En cada etapa del proceso, la fabricación de cemento tiene un impacto en el medio ambiente . Esto incluye las canteras de piedra caliza, que son visibles desde grandes distancias y pueden alterar permanentemente el entorno local; las emisiones de contaminantes atmosféricos en forma de polvo y gases; el ruido y las vibraciones durante el funcionamiento de la maquinaria; y las voladuras en las canteras.
Impactos ambientales de la producción de cemento
Entre el 4 y el 8 % de las emisiones totales de CO2 del mundo provienen del hormigón , cuyo impacto ambiental es complejo y está influenciado por su fabricación, aplicaciones y efectos directos en infraestructuras y edificios. El cemento, que tiene sus propios efectos ambientales y sociales además de influir sustancialmente en los del hormigón, es un componente importante.
1. Emisiones de Dióxido de Carbono y Cambio Climático
Dado que hasta el 5% de todas las emisiones de CO2 producidas por los seres humanos se generan en la industria del cemento, de las cuales el 50% proviene de reacciones químicas y el 40% de la combustión de combustibles, es uno de los dos mayores productores de gases del mundo que contribuyen al cambio climático.
La emisión estimada de CO2 para la producción de hormigón estructural (con alrededor de un 14 % de cemento) es de 410 kg/m3 (o aproximadamente 180 kg/tonelada a una densidad de 2.3 g/cm3); esta producción se reduce a 290 kg/m3 cuando se utiliza un 30% de cenizas volantes en lugar de cemento.
Por cada tonelada de cemento producido, se liberan a la atmósfera 900 kg de CO2, lo que representa el 88% de las emisiones relacionadas con una mezcla de hormigón promedio. La emisión de CO2 de la fabricación de hormigón es directamente proporcional al contenido de cemento utilizado en la mezcla de hormigón.
Cuando el carbonato de calcio se destruye térmicamente, produciendo cal y dióxido de carbono, la producción de cemento genera emisiones de gases de efecto invernadero. El consumo de energía durante la producción de cemento también contribuye a este problema, especialmente cuando se queman combustibles fósiles .
El hecho de que el hormigón tenga una energía incorporada por unidad de masa muy baja es un aspecto del ciclo de vida del hormigón que merece atención. Esto se debe principalmente a la disponibilidad y accesibilidad frecuente de los componentes utilizados en la producción de hormigón, como agua, puzolanas y agregados, en los recursos locales.
En consecuencia, la fabricación de cemento utiliza el 70 % de la energía incorporada en el hormigón, mientras que el transporte utiliza solo el 7 %.
El hormigón tiene una energía incorporada por unidad de masa más baja que la mayoría de los demás materiales de construcción, aparte de la madera, con una energía incorporada total de 1.69 GJ/tonelada. Debido a la enorme masa de estructuras de hormigón, esta comparación no siempre es inmediatamente aplicable a la toma de decisiones.
Es importante recordar que esta estimación se basa en proporciones de mezcla de concreto con no más del 20% de cenizas volantes. Según estimaciones, reemplazar el uno por ciento de cemento con cenizas volantes da como resultado una disminución del 0.7% en el uso de energía. Esto daría como resultado un ahorro considerable de energía porque algunas mezclas propuestas contienen hasta un 80 % de cenizas volantes.
Según un informe de Boston Consulting Group de 2022 , las inversiones en la creación de cemento más respetuoso con el medio ambiente generan mayores ahorros de gases de efecto invernadero que las inversiones en electricidad y aviación.
2. Escorrentía superficial
Las inundaciones y la erosión severa del suelo pueden resultar de la escorrentía superficial, que ocurre cuando el agua se escurre por superficies impermeables como el concreto no poroso. La gasolina, el aceite de motor, los metales pesados, los desechos y otros contaminantes terminan con frecuencia en la escorrentía urbana de las aceras, las carreteras y los estacionamientos.
Sin atenuación, la cubierta impermeable típica de un área metropolitana reduce la filtración de agua subterránea y da como resultado cinco veces más escorrentía que un bosque típico del mismo tamaño.
