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Investigaciones sobre cemento sostenible utilizan residuos de celulosa, açaí y neumáticos para reducir emisiones de carbono y ampliar la economía circular.
La búsqueda de alternativas más sostenibles para la construcción civil ha impulsado investigaciones en la Región Norte de Brasil. En un escenario en el que la producción de cemento está asociada a elevados índices de emisión de dióxido de carbono (CO₂), investigadores del Instituto Federal de Pará (IFPA) vienen desarrollando materiales capaces de reducir impactos ambientales sin comprometer la calidad exigida por el sector, según el g1.
Entre las iniciativas se encuentra un nuevo tipo de cemento producido con residuos de la industria de celulosa, materiales derivados del carozo de açaí y concreto elaborado con caucho proveniente de la recauchutación de neumáticos.
Las investigaciones surgen ante un desafío global. Según datos de la Organización de las Naciones Unidas (ONU), la industria cementera es responsable de cerca del 7% de las emisiones mundiales de gas carbónico. Además, la fabricación de una tonelada de cemento genera aproximadamente una tonelada de CO₂ a lo largo de su cadena productiva, desde la extracción de la caliza hasta la distribución del producto final.
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Ante este escenario, investigadores, especialistas y representantes de la industria buscan soluciones que concilien desarrollo económico, competitividad y preservación ambiental.
¿Cómo contribuye el cemento a las emisiones de carbono?
Pocos materiales tienen una participación tan importante en la expansión de las ciudades como el cemento. Presente en viviendas, edificios, carreteras y obras de infraestructura, se ha vuelto indispensable para el desarrollo urbano.
Sin embargo, la fabricación del producto involucra etapas que demandan un gran consumo de energía y resultan en emisiones significativas de carbono. Uno de los principales responsables de este impacto es el clínker, componente obtenido mediante la quema de caliza a altas temperaturas.
Por esta razón, diversos estudios buscan reducir la dependencia de este material, sustituyendo parte de él por componentes alternativos que mantengan el rendimiento necesario para su uso en la construcción civil.
Cemento desarrollado con residuos de la industria de celulosa
Una de las investigaciones conducidas en el IFPA busca aprovechar residuos generados por la industria de celulosa para producir un cemento compuesto con menor impacto ambiental.
El proyecto fue desarrollado por el profesor y doctor en ingeniería civil Marco Oliveira. La propuesta consiste en utilizar dos materiales normalmente descartados durante la producción de celulosa para sustituir parcialmente el clínker.
Los residuos empleados son:
- Ceniza Volante de Biomasa (CVB);
- Filler Calizo de Biomasa (FCB).
De acuerdo con el investigador, estos materiales provienen de la región amazónica de Maranhão y pueden sustituir hasta el 50% del clínker utilizado en la fabricación del cemento.
A lo largo del estudio, se desarrollaron y evaluaron más de 30 formulaciones diferentes para aplicaciones variadas en la construcción civil.
Las pruebas indicaron posibilidad de uso en:
- Morteros de asentamiento;
- Revoques;
- Sistemas de mampostería estructural.
Además, los materiales cumplieron con las exigencias establecidas por las normas de la Asociación Brasileña de Normas Técnicas (ABNT). Otra diferencia destacada por los investigadores es la capacidad del producto de capturar y fijar CO₂, ampliando sus beneficios ambientales.
Marco Oliveira afirma que la solución presenta potencial para producción a gran escala debido a la fuerte presencia de la industria de celulosa en el país. Según él, el costo permanece competitivo en relación con los productos ya disponibles en el mercado.
Economía circular transforma desecho en materia prima
Las investigaciones realizadas en el IFPA tienen en común un concepto que viene ganando relevancia en diferentes sectores: la economía circular. La propuesta consiste en reintegrar residuos en la cadena productiva, evitando desperdicios y reduciendo la necesidad de extracción de nuevos recursos naturales.
En este modelo, materiales que antes serían desechados pasan a ser aprovechados en la fabricación de nuevos productos. La maestra en Conservación de la Biodiversidad y Desarrollo Sostenible Marjorie Azevedo destaca que iniciativas de este tipo demuestran cómo desarrollo económico y preservación ambiental pueden caminar juntos.
Según ella, la adopción de soluciones sostenibles no representa un obstáculo al crecimiento económico. Por el contrario, busca crear alternativas capaces de promover expansión económica con responsabilidad ambiental e inclusión social.
Hueso de açaí también se convierte en alternativa al cemento tradicional
Otro estudio desarrollado en el instituto utiliza un residuo bastante conocido en la región amazónica: el hueso de açaí. La investigación comenzó en 2013 y es coordinada por el profesor y doctor en ingeniería de materiales Laércio Gouvêa Gomes.
El trabajo surgió de la necesidad de encontrar nuevos materiales para complementar o sustituir componentes utilizados en la fabricación de cemento.
El proceso involucra la calcinación del hueso de açaí. En términos simples, el material es sometido a altas temperaturas para modificar sus características físicas y químicas.
