El cemento de cenizas volantes es un ingrediente principal en ciertos concretos que a menudo se utiliza como alternativa al cemento Portland, que es una base de hormigón más tradicional. La ceniza en sí es un subproducto de la combustión del carbón, pero una vez formada en cemento, la ceniza generalmente se une de tal manera que neutraliza muchas de las sustancias químicas y toxinas que han hecho que la quema de carbón sea tan controvertida en los últimos años. Como tal, a menudo se piensa que el cemento no solo es una forma de limpiar la industria del carbón, sino que también deja menos huella y reduce la energía necesaria para formar todo tipo de proyectos y estructuras de hormigón. A menudo se presenta como una solución de hormigonado «verde», aunque no está exento de críticas. Las cenizas volantes normalmente se consideran adecuadas para todo tipo de proyectos concretos, pero muchos lugares han establecido límites sobre la cantidad que se puede usar a la vez en espera de más informes de impacto ambiental. Aunque muchos de los productos químicos nocivos asociados con la quema de carbón se adhieren al cemento, no está claro si pueden comenzar a filtrarse una vez más o en qué condiciones.
Conceptos básicos sobre la quema de carbón
Cuando el carbón y los desechos se queman en las centrales eléctricas, crean un subproducto no combustible llamado ceniza de carbón. Dos tipos distintos de partículas de ceniza componen la ceniza de carbón: las cenizas de fondo, que se acumulan en el fondo de los hornos de carbón, y las cenizas volantes, que quedan atrapadas en las chimeneas cuando “vuelan” hacia arriba y lejos. La gran mayoría del material incombustible son cenizas volantes, que ascienden por los gases de combustión y quedan atrapadas en las chimeneas y las chimeneas. Este residuo debe limpiarse y eliminarse con regularidad. Una forma de reutilizar este material es combinándolo con otros materiales para crear un cemento.
Usos en hormigón
Uno de los usos más comunes del cemento de cenizas volantes es como aditivo para formar hormigón. El concreto se hace tradicionalmente con cemento Portland, una sustancia en polvo hecha de clínker molido, sulfato de calcio y otros aditivos menores. El clinker es un material generalmente hecho de piedra caliza y minerales, que se trituran, muelen juntos y luego se calientan. Se agrega sulfato de calcio y el clínker se muele hasta obtener polvo de cemento. El proceso requiere una gran cantidad de energía; tiene una enorme huella de carbono y representa aproximadamente del 7% al 8% del dióxido de carbono emitido cada año.
Las cenizas volantes, que se componen principalmente de dióxido de silicio y óxido de calcio, se pueden utilizar como sustituto del cemento Portland o como complemento del mismo. Los materiales que componen las cenizas volantes son puzolánicos, lo que significa que pueden usarse para unir, o cementar, materiales entre sí. Los materiales puzolánicos generalmente agregan durabilidad y resistencia al concreto.
Potencial para reducir la contaminación
A menudo se piensa que el hormigón hecho con cenizas volantes es ecológico. Se une a los productos químicos tóxicos que están presentes en las cenizas volantes de una manera que debería evitar que contaminen los recursos naturales. El uso de hormigón verde en lugar o además del cemento Portland consume menos energía, requiere una minería menos invasiva y reduce tanto el consumo de recursos como las emisiones de CO2.
Investigaciones sobre el impacto ambiental general
Si bien la mayoría de las agencias reguladoras del mundo no lo consideran un material peligroso, incluida la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA), las cenizas volantes pueden incluir cantidades considerables de materiales tóxicos. Ha habido incidentes en los que las cenizas volantes se han filtrado al agua subterránea causando cáncer, defectos de nacimiento y otros problemas de salud. En muchas regiones, no existen regulaciones o requisitos de monitoreo para las empresas que crean y eliminan cenizas volantes. La ceniza que no se utiliza para fabricar productos como el cemento de cenizas volantes a menudo se desecha en vertederos y minas abandonadas.
Actualmente se desconoce si el cemento elaborado a partir de subproductos de la combustión de carbón lixiviará sustancias químicas en el aire o en el suelo, y hay muy pocos datos sobre lo que puede suceder en el futuro cuando el hormigón elaborado con él se intemperá y se erosione. Varias agencias ambientales, como EPA, Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) y Collaborative for High-Performance Schools (CHPS) de California, han establecido límites en los niveles aceptables de mercurio en las cenizas volantes utilizadas en el cemento de cenizas volantes. Se espera que, al limitar algunos de los productos químicos más peligrosos que se encuentran en las cenizas volantes, se puedan minimizar los posibles problemas futuros.