1. Qué es el cemento: un polvo gris hecho con caliza que no es lo mismo que el hormigón
El cemento es un polvo gris cuya materia prima principal es la caliza. Es importante no confundirlo con el hormigón: el hormigón es el resultado de mezclar cemento con agua, arena y grava [1]. El proceso de fabricación se divide en tres etapas principales. Primero, en la etapa de materias primas, se mezcla la caliza con arcillas y se tritura todo hasta hacerlo fino. Segundo, en la etapa de cocción, se quema esta mezcla en un gran horno rotatorio a una temperatura de aproximadamente 1450 °C, formando un material sólido llamado clínker. Finalmente, en la etapa de acabado, se añade yeso al clínker y se muele todo hasta convertirlo en polvo [1].
2. Cuánta materia prima se necesita para producir una tonelada de cemento
Según los datos del año fiscal 2024, para producir 1 tonelada de cemento se utilizan 1554 kilogramos de materias primas en total. Esto incluye 1198 kg de calizas, 213 kg de arcillas, 71 kg de sílice, 31 kg de materiales de hierro y 40 kg de yeso [2]. La diferencia entre los 1554 kg de entrada y la 1 tonelada de salida se debe a que, durante la cocción, se liberan gases como el dióxido de carbono desde la caliza. Las calizas representan aproximadamente el 77% de la mezcla total. Según la Asociación de Cemento, esta caliza es 100% de origen nacional en Japón [1].
3. Cómo ha aumentado desde 1990 el uso de desechos en la fabricación de cemento
En 2024, la industria del cemento utilizó 478 kg de desechos y subproductos por cada tonelada de cemento producido. Esto supone un aumento de casi 1,9 veces en comparación con los 251 kg registrados en 1990 [2]. Los materiales más comunes son las cenizas de carbón, la escoria de alto horno, los lodos, el yeso subproducto y los residuos de combustión [2]. Estos no son solo basura doméstica, sino residuos industriales. Por ejemplo, las cenizas y el yeso subproducto vienen de centrales térmicas; la escoria de los siderúrgicos; los lodos de depuradoras de aguas residuales o fábricas químicas; y los residuos de incineradoras de basura [3]. Estos materiales se usan de dos formas: como sustituto de las materias primas o como fuente de energía térmica [3].
4. Las tres razones por las que los hornos de cemento pueden aceptar desechos
La industria del cemento puede usar desechos principalmente por tres razones. Primero, por la composición: se analizan los materiales para seleccionar aquellos que pueden sustituir a las materias primas tradicionales. Segundo, por el calor: los desechos actúan como fuente de energía. Tercero, por la temperatura: al quemarse a altas temperaturas, las sustancias orgánicas y los malos olores se descomponen [4]. Además, muchos desechos contienen componentes clave del cemento (como óxido de calcio o sílice) que quedan atrapados en el clínker, por lo que no generan nuevos residuos [2]. La cantidad final que se descarta es de solo 5,1 gramos por tonelada, lo que representa aproximadamente el 0,0005% del total. No es cero, pero es una cantidad ínfima [2].
5. Cómo el cemento ayuda a alargar la vida de los vertederos y a gestionar escombros de terremotos
En el año fiscal 2023, la industria del cemento aceptó 22,58 millones de toneladas de desechos, lo que equivale al 11% de todos los materiales reciclados en Japón [5]. La Asociación de Cemento estima que esto podría extender la vida útil de los vertederos nacionales unos 11 años, una cantidad comparable a llenar 14 estadios como el Tokyo Dome [5]. Esta cifra es una estimación y varía según la cantidad aceptada cada año. Además, se ha procesado aproximadamente 1 millón de toneladas de residuos de desastres, como los generados por el Gran Terremoto de Japón Oriental [5].
6. Del cemento Portland, patentado en Reino Unido, a un producto caro en Japón
El cemento Portland actual tiene su origen en una patente registrada el 21 de octubre de 1824 por el albañil Joseph Aspdin en Leeds, Reino Unido [6]. El nombre viene de que el color del material endurecido se parecía al de la caliza de la isla de Portland. En Japón, se cree que el cemento Portland importado se usó por primera vez en una obra en 1861 en la fundición de Nagasaki [7]. En aquella época, el cemento importado costaba entre 50 y 60 yenes de la época por tonelada. La empresa Pacific Cement estima que, ajustado al precio del arroz de entonces, eso equivaldría a unos 500.000 yenes actuales por tonelada, aunque esto es una estimación basada en el precio del arroz y no un dato exacto [7]. Es importante notar que el cemento de esa época era muy diferente al actual, que integra desechos.
7. Cómo Japón logró fabricar su primer cemento tras año y medio de intentos fallidos
La primera producción exitosa de cemento Portland en Japón ocurrió el 19 de mayo de 1875 en una fábrica estatal en Fukagawa, Tokio, gracias a Utsunomiya Saburo [7]. Se cuenta que hubo aproximadamente un año y medio de fracasos antes de lograr una pequeña cantidad de producto. La primera empresa privada fue la "Compañía de Fabricación de Cemento", fundada por Kasai Junhachi en 1881 en Onoda (prefectura de Yamaguchi), donde comenzó la producción en 1883. El lugar se eligió por la disponibilidad de carbón, caliza y arcilla, y por la facilidad de transporte [7]. A pesar de esto, en la década de 1870, la producción de la fábrica estatal de Fukagawa solo cubría cerca del 40% de la demanda interna, que crecía por la construcción de ferrocarriles y puertos [7].
8. Por qué usar desechos no elimina fácilmente las emisiones de CO2 del cemento
La industria del cemento emitió aproximadamente 33 millones de toneladas de CO2 en 2023. Cerca del 60% de estas emisiones provienen de la descomposición de la caliza por el calor (emisiones de proceso), y el 40% restante del combustible [5]. La caliza (CaCO₃) se divide en óxido de calcio (CaO) y CO₂ al calentarse. Como los desechos ya contienen CaO, sustituir parte de la caliza natural puede reducir ese 60% de emisiones. Sin embargo, se indica que la reducción real hasta ahora es muy pequeña [5]. Usar desechos reduce la necesidad de vertederos, pero el problema del CO2 persiste mientras se siga quemando caliza. Este tema se debate actualmente.
9. Cómo observar el hormigón en la ciudad y entender de dónde viene el cemento
Al caminar por la ciudad, observa las paredes, caminos o diques de hormigón desde una distancia segura. A veces se ven pequeñas partículas o agujeros en la superficie. La parte gris es el resultado de mezclar polvo de caliza quemada con agua. Recuerda que, en 2024, por tonelada producida, el cemento moderno contenía casi la mitad de desechos, pero es imposible saber qué tipo de cemento se usó en un muro solo mirándolo. Si te interesan los datos, puedes consultar el sitio de la Asociación de Cemento para ver las cifras más recientes de uso de desechos, que cambian cada año [1].
Nota de seguridad: Al observar estas estructuras, presta atención a los autos y bicicletas. No entres en zonas de construcción. No toques el hormigón; limítate a mirar.