Tecnologías sustentables en concreto

El aprovechamiento de materiales reciclados lidera los esfuerzos hacia la sustentabilidad

El concreto se considera el material “consentido” para el desarrollo de diversas infraestructuras; desde edificios hasta presas, pasando por carreteras, parques de diversiones y/o esculturas artísticas; siendo con un 43.1% del valor, líder del sector de la construcción, que según datos del Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI) aportó el 5.9% del Producto Nacional Bruto (PNB) durante 2012, lo que asciende a casi 2,076 millones de pesos. Sin embargo, aún con la desaceleración durante los primeros meses de 2013, Cemex estima que la tendencia de la demanda anual de cemento aumentará un 3.1% hasta 2016, gracias a la construcción de obras relacionadas con el transporte; petróleo, petroquímica y electricidad, sistemas de comunicación; y de agua, riego y saneamiento. Así, después del agua, el cemento y el concreto son los materiales más usados por el ser humano a nivel mundial sin estar exentos de inconvenientes; tal vez el más notable es su impacto al ambiente.



La actividad cementera es responsable de entre un cinco y siete por ciento de las emisiones de CO2 a nivel mundial. Además, obtener el mineral implica remover una gran cantidad de piedra caliza, lo que afecta al entorno natural, tanto por la modificación del territorio como por la pérdida de biodiversidad. Tradicionalmente, la obtención de cemento ha representado una contaminación extendida por polvo que, al ser arrastrado por el viento, se deposita en lugares aledaños a las canteras, afectando así a las plantas y animales que ahí habitan.

Concretos ¿sustentables?

Con la creciente preocupación por el medio ambiente, las compañías cementeras han desarrollado concretos más amigables que ya podemos encontrar en el mercado. Existen tres aspectos que ayudan a mitigar el impacto: el proceso de extracción del mineral y la gestión de canteras, la reducción y compensación de emisiones de CO2 durante la manufactura del concreto junto con el aprovechamiento de materiales reciclados, y el diseño sobre el desempeño del material terminado.

Extracción

El primer punto es la evaluación ética de los suelos para su aprovechamiento, cuyo objetivo es que al final de la extracción el territorio cuente con un entorno natural en el que los servicios ambientales se equiparen a los que habían antes de la explotación; así, las compañías cementeras deben estar en pro de gestionar responsablemente la extracción para identificar, evaluar, conservar e incluso mejorar la biodiversidad. Una estrategia es usufructuar canteras de manera escalonada, de tal forma que, paulatinamente, puedan reponerse las especies locales; las compañías mantienen viveros con dichas especies, las cuales se utilizarán para recuperar la flora y fauna al agotarse la cantera.

El transporte del material es también un factor que puede ayudar a reducir la emisión de CO2; en vez de utilizar camiones de volteo, se instalan bandas transportadoras capaces de funcionar con fuentes renovables de energía. Las compañías cementeras se han vuelto expertas en el movimiento de materiales; con ello reducen tiempos y costos, pero lo más importante es que reducen la huella de carbono (gases de efecto invernadero emitidos directa o indirectamente por una organización).

Procesamiento

El procesamiento de los minerales para la obtención de cemento es la principal fuente de emisiones de CO2 de esta industria; para producir el clínker (principal componente del cemento), la piedra caliza y otros materiales, deben tratarse a temperaturas superiores a los 1400 °C. Para proveer esa cantidad de calor, las cementeras han utilizado combustibles fósiles, sin embargo, en los últimos años han desarrollado una estrategia para revalorizar desperdicios de otras industrias como insumos energéticos.

En México, el principal combustible alternativo que se utiliza son las llantas de desecho. Debido a que su poder calorífico es sumamente alto (más del doble que el carbón por unidad de masa) resulta adecuado para los hornos de las cementeras, pues las elevadas temperaturas a las que se queman aseguran que no haya formación de subproductos indeseables por combustión incompleta. Actualmente, existen aproximadamente 300 millones de llantas desechadas, lo que representa un insumo energético atractivo; y se consumen más de dos millones, por año, en los hornos de las cementeras. Si se diera una sustitución del cinco por ciento del combustible por llantas, representaría el procesamiento de 16.6 millones de ellas al año.

Otros combustibles aprovechables son los disolventes de desperdicio y aceites usados, residuos sólidos municipales procesados, desechos domésticos y agrícolas como cascarilla de arroz, café y cacahuates; alimentos para animales y sedimentos de aguas residuales. El consumo de estos lo regula la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (Semarnat), dependencia que emite los permisos y verifica que las instalaciones cumplan con las normas e idoneidad en el manejo y procesamiento de dichos energéticos, lo que garantiza que su consumo redunde en beneficios reales al medio ambiente.

Igualmente, ya contamos con otras fuentes potenciales de combustibles que están siento exploradas por la industria, como las excrecencias de ganado, principal Residuo de Manejo Especial (RME) que se genera en el país con cerca de 66,700 toneladas al año.

Para reducir la emisión de gases de efecto invernadero, las cementeras aprovechan los desechos de demoliciones como materia prima para la construcción; se estima que el empleo integral de los mismos, ayudará a reducir hasta en un veinte por ciento la demanda de clínker, por ende, su impacto en el ambiente, pues aunque los residuos de la construcción son prácticamente inocuos, su masa asciende a 13,130 toneladas diarias y son la tercera fuente de RME en el país.

