La EPS de Linares investiga nuevos materiales cerámicos y cementos belíticos

Recientemente, en la EPS de Linares se ha realizado la defensa de la Tesis Doctoral que lleva por título: “Utilización de lodos rojos para la fabricación de nuevos materiales cerámicos y cementos belíticos”. La tesis ha sido realizada en el departamento de Ingeniería Química, Ambiental y de los Materiales de la EPS de Linares y ha sido realizada por D. Luis Pérez Villarejo bajo la dirección del Dr. D. Francisco Antonio Corpas Iglesias.

Enmarcada en la reutilización y valorización de residuos industriales, la industria cerámica posee posibilidades únicas que la hacen una candidata potencial para el uso de grandes cantidades de residuos industriales. Esto es así porque los materiales cerámicos, una vez conformados y sinterizados apenas producen lixiviación al medio de elementos contaminantes, por lo que, si se es capaz de introducir alguna cantidad de residuos dentro de la matriz cerámica, por pequeña que esta sea, estaremos consiguiendo inertizar dentro de la misma el residuo. La inertización es un proceso usado para disminuir la velocidad de liberación de sustancias peligrosas en el medioambiente. Generalmente se asegura fijando los residuos en una matriz adecuada.

Uno de estos residuos es el llamado “lodo rojo”, es el residuo generado en la producción de aluminio. El lodo rojo es altamente alcalino, oscilando su pH entre 10 y 13. Uno de los problemas a los que se enfrenta la reutilización del lodo rojo es la gran cantidad de los mismos que se producen, ya que generalmente se producen entre 1 y 1,5 toneladas de lodo rojo por cada tonelada de alúmina, y los métodos de reutilización desarrollados hasta ahora no son grandes consumidores de los mismos. Al incluir los lodos rojos en una matriz cerámica estamos inertizando un residuo peligroso en matriz apropiada.

Otra alternativa a la reutilización del lodo rojo es la fabricación de cementos belíticos. La industria cementera, emite entre 0,7 y 1,2 toneladas de CO2 por cada tonelada de clínquer fabricado, dependiendo del tipo de combustible empleado. Aproximadamente el 5% de las emisiones de carbono mundiales a la atmósfera provienen de la fabricación de cemento. Los cementos belíticos suponen un gran avance para el desarrollo sostenible del sector cementero debido a un menor consumo energético y a menores emisiones de dióxido de carbono a la atmósfera. Supone en su fabricación un ahorro de entre el 12-16% en comparación de los cementos Portland ordinarios (OPC’s). Además para la fabricación de los cementos belíticos se usa menos piedra caliza en las mezclas iniciales al usar como materia prima el lodo rojo, lo que disminuye la emisión total de dióxido de carbono hasta un 10%.

Todas estas ventajas medioambientales de los cementos belíticos no tienen ninguna consecuencia sobre las propiedades mecánicas de estos ya que, aunque tardan más tiempo en fraguar, es decir, adquieren la dureza deseada con algo más de retraso que los OPC’s, una vez finalizado el proceso de fraguado las resistencias a la compresión alcanzadas son equivalentes a los cementos tradicionales (OPC’s). Otra de las ventajas los cementos belíticos es que el volumen de porosidad de la belita es menor que el de la alita lo que los hace más compactos.

Para la fabricación de piezas cerámicas se han utilizado dos materias primas: arcilla proveniente de las canteras de la industria cerámica de Bailén (Jaén), concretamente de Arcillas Bailén S.L. y el lodo rojo de la planta que tiene ALCOA Europa en San Ciprián (Lugo). En lo que respecta a las materias primas empleadas en la fabricación del clinker belítico, el lodo rojo usado fue suministrado por la empresa “Aluminium Hellas”, Grecia. La arcilla y la caliza fueron suministradas por la empresa de fabricación de cemento TITAN (Patra, Grecia).