•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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