En la elaboración de concreto también es necesario utilizar agua, ésta no tiene que ser potable, por lo que el agua reciclada o de captación de lluvias es una solución que están implementando con éxito las empresas del sector.

Por otro lado, las compañías cementeras tienen planes para reducir el uso de energía durante el procesamiento y transporte del material; especialmente, han desarrollado infraestructura para fuentes alternativas como plantas de energía eólica y el uso del calor del sol; por ejemplo, la principal compañía cementera en México, Cemex, produce el 25% de la energía eléctrica que consume un parque eólico del estado de Oaxaca. Otra acción es la disminución de emisiones por transporte de material a través de sistemas de optimización de movimientos y logística.

Desempeño del material terminado

Pensar en sustentabilidad en la industria del cemento tiene que ver con una tendencia de más amplio espectro: “construcciones sustentables”. Cerca de la mitad de la emisión de gases de efecto invernadero, a nivel mundial, se debe al modo como vivimos dentro de los edificios, y hasta un 60% de los materiales que se extraen de la tierra son consumidos en la industria de la construcción.



Una construcción más amigable con el medio ambiente tiene que ver con dos tipos de efectos; unos a corto plazo que corresponden a la obtención de materias primas, la producción del concreto y la ejecución de la obra; y otros a largo plazo durante la vida útil, por ejemplo, en factores como la regulación térmica, la ventilación, la iluminación, el mantenimiento, y en general, el consumo de energía eléctrica; también tiene que ver con la demolición al final de la vida útil y el reciclado de los residuos generados durante este proceso.

En el balance global de energía, los efectos a largo plazo suelen ser mayores que los efectos a corto plazo; para ambos casos, contamos con tecnologías que permiten reducir el impacto al ambiente con soluciones específicas para las diferentes aplicaciones del concreto.

• El uso de concreto hidráulico en las calles y avenidas ayuda a reducir la llamada isla térmica, que es un aumento en la temperatura por la absorción y emisión del calor del sol sobre las estructuras urbanas, en este caso, el asfalto de las calles. Al reflejar un 30% de la radiación solar, el uso de concreto disminuye la temperatura de la superficie entre 10 y 20 °C en promedio durante el día.

• Existen concretos repelentes al agua y resistentes a las raíces que se utilizan exitosamente en la construcción de azoteas verdes. Este tipo de aplicaciones fijan CO2 en los entornos urbanos y disminuyen la temperatura de las superficies unos 10° C en promedio, lo que disminuye la isla térmica y la necesidad de aire acondicionado al interior del edificio. Su utilización elimina la necesidad de impermeabilizantes y lámina de separación con dispositivos para la salida de líquidos (dren de poliestireno).

• Estudiantes de la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM) desarrollaron un concreto traslúcido que es producido y comercializado por Cemex.La aplicación de este material permite el paso de un 70% de la luz solar al interior de la construcción, disminuyendo la necesidad de iluminación artificial.

• Hay concretos que en su formulación contienen elementos antibacteriales, por lo que su aplicación en hospitales, instalaciones alimentarias y granjas disminuye la necesidad de desinfección química, los costos de mantenimiento y la utilización de productos sanitizantes.

• Existen diferentes aplicaciones que incluyen en su estructura residuos de llantas recicladas, lo que da al concreto características particulares de amortiguamiento; aunque no es tan adecuada para construcciones estructurales, se utiliza con éxito en caminos de bajo tránsito, áreas peatonales, parques de diversión, zonas infantiles e instalaciones deportivas.

• Uno de los desarrollos más novedosos es un concreto permeable que facilita la absorción y captación de agua, lo que ayuda a recuperar el manto freático y prevenir encharcamientos. Este material tiene una resistencia incluso superior al concreto hidráulico, por lo que ya se acepta para vialidades secundarias en algunas ciudades del país, aunque hay la expectativa de que, con el tiempo, se acepte para vialidades primarias.

• La gama de aplicaciones nuevas es extensa: concretos acústicos con una durabilidad superior, resistentes a la corrosión, con tiempo de vida útil extendida, de fraguado rápido, más ligeros, con microfibras que sustituyen a las varillas de acero. Todo ello en aras de mejorar el desempeño y disminuir el impacto sobre el ambiente.

Hacia una construcción sustentable

Este conjunto de acciones ayuda a reducir la demanda de recursos naturales a corto y largo plazo previniendo la emisión de gases de efecto invernadero, aprovecha materiales de desperdicio buscando el cierre de ciclos de vida industriales, disminuye el uso de productos tóxicos y otras emisiones dañinas, implica un ahorro de energía y agua; además, aporta puntos para obtener certificaciones de construcciones sustentables. En 2003, el 100% de las plantas cementeras del país obtuvieron el certificado Industria Limpia impulsado por la Procuraduría Federal de Protección al Ambiente (Profepa), por lo que se puede decir que la industria del cemento y del concreto se encaminan hacia modelos más amigables de construcción que bien pueden llamarse sustentables.