agua y cemento, y el aire .
¿De qué está hecho el hormigón?
El cemento es un elemento clave del hormigón y se compone de yeso y clínker .
¿De qué está hecho el cemento ?
El clínker se fabrica mediante una reacción química llamada calcinación . En este proceso, el carbonato de calcio (CaCO₃, conocido como piedra caliza) se convierte en óxido de calcio (CaO) y dióxido de carbono (CO₂) . ¡Este proceso produce mucho CO₂!
¿Cómo se forma el clínker ?
¿Cuáles son los impactos medioambientales del hormigón y el cemento?
En un promedio global, la producción de 1 kg de cemento genera aproximadamente 0,81 kg de CO₂ .
¡La fabricación de cemento representa el 90% de las emisiones de hormigón !
¿Cómo podemos hacer que el cemento y el hormigón sean sostenibles ?
¿Podemos fabricar hormigón sin emitir CO₂?
De conformidad con el Acuerdo de París, las emisiones de CO₂ de la producción de hormigón deben reducirse en un 25% en 2050 para limitar el aumento de temperatura a más de 2°C, pero las prácticas actuales no están en línea con este objetivo .
Hay muchas soluciones prometedoras para lograr esto :
¿Cómo podemos hacer más sostenible el cemento?
1. Mejoras en la eficiencia energética:
Las mejoras en la eficiencia energética durante la fabricación de cemento podrían reducir las emisiones de CO₂ en hasta un 12% . Alrededor del 65% de la demanda de energía térmica es para calentar la caliza y convertirla en clínker, mientras que la restante, ~35%, se usa para secar la caliza .
2. Cambio a combustibles alternativos:
En la producción de cemento, el combustible se utiliza para producir calor. En un promedio global, el 70% de este combustible procede del carbón y menos del 6% procede de combustibles alternativos .
Uso de combustible en la industria del cemento
Necesitamos combustibles físicos que puedan quemarse, lo que deja fuera a la energía nuclear y eólica, ¡pero la biomasa y los residuos sí podrían servir! Estos sustitutos de los combustibles fósiles podrían evitar hasta el 42% de las emisiones directas actuales en la industria del cemento .
3. Reducción relación clínker/cemento:
La producción de 1 tonelada de clínker libera alrededor de 0,706 toneladas de CO₂ . El clínker puede ser sustituido por materiales alternativos con bajas huellas de carbono o incluso cero emisiones netas como la escoria de alto horno, la ceniza volante, la puzolana o la piedra caliza .
El uso de estas alternativas depende de muchos factores, principalmente la disponibilidad y el precio. Además, es importante considerar cómo cambiarán las propiedades del cemento .
4. Cementos de carbono negativo:
Los cementos de carbono negativo tienen el potencial de almacenar más CO₂ del que se emite en realidad durante el proceso de fabricación. Una forma de hacerlo es utilizando cementos basados en óxido de magnesio, que podrían absorber y almacenar CO₂ de la atmósfera .
Cómo funcionan los cementos basados en magnesio .
Aunque esta tecnología todavía se está desarrollando, muestra resultados optimistas para el futuro, ¡ya que podría absorber más CO₂ del que se libera en toda la cadena de producción !
Conclusión
Hemos visto que hay muchas formas prometedoras de reducir las emisiones de la producción de acero y hormigón, ¡y probablemente surjan en el futuro ideas más emocionantes! Con esta información, el futuro está claro: las industrias del hormigón y del acero pueden, y deben, transformarse para cumplir con las metas climáticas globales .
¡A continuación aprenderemos todo sobre la industria textil!
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