Muchos proyectos de pavimentación recientes han comenzado a utilizar hormigón permeable, que ofrece cierto nivel de gestión automática de aguas pluviales, en un esfuerzo por contrarrestar las consecuencias perjudiciales del hormigón impermeable.
El concreto se coloca cuidadosamente con proporciones de agregado cuidadosamente calculadas para producir concreto permeable, que permite que la escorrentía superficial se filtre y regrese al agua subterránea.
Esto facilita tanto las inundaciones como la reposición de aguas subterráneas. El concreto permeable y otras áreas de superficie discreta pueden actuar como un filtro de agua automático al bloquear el paso de algunos contaminantes peligrosos como aceites y otros químicos si se construyen y recubren adecuadamente.
Lamentablemente, todavía existen inconvenientes en el uso de hormigón permeable a gran escala. Su menor resistencia en comparación con el concreto convencional restringe el uso a áreas de baja carga, y debe instalarse con cuidado para minimizar la susceptibilidad al daño por congelamiento y deshielo y la acumulación de sedimentos.
3. Calor Urbano
El llamado efecto isla de calor urbano se debe principalmente al hormigón y al asfalto. Se prevé que para 2060 se construyan 230.000 millones de metros cuadrados (2.5 billones de pies cuadrados) de edificios en todo el mundo, una superficie equivalente al parque inmobiliario global actual.
Según el Departamento de Asuntos Económicos y Sociales de las Naciones Unidas, se pronostica que el 68 % de la población mundial vivirá en áreas urbanas para 2050. Como resultado de la energía adicional que usan y la contaminación del aire que producen, las superficies pavimentadas representan una seria amenaza. .
Una región tiene muchas oportunidades para el ahorro de energía. Idealmente, la demanda de aire acondicionado debería disminuir a medida que bajan las temperaturas, conservando energía.
Sin embargo, los estudios sobre cómo los pavimentos reflectantes afectan las estructuras circundantes han indicado que, en ausencia de vidrio reflectante en los edificios, la radiación solar reflejada en el pavimento puede elevar las temperaturas de los edificios, lo que aumenta la necesidad de aire acondicionado.
Además, las temperaturas locales y la calidad del aire pueden verse afectadas por la transferencia de calor de los pavimentos que cubren las ciudades. El uso de materiales que absorben menos energía solar, como pavimentos de alto albedo, puede restringir el flujo de calor hacia el entorno urbano y regular el UHIE. Las superficies calientes calientan el aire de la ciudad por convección.
Para superficies hechas de materiales de pavimento actualmente en uso, los albedos oscilan entre alrededor de 0.05 y aproximadamente 0.35. Los materiales de pavimento con alto albedo inicial tienden a perder reflectividad en el transcurso de un servicio de vida típico, mientras que aquellos con bajo albedo inicial pueden ganar reflexión.
El efecto de confort térmico y la necesidad de medidas de mitigación adicionales que no pongan en peligro la salud y seguridad de los peatones, especialmente durante las olas de calor, son factores adicionales a tener en cuenta. El “Índice de Confort Exterior Mediterráneo” (MOCI) se calcula mientras
Las personas están expuestas a condiciones climáticas y de confort térmico, por lo tanto, los diseños urbanos generales aún deben tenerse en cuenta al hacer juicios. Cuando se combina adecuadamente con otras tecnologías y técnicas como vegetación, materiales reflectantes, etc., el uso de materiales de alto albedo en entornos urbanos puede tener efectos beneficiosos.
4. Polvo de hormigón
Durante los terremotos y otras calamidades naturales, así como durante la destrucción de edificios, con frecuencia se libera una gran cantidad de polvo de concreto a la atmósfera. Tras el gran terremoto de Hanshin, se determinó que la causa principal de la contaminación atmosférica grave era el polvo de hormigón.
5. Contaminación radiactiva y tóxica
Pueden surgir problemas de salud a partir de la inclusión de algunos compuestos en el concreto, incluidos los aditivos deseados e indeseables. Dependiendo de la fuente de las materias primas utilizadas, se pueden encontrar diferentes concentraciones de elementos radiactivos naturales (K, U, Th y Rn) en las estructuras de hormigón.