Después de esta etapa, el residuo es triturado hasta convertirse en un polvo fino, utilizado en sustitución al cemento convencional. Además de aprovechar un material frecuentemente descartado de forma inadecuada, la iniciativa busca crear una alternativa regional para el sector de la construcción civil.
Piso drenante apuesta por residuos abundantes en la Amazonía
Marco Oliveira también coordina una investigación enfocada en el desarrollo de pisos drenantes utilizando hueso de açaí tratado como agregado. El objetivo es sustituir materiales tradicionalmente empleados en la construcción, como guijarros y gravas, cuya extracción también genera impactos ambientales.
La propuesta puede contribuir especialmente para ciudades que enfrentan problemas recurrentes de inundaciones. Para evaluar la viabilidad del proyecto, se realizaron estudios sobre la disponibilidad de la materia prima y la demanda potencial por el producto.
Los resultados indicaron que la oferta del residuo sería suficiente para atender no solo a Pará y otros estados de la Región Norte, sino también a diferentes áreas del país. Según Marco Oliveira, la capacidad de producción observada durante la investigación demuestra potencial para abastecer mercados más allá de la Amazonía.
Neumáticos descartados dan origen a concreto para piso táctil
Otra iniciativa desarrollada por el IFPA busca dar un nuevo destino a los neumáticos usados. En este proyecto, los residuos provenientes del recauchutado de neumáticos sustituyen parte de la arena utilizada en la fabricación de concreto destinado a la producción de piso táctil.
Después de llegar al Laboratorio de Caracterización de Materiales, los neumáticos pasan por un proceso de separación. Luego, el caucho se transforma en gránulos de diferentes tamaños. Estos gránulos se incorporan a la mezcla que contiene agua, cemento y otros materiales utilizados en la producción del concreto.
Laércio Gouvêa Gomes explica que el objetivo es reducir la extracción de arena y, al mismo tiempo, reutilizar residuos que podrían acabar descartados inadecuadamente. El investigador también destaca un beneficio adicional: la presencia del caucho proporciona mayor flexibilidad al piso, reduciendo impactos durante la circulación de personas.
Actualmente, los materiales ya se utilizan en el piso táctil de la propia institución educativa y cumplen con las exigencias de resistencia previstas por la ABNT.
Desafíos para ampliar el uso del cemento sostenible
A pesar de los avances obtenidos en las investigaciones, los especialistas reconocen que la expansión de estas soluciones aún enfrenta obstáculos.
La investigadora Natasha Costa, doctora en estructuras y profesora del Instituto Federal de Amapá, resalta que cualquier nuevo material necesita presentar viabilidad económica para competir con los productos existentes.
Según ella, resistencia, durabilidad y desempeño mecánico son factores fundamentales para que las alternativas desarrolladas por la academia logren llegar al mercado.
Además, la producción a gran escala sigue siendo una de las principales dificultades enfrentadas por los investigadores. Natasha Costa también destaca la importancia de incentivos fiscales y asociaciones entre instituciones educativas y empresas para acelerar la adopción de materiales más sostenibles.
Industria invierte en reducción de las emisiones del cemento
Mientras las investigaciones avanzan en las universidades, la industria también busca reducir su huella ambiental.
Según Fábio Cirilo, gerente de sostenibilidad y energía de Votorantim Cimentos, la ampliación de nuevas tecnologías depende principalmente de dos factores: escala de producción y viabilidad económica. La empresa trabaja desde hace décadas para reducir las emisiones asociadas a la fabricación de cemento.
Entre las estrategias adoptadas están:
- Reducción gradual del uso de clínker;
- Sustitución de combustibles fósiles;
- Uso de residuos industriales como fuente energética;
- Inversiones en eficiencia energética;
- Desarrollo de tecnologías para captura y almacenamiento de carbono.
En el estado de Pará, por ejemplo, los huesos de açaí se han estado utilizando como combustible en una unidad industrial ubicada en Primavera.
Desde el año 2018, la empresa recoge el material en la Región Metropolitana de Belém. Solo en el último año citado por la investigación, se utilizaron 48 mil toneladas de hueso de açaí, evitando la emisión de aproximadamente 44 mil toneladas de carbono.
Brasil gana destaque en la búsqueda de soluciones sostenibles
Los avances observados en investigaciones académicas e iniciativas industriales refuerzan el potencial brasileño en la búsqueda de una producción más sostenible. Entre los factores señalados está la presencia de materiales naturales que pueden ser incorporados al cemento, reduciendo la necesidad de componentes con mayor impacto ambiental.
Según especialistas, las llamadas puzolanas amazónicas están entre los materiales más reactivos del mundo para este tipo de aplicación. Como resultado, los cementos producidos en Brasil emiten, en promedio, un 11% menos de CO₂ que productos equivalentes fabricados en otras regiones del planeta.
La combinación entre investigación científica, reaprovechamiento de residuos e inversiones industriales ha colocado al país en una posición destacada en la búsqueda de alternativas capaces de reducir las emisiones del sector cementero sin comprometer la competitividad económica.
Con información de g1.
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