Aquí está tu hecho triste del día: si la industria mundial del cemento fuera un país, se ubicaría justo detrás de China y los Estados Unidos como el tercer productor líder de contaminación por carbono. Sin embargo, no tiene por qué ser así.
Es posible que podamos cambiar esa estadística fea al producir los ingredientes para este material de construcción ubicuo de una manera que permita una captura más fácil de sus emisiones.
Los ingenieros del MIT han ideado un método ecológico para transformar el carbonato de calcio en el material más fabricado en el mundo: cemento Portland.
El proceso para fabricar cemento actualmente implica la trituración de rocas de piedra caliza y el vertido de los escombros en un horno. Luego, las piedr as se mezclan con arcilla y se tuestan a alrededor de 1.500 grados centígrados gracias a una generosa explosión de calor por la quema de combustibles fósiles.
Esa incineración sola bombearía mucho CO2. Pero las reconfiguraciones químicas que tienen lugar dentro del horno también liberan una cantidad significativa de gas.
Todo se suma a una sorprendente cantidad de emisiones de carbono en las que rara vez pensamos mucho.
"Alrededor de un kilogramo de dióxido de carbono se libera por cada kilogramo de cemento fabricado hoy". dice el ingeniero del MIT y el científico de materiales Yet-Ming Chiang.
Dado todo el cemento que se vierte a través de la tierra cada día, nuestro amor por las estructuras grises sólidas contribuye con alrededor del 8 por ciento de las emisiones globales de efecto invernadero.
Encontrar otra forma de aflojar los enlaces en el carbonato de calcio de la piedra caliza para que pueda incorporarse al agente aglutinante conocido como 'escoria de huella'- trozos de silicato di y tricálcico mezclados con algo de aluminato y ferrita – podrían ser una solución mucho más sostenible.
Entonces, en lugar de usar calor, el equipo recurrió a la química de ácidos y bases para convertir el carbonato de calcio en un trampolín de hidróxido de calcio.
Para hacer este proceso lo más económico posible, hicieron un uso inteligente de la forma en que la electricidad se puede utilizar para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno.
Si inserta dos electrodos en un recipiente lleno de agua y pasa una corriente a través de él, los componentes atómicos de H2O se divorciarán entre sí y formarán gas de hidrógeno en un electrodo y gas de oxígeno en el otro.
Significativamente, la solución que rodea el electrodo productor de oxígeno será ligeramente ácida, mientras que la mezcla en el extremo productor de hidrógeno será más básica.
Arroje su piedra caliza triturada en este gradiente de pH y el carbonato de calcio reaccionará para producir burbujas de dióxido de carbono en un extremo, y partículas sólidas de hidróxido de calcio precipitarán en el otro.
A partir de ahí, convertir su lote de hidróxido de calcio recién hecho en clinker, y el clinker en el polvo gris que mezcla con agua y arena, es un proceso bastante sencillo.
Por supuesto, todavía te quedan nubes de dióxido de carbono saliendo de la celda electroquímica. Por lo tanto, no es exactamente libre de emisiones, pero esta corriente de gas relativamente limpia debería ser bastante fácil de recolectar y secuestrar en teoría.
En cualquier caso, está muy lejos de la fea masa de humos de combustión y el desorden tóxico de los productos que los procesos tradicionales arrojan.
Como una ventaja adicional, te queda el hidrógeno y el oxígeno de las moléculas de agua divididas, que pueden reunirse y reutilizarse, o recogerse para otro propósito.
Esencialmente, el proceso tiene el potencial de ser lo suficientemente barato como para tener la esperanza de competir con la producción de clínker en horno.
"En muchas geografías, la electricidad renovable es la electricidad de menor costo que tenemos hoy en día, y su costo sigue cayendo". dice Chiang.
Si bien el equipo ha llevado a cabo una clara prueba de concepto, solo pueden estimar aproximadamente cómo podría apilarse una versión industrializada.
Los cálculos al final del sobre sugieren que un proceso como este podría ascender a tan solo US $ 35 por tonelada, basado en electricidad barata.
Con un precio de alrededor de US $ 28 por tonelada para el cemento producido a la antigua usanza, este enfoque de la luz de carbono aún no está en un nivel competitivo.
Chiang está de acuerdo: "Es un primer paso importante, pero aún no es una solución completamente desarrollada".
Aún así, encontrar maneras de hacer alternativas verdes parece que el mejor amigo de un banco parece ser un historia común en estos días.
Esta investigación fue publicada en PNAS.