Por ejemplo, algunas piedras emiten radón de forma natural y los desechos de las antiguas minas solían contener mucho uranio. El uso involuntario de compuestos tóxicos como resultado de la contaminación de un accidente nuclear es otra posibilidad. Dependiendo de lo que se haya incluido en el concreto antes de la demolición o el agrietamiento, el polvo de los escombros o el concreto fracturado puede presentar riesgos importantes para la salud.
Sin embargo, no es necesariamente arriesgado e incluso podría ser ventajoso incrustar sustancias tóxicas en el concreto. En algunos casos, agregar ciertos compuestos, incluidos metales, al cemento durante el proceso de hidratación los inmoviliza en condiciones seguras e inhibe su liberación al medio ambiente.
6. Óxido de nitrógeno (NOx)
El óxido de nitrógeno (NOx) tiene una serie de efectos negativos sobre la salud humana y el medio ambiente, incluido el ozono a nivel del suelo, la lluvia ácida, el calentamiento global, el deterioro de la calidad del agua y la discapacidad visual. Los niños y las personas con problemas pulmonares como el asma se encuentran entre los grupos afectados, y la exposición a estas afecciones puede dañar el tejido pulmonar de las personas que trabajan o hacen ejercicio al aire libre.
7. Dióxido de azufre (SO2)
Los altos niveles de dióxido de azufre (SO2) pueden afectar la respiración y exacerbar las condiciones respiratorias y cardiovasculares que ya están presentes. Los asmáticos, las personas con bronquitis o enfisema, los niños y los ancianos se encuentran entre las poblaciones sensibles. La causa principal de la lluvia ácida, o deposición ácida, es el SO2.
8. Monóxido de carbono (CO)
Al disminuir la cantidad de oxígeno que llega a los órganos y tejidos del cuerpo, el monóxido de carbono (CO) puede tener un impacto perjudicial en la salud. También puede afectar negativamente a los sistemas cardiovascular y nervioso. El esmog, u ozono a nivel del suelo, que puede provocar problemas respiratorios, se genera en parte por el CO.
9. Combustibles y Materias Primas
Según los insumos y el procedimiento, un molino de cemento utiliza de 3 a 6 GJ de combustible para fabricar una tonelada de clínker. Los principales combustibles utilizados por la mayoría de los hornos de cemento en la actualidad son el carbón, el coque de petróleo y, en menor medida, el gas natural y el fuel oil.
Ciertos residuos y subproductos con poder calorífico recuperable, si cumplen criterios rigurosos, pueden utilizarse como combustibles en hornos de cemento para reemplazar algunos de los combustibles fósiles tradicionales, como el carbón.
En lugares de materias primas como arcilla, esquisto y piedra caliza, ciertos desechos y subproductos que contienen minerales beneficiosos como calcio, sílice, alúmina y hierro pueden usarse como materias primas en el horno.
La línea entre los combustibles alternativos y las materias primas no siempre es clara porque ciertos materiales tienen un contenido mineral valioso y un poder calorífico recuperable.
Por ejemplo, los lodos de depuradora se queman para producir minerales que contienen cenizas que son beneficiosos en la matriz del clínker a pesar de tener un poder calorífico bajo pero significativo.
Impactos Ambientales de la Producción de Cemento – Preguntas Frecuentes
¿Qué contaminación provocan las industrias del cemento?
¿Cuánto CO2 produce la producción de cemento?
¿Cómo la producción de cemento provoca el cambio climático?
¿Cuáles son los impactos ambientales del hormigón?
Conclusión
Por lo que hemos visto en este artículo, sabemos que si bien la producción de cemento es un ingrediente necesario para impulsar el desarrollo de la sociedad, son perjudiciales para nuestro medio ambiente. Esto requiere un gran avance desde el cemento hacia otras alternativas sostenibles y respetuosas con el medio ambiente para la construcción de edificios.
Recommendations
- Los 10 mejores recursos naturales de Bután
. - 11 Efectos de la Contaminación del Suelo en la Salud Humana
. - 8 Enfermedades Causadas por la Contaminación del Suelo
. - 10 Efectos de la Contaminación del Suelo en las Plantas
. - Los 5 principales impactos ambientales del aluminio
. - 11 Impactos Ambientales de la Extracción de Petróleo