Liberando el potencial del cemento de arcilla calcinada (LC3)

Con un consumo anual de 30 mil millones de toneladas, el hormigón es la segunda sustancia más consumida en el mundo. El cemento, un ingrediente importante, es responsable de alrededor del 90 por ciento de las emisiones del hormigón y representa el 8 por ciento de las emisiones antropogénicas globales de CO2.

En India, el consumo anual de cemento per cápita es casi igual al consumo de alimentos, lo que enfatiza la importancia de reducir las emisiones de CO2 de la industria del cemento a medida que crece la demanda de cemento en el país. India está comprometida con el camino del desarrollo sostenible y con el cumplimiento de su Contribución Prevista Determinada a Nivel Nacional (INDC) para lograr el Acuerdo Climático de París y hacerlo significará reducir su huella de emisiones en el sector del cemento. LC3 (cemento de arcilla calcinada con piedra caliza) está surgiendo como una solución de cemento innovadora y respetuosa con el clima: una mezcla de cemento hecha con clinker, arcilla calcinada, piedra caliza y yeso que normalmente puede lograr reducciones de emisiones de hasta un 40 por ciento en comparación con el cemento Portland ordinario ( OPC).

En un avance significativo, la Oficina de Estándares de la India (BIS) publicó recientemente un código de estándar indio (IS) exclusivo (IS 18189: 2023) para LC3 en la India. El código proporciona pautas y especificaciones integrales para la producción, prueba y uso de LC3 en concreto.

Con la introducción de este código, LC3 está preparado para obtener una mayor aceptación y adopción en la industria de la construcción en la India, allanando el camino para ampliar las mezclas de cemento con bajas emisiones de carbono. En esta publicación de blog, profundizamos en los detalles de LC3, sus ventajas ambientales y las implicaciones del nuevo código IS, todo lo cual señala un cambio transformador hacia una infraestructura más ecológica y la descarbonización de la industria del cemento.

LC3, una creación de la École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) y la Agencia Suiza para el Desarrollo y la Cooperación (SDC), fue desarrollado como una alternativa baja en carbono al cemento Portland ordinario (OPC). Una mezcla típica de cemento LC3-50 consta de un 30 por ciento de arcilla calcinada, un 15 por ciento de piedra caliza, un 5 por ciento de yeso y un 50 por ciento de clínker, que en conjunto dan como resultado aproximadamente un 40 por ciento de reducción de las emisiones de carbono con respecto al OPC tradicional y una reducción de hasta el 25 por ciento en general. costo. Una preocupación importante con la producción y el rendimiento de LC3 incluye la disponibilidad de arcillas y el contenido caolinítico asociado.

Casi una década de investigación en la India en la Sociedad de Tecnología y Acción para el Avance Rural (TARA), el Instituto Indio de Tecnología de Delhi y el Instituto Indio de Tecnología de Madras encontró que el LC3 exhibe características de durabilidad mejoradas, lo que hace que esta mezcla de cemento sea adecuada para diversas aplicaciones de construcción. . Su mayor resistencia al ingreso de cloruros y al ataque de sulfatos lo convierte en una excelente opción para estructuras ubicadas en áreas costeras. Además, LC3 tiene un menor contenido de álcali, lo que minimiza el riesgo de reacciones álcali-sílice y mejora la longevidad de las estructuras de hormigón.

Una creciente conciencia sobre el cambio climático y la demanda de prácticas de construcción sustentables impulsó a investigadores y profesionales de la industria a dar el siguiente paso y desarrollar un estándar nacional para LC3.

El Dr. Shashank Bishnoi, profesor del IIT Delhi que participó ampliamente en la redacción del IS 18189, dijo que este código representa años de esfuerzo colaborativo entre el mundo académico y la industria del cemento y espera ver sus implicaciones en la India y otros países: “Calidad y rendimiento del cemento es crucial para el desarrollo de una infraestructura segura, por lo que este estándar pasó por un escrutinio detallado por parte de varias partes interesadas, lo que solo ayudó a fortalecer el estándar. IS 18189:2023 ofrece a la industria la oportunidad de producir cemento que no sólo sea más sostenible, sino que también tenga un mayor rendimiento”.

La innovación LC3 no es nueva. Después de que fue conceptualizado por primera vez en 2005 por la profesora Karen Scrivener de la EPFL, luego se formalizó como un proyecto y cuenta con el apoyo de la Agencia Suiza para el Desarrollo y la Corporación desde 2014.

Hoy LC3 ya no es un proyecto. Estamos viendo un despliegue a gran escala en todo el mundo a medida que las preocupaciones climáticas sobre la huella de emisiones del hormigón comienzan a aumentar y a medida que la disponibilidad de otros materiales cementantes suplementarios (SCM, por sus siglas en inglés), como las cenizas volantes y la escoria, continúa disminuyendo a nivel mundial, debido a la disminución de la dependencia de centrales eléctricas alimentadas con carbón (una drástica disminución del 83 por ciento para 2030 en la UE). Éstos son sólo algunos ejemplos:

En Cuba, en 2020 se instaló una planta de producción piloto de LC3. Cuba está en el proceso de construir más de 20 plantas más pequeñas que producirán una mezcla de arcilla que se puede mezclar con cemento regular directamente en los sitios de construcción (con una reducción de costos estimada del 20 por ciento).

Cementos Argos anunció la finalización exitosa de una nueva línea de producción de arcilla calcinada (con una capacidad de 450.000 toneladas por año) en su planta de Río Claro enColombiaa principios de 2020.

