Cemento y cal
Producción de cemento y su función en el hormigón y el mortero
El cemento es un polvo fino que, al mezclarse con agua, forma mortero, y al combinarse con arena y áridos forma hormigón. Para fabricar cemento, los productores comienzan identificando y extrayendo materiales básicos como caliza, arcilla y arena, que contienen elementos esenciales como calcio, silicio, aluminio y hierro. La caliza es el componente principal, aunque no todas las variedades son adecuadas, especialmente aquellas con niveles elevados de magnesio.
Tras la extracción, las rocas se trituran en fragmentos del tamaño de un puño y luego se mezclan para alcanzar la composición química objetivo del producto final.
Del material en bruto al clínker: el proceso del horno
Los fragmentos minerales mezclados se muelen hasta obtener gránulos más finos antes de introducirlos en la torre de precalentamiento, donde se calientan mediante los gases de escape del horno. Posteriormente, los gránulos calientes entran en un horno rotatorio de gran tamaño, que gira lentamente y alcanza temperaturas internas de hasta 1480°C en su punto más caliente.
A través del proceso de calcinación, estos materiales se transforman en nódulos al rojo vivo llamados clínker, que contienen silicatos cálcicos hidráulicos. Tras salir del horno, el clínker se enfría y se añade una pequeña cantidad de yeso para regular el tiempo de fraguado. La mezcla se muele en un molino de bolas hasta obtener un polvo fino, que constituye el cemento final.
Diseño del horno rotatorio y requisitos refractarios
El horno rotatorio, introducido por primera vez en la década de 1890, sigue siendo la tecnología fundamental en la producción de cemento. Consiste en un gran cilindro de acero, ligeramente inclinado respecto a la horizontal y revestido internamente con ladrillos refractarios. Estos refractarios deben soportar ciclos térmicos continuos, abrasión mecánica del material mineral y temperaturas extremas. Los hornos rotatorios modernos están diseñados para funcionar de manera continua, a menudo durante más de un año, antes de requerir sustitución del revestimiento refractario.
Impacto ambiental y alternativas sostenibles
La producción de cemento es una de las principales fuentes de emisiones globales de carbono. Se estima que aproximadamente el 5% de las emisiones de CO₂ generadas por el ser humano procede de la fabricación de cemento. El sector está desarrollando estrategias para reducir su huella de carbono, entre ellas la incorporación de caliza en polvo sin tratar en la mezcla final, la captura de carbono (reabsorbiendo CO₂ en la matriz del cemento), el reciclaje de hormigón demolido como árido y la exploración de alternativas biológicas como la producción de cemento mediante bacterias a temperatura ambiente.