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Residuos de papel, arroz y construcción, materia prima para cemento

Con lodo papelero, polvo de horno de cemento y cenizas de las cascarillas de arroz se obtuvo clinker –material base para fabricar el cemento– sustituyendo el uso de materias primas como caliza y arcilla y disminuyendo la temperatura requerida para el proceso, lo que representa una alternativa más sostenible.

Bogotá D. C., 12 de septiembre de 2019Agencia de Noticias UN-

El crecimiento acelerado en la construcción requiere alternativas sostenibles para la producción de materiales como cemento. Foto: archivo Unimedios.

Uno de los residuos empleados fue el lodo papelero. Foto: Maryeni Enríquez.

Las cenizas de cascarilla de arroz se obtienen cuando se quema este residuo para aprovechar su poder energético. Foto: Maryeni Enríquez.

Polvo de horno de cemento (Cement Kiln Dust, CKD). Foto: Maryeni Enríquez.

El material a temperatura de clinkerización, 1.350 °C. Foto: Maryeni Enríquez.

Detrás de este proyecto está Maryeni Karina Enríquez Enríquez, magíster en Ingeniería Ambiental de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), quien estudió la incorporación de estos residuos industriales en el proceso de producción de clinker, debido a la problemática que representan sus grandes volúmenes en el país, por lo que el objetivo es brindar una alternativa para reutilizarlos.

“Encontramos reportes de algunas empresas que generan hasta 200 toneladas de residuos al día, lo cual se está convirtiendo en un tema bastante complicado para el sector papelero”, comenta la investigadora, quien también trabajó con cenizas de las cascarillas del arroz paddy que se produce en Colombia, las cuales, por su alto contenido de óxidos de silicio, no pueden ser utilizadas como abono para los mismos cultivos.

El tercero de los residuos seleccionados por la investigadora fue un sólido conocido como polvo de horno de cemento (Cement Kiln Dust, o CKD); de este se obtiene una cantidad estimada en el 3-4 % del cemento total producido, que para 2016 alcanzó 4.130 millones de toneladas en el mundo.

Tales cifras podrían ir en aumento debido al crecimiento acelerado en la construcción de vivienda e infraestructura, un aspecto al que la magíster también espera darle respuesta con alternativas para la producción de cemento más sostenible.

“El material base para hacer el cemento es el clinker, que en la industria se produce a 1.500 °C. Nosotros decidimos trabajar a temperaturas más bajas para ahorrar en términos económicos y disminuir emisiones”, comenta la ingeniera, quien realizó este estudio como parte del trabajo que se adelanta desde los grupos de investigación Materiales, Catálisis y Medio Ambiente, de la UNAL Sede Bogotá, y Cemento y Materiales de Construcción, de la Sede Medellín.

Los tres materiales fueron caracterizados química, física y mineralógicamente para conocer su composición en una primera etapa y luego se prepararon con ellos distintas formulaciones de mezclas para producir clinker a temperaturas de 1.300, 1.350 y 1.400 °C y un tiempo en el horno de 45 minutos.

“Utilizamos mezclas con un 25 % de lodos papeleros, 65 % de CKD y el 10 % restante con cenizas de cascarillas de arroz; esa mezcla se homogeneizó, se trituró y se llevó a una formación de esferas en un horno de lecho fijo”, detalla la investigadora Enríquez, quien para este proceso empleó un horno de alta temperatura disponible en la Sede Medellín de la UNAL, que permitía hacer el choque térmico necesario para mantener la formación del material en condiciones adecuadas.

Al clinker obtenido se le evaluó su composición y calidad, tomando como referencia su contenido de cal libre u óxido de calcio libre como parámetro. “Si tengo una cantidad que está en exceso, por ejemplo el óxido de calcio, este tiene propiedades expansivas que generarán fisuras en el concreto”, comenta la ingeniera. Por eso, la norma colombiana exige un máximo de 1 % de este óxido en el clinker. En el caso de este fue posible obtenerlo con contenidos de cal libre inferiores al 0,5 % y a temperaturas de entre 1.350 y 1.400 °C sin el uso de materias primas de origen natural, cumpliendo con este criterio de calidad.

(Por: fin/ALP/MLA/LOF
)
N.° 671

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