LC3 puede cambiar las reglas del juego en varias geografías, incluida África, donde es necesario importar el clinker debido a la escasez de reservas de piedra caliza, lo que encarece el cemento convencional.Planta de Accra de CBI Ghanaestá preparada para convertirse en la instalación de producción de LC3 más grande a nivel mundial para la segunda mitad de 2024. FLSmidth instalará un nuevo sistema de calcinación de arcilla en la instalación, que se espera que sustituya al clinker, alcanzando niveles de reemplazo de aproximadamente 60 a 70 por ciento.

Además, a mediados de marzo de 2022,Cemento Lafarge Malauianunció el lanzamiento de un proyecto LC3 en Malawi, destacando aún más la creciente adopción de esta innovadora tecnología de cemento en la región.

En Europa, Holcim ha introducido la operación inaugural de cemento de arcilla calcinada en su planta de Saint-Pierre-la-Cour (capacidad de producción de 500.000 toneladas por año) enFrancia . Este innovador proyecto permite la producción de cemento verde ECOPlanet, que cuenta con una notable huella de CO2 un 50 por ciento menor en comparación con el cemento estándar (CEM I).

FUTURECEM, un producto de cemento de arcilla calcinada del Grupo Cementir, debutó enDinamarca en 2021. A través de una planta piloto, la empresa demostró con éxito la viabilidad y potencial de este innovador cemento. Aprovechando su éxito, el Grupo Cementir se apresuró a introducir FUTURECEM en los mercados del cemento del Benelux y Francia en 2022. En junio de 2021, Vicat adjudicó un contrato para la puesta en marcha de la planta integrada de cemento de Xeuilley para 2023, donde se propuso la arcilla como alternativa sostenible debido a a la disponibilidad, a las regulaciones de la UE y a la mayor demanda de una alternativa sostenible al cemento.

LC3 se ha utilizado en proyectos piloto en todas las regiones, implementado a diferentes escalas y ya ha visto más de 25 aplicaciones desde 2014. Un proyecto notable es la casa modelo Jhansi en India, donde el 98 por ciento de la estructura se construyó con LC3. En 2017, JK Lakshmi se asoció con IIT Delhi para realizar la primera prueba de planta a gran escala de LC3 en su unidad de Jhajjhar. Esta prueba mostró resultados prometedores, con reducciones potenciales de emisiones de CO2 de hasta un 30 por ciento y reducciones del consumo de energía del 20 por ciento en la producción de cemento.

Además, las oficinas de la Agencia Suiza para el Desarrollo y la Cooperación, ubicadas dentro del recinto de la Embajada de Suiza en Delhi, se construyeron utilizando materiales prefabricados LC3.

En 2022, JK Lakshmi Cement colaboró ​​con TARA para incorporar la tecnología de arcilla calcinada a sus operaciones, permitiendo la producción de LC3. Hay impulso en torno a otros actores del cemento en el país que también están considerando la producción de LC3.

Mientras India apunta a reducir el 45 por ciento de su intensidad de emisiones para 2030 como parte de su NDC en virtud del Acuerdo de París, LC3 presenta una solución prometedora para la construcción con bajas emisiones de carbono. Un informe reciente de NIUA y RMI enfatiza la necesidad de centrarse en el diseño y la construcción con bajas emisiones de carbono, así como en la producción y selección de materiales bajos en carbono. Si bien LC3 presenta una solución prometedora para la construcción con bajas emisiones de carbono, siguen existiendo barreras para su implementación generalizada. Incluyen crear conciencia entre los profesionales de la construcción, garantizar un control de calidad constante, capacitación especializada, disponibilidad de materias primas, integrar LC3 en las cadenas de suministro existentes y la aceptación por parte de los constructores y los organismos reguladores.

Si bien este desarrollo puede plantear algunos dilemas para los fabricantes de cemento tradicionales, presenta una oportunidad y marca el comienzo de una nueva era de producción de cemento con bajas emisiones de carbono en el país. Aun Abdullah, director de ESG del grupo Lodha, habló con RMI India sobre sus planes para el despliegue de LC3: “Lodha Net Zero Urban Accelerator, una asociación con RMI, planea implementar un piloto en LC3 con el objetivo de generar evidencia y confianza sobre su beneficio para el ecosistema más amplio de desarrolladores, contratistas, cadena de suministro industrial y formuladores de políticas”.

Con su huella de carbono reducida, mayor durabilidad y beneficios económicos, LC3 tiene el potencial de transformar la forma en que se construyen los edificios y la infraestructura en el país. Con estudios de casos exitosos que ya destacan su efectividad, la publicación del código IS para LC3 marca un punto de inflexión significativo en las prácticas de construcción sustentable. La publicación del código acelerará la adopción de LC3 en todo el país y sienta un precedente para otros países que están evaluando la adopción de LC3 en sus códigos. Mientras India se esfuerza por lograr un desarrollo sostenible, LC3 sin duda dará forma al futuro panorama de la construcción.

Nos gustaría agradecer las contribuciones de Tarun Garg, director de la Fundación RMI India, y Sai Sri Harsha Pallerlamudi, asociado principal de la Fundación RMI India, a este artículo.

Obtenga más información sobre LC3 en nuestro próximo seminario web:

Decapado del cemento de arcilla calcinada (LC3): aprendizajes de los primeros en actuar

Miércoles 30 de agosto, de 10:00 a 11:30 a. m., hora del Este