•Se obtiene a menor temperatura, en un tiempo más corto, y se aprovechan productos naturales mexicanos, en lugar de arcillas, zeolitas, explicó su creador, Pedro Bosch Giral, del IIM
• El desarrollo, con las mismas propiedades que el convencional, ya tiene patente nacional
• Se aprovechan las reacciones químicas de combustión de las que se desprende mucho calor, en particular, la de la urea
Pedro Bosch Giral, integrante del Instituto de Investigaciones en Materiales (IIM), y su alumna de doctorado, Aída Zapata de Camino, desarrollaron una preparación del clínker de cemento Portland belítico –como el que se comercializa para la industria de la construcción– a baja temperatura, que lo hace menos contaminante.
Además, decidieron aprovechar productos naturales mexicanos. En lugar de arcillas, usan zeolitas de San Luis Potosí (que contienen la proporción adecuada de aluminios y silicios) y caliza de Yucatán, abundantes en nuestro territorio. El desarrollo de la UNAM ya tiene patente nacional.
El cemento es un material con propiedades adhesivas y cohesivas que le dan la capacidad de aglutinar fragmentos para formar un todo compacto. En la industria de la construcción se restringe a uno, que además tiene la propiedad de fraguar y endurecerse con el agua, debido a una reacción química llamada hidratación; de ahí el nombre de cementos hidráulicos.
Su consumo per cápita mundial se estima en cerca de 200 kilogramos al año, o su equivalente a una tonelada de concreto. La contribución de la industria cementera a las emisiones globales de dióxido de carbono (CO2) es de ocho por ciento; además, requiere grandes cantidades de energía. El procesamiento de una tonelada de cemento Portland emplea, aproximadamente, cuatro gigajoules (cuatro mil millones de joules) de energía.
La etapa medular en su manufactura son los hornos rotatorios, en donde las materias primas se someten a un proceso de calcinación para la obtención de lo que se conoce como clínker, su principal componente.
Al respecto, el científico explicó que éste se obtiene mediante el tratamiento térmico de caliza y arcillas, a cerca de mil 500 grados. “Eso es muy contaminante, porque se necesita mucho combustible y tiempo para alcanzar esa temperatura”.
Para obtener cementos con requerimientos menores de energía y disminuir la emisión de gases de combustión hacia la atmósfera, Bosch Giral y su alumna propusieron usar, en vez de procedimientos convencionales, métodos químicos: aprovechar las reacciones de las que se desprende mucho calor, en particular, la combustión de la urea.
Al quemarse ese compuesto genera mucho calor, que puede aprovecharse para sintetizar el clínker en muy corto tiempo, y aproximadamente a la misma temperatura que los métodos convencionales. En vez de calentar a mil 500 grados, se hace a mil 100, y varias horas de proceso, se reducen a sólo 15 minutos.
“Uno podría preguntarse si en el intento de ahorrar combustibles, no resulta más caro este procedimiento, pero no, porque la urea es extraordinariamente barata”, aclaró el universitario.
Además, las materias primas están disponibles. “Se nos ocurrió emplear productos naturales mexicanos, como la caliza (que es carbonato de calcio), común en Yucatán, y la zeolita (que es un aluminosilicato), cuya composición es la requerida para fabricar cemento, es decir, la proporción adecuada de aluminios y silicios”. El nuestro es un país volcánico, y de zeolitas existen muchos yacimientos; uno de ellos es la denominada cantera verde de Oaxaca.
Obtuvimos un cemento belítico (llamado así por el silicato belita que contiene) que presenta las mismas propiedades que el cemento preparado de forma convencional. Luego de la identificación y caracterización del material, se probaron y se determinaron los índices de dureza, comparables con el producto comercial.
Sus aplicaciones son las de cualquier cemento Portland: pavimentos, pisos, edificios de concreto, tanques, presas, tuberías, mamposterías y otros productos de concreto prefabricado.
Para su obtención, explicó Bosch Giral, simplemente se muele la zeolita con el carbonato de calcio y una pequeña cantidad de agua, y se eleva la temperatura con la urea y un aditivo de combustión, en este caso nitrato de amonio y peróxido de hidrógeno.
El desarrollo, dado a conocer en el Journal of the American Ceramic Society y el Journal of the European Ceramic Society, está en espera de que la industria cementera se interese y lo aplique.
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