Prueba industrial de producción de cemento LC3 en la fábrica de cemento Siguaney, Agosto 2013. Foto: Cortesía del autor
El cemento es uno de los inventos más útiles de la civilización humana. La calcinación a muy altas temperaturas de una mezcla de piedra caliza y arcillas permite la producción de un maravilloso material que, cuando es molido hasta polvo, puede ser moldeado en las primeras cuatro horas luego de añadir agua, y a continuación endurece como una roca. El cemento actúa como “pegamento” de los áridos en la producción del hormigón, el material más utilizado por el ser humano después del agua.
Cuba fue de los primeros países en la región en iniciar la producción de cemento. La incipiente industria de cemento cubana sostuvo el desarrollo urbano en La Habana en los años 1950, en la que se construyeron edificios icónicos de gran altura y otras obras de infraestructura como el túnel de la bahía de la Habana. [1] El triunfo de la Revolución en enero de 1959 inicia una renovación de la industria de cemento, que llega a su clímax en los años 1980, con una producción cinco veces superior a la realizada en el 1958.
La caída del socialismo en el este de Europa y el endurecimiento del bloqueo de USA tuvieron un fuerte impacto sobre la industria de cemento. La persecución extraterritorial de socios internacionales y el bloqueo al acceso a financiamiento, repuestos y energía cobró factura a la industria, cuya producción en 2021 cayó a niveles similares a los de 1958. [2] La industria está en medio de un proceso inversionista que ha sido demorado debido a las mismas causas, y que debe producir un cambio en la industria en la segunda mitad del 2025, según se anuncia en la prensa oficial.
Mientras tanto, en el mercado informal una bolsa de cemento Portland P35 puede costar hasta CUP 2 000. La producción de bloques, adoquines, viguetas y bovedillas, y otros, que demandan cemento, se ha visto impactada, y con esto se ha afectado el programa de producción local de materiales para la vivienda. Las opciones son emplear “otros materiales” de dudosa calidad, o esperar a que la industria de cemento disponga de sus capacidades de producción de cemento.
Los retos de la industria
La producción de cemento en Cuba depende principalmente de la capacidad de producción de Clinker. La producción de Clinker en Cuba está limitada principalmente por causas energéticas y a las complicaciones tecnológicas propias de la explotación prolongada de los hornos y la falta de mantenimiento.
Es práctica común el empleo de materiales que sustituyan parcialmente el Clinker en la producción de cemento. Estos materiales, conocidos como “puzolanas” pueden sustituir hasta un 30% del Clinker sin que el cemento resultante pierda propiedades. Cuba dispone de grandes reservas de tobas zeolíticas, ubicadas en zonas cercanas a las fábricas de cemento, que pueden ser utilizadas como puzolanas y sustituir entre un 15-25% de Clinker. Los cementos que produce la industria cubana tienen contenidos de Clinker entre un 75-90%, muy altos en relación a los de la región, que están alrededor del 60%. [3]
La baja reactividad de las tobas zeolíticas cubanas limita la cantidad de Clinker a sustituir a los niveles presentados arriba, y representa la principal barrera en la carrera hacia incrementar la producción de cemento. Bajar el contenido de Clinker, por tanto, es la meta.
Rebajar contenido de Clinker
En el 2009 un equipo internacional de científicos de Suiza y Cuba llegaron a una fórmula de cemento, conocido como el “LC3”, sobre la que un orador en un reciente evento global afirmó que “es la innovación más importante en los últimos 100 años de historia del cemento”. La esencia de la innovación es la sinergia que se produce entre la arcilla calcinada -una puzolana- y la caliza finamente molida, que permite reducir el contenido de Clinker por debajo del 50% sin comprometer las propiedades del cemento, y brindando unos resultados espectaculares en durabilidad en hormigones. [4]
En el año 2013 Cuba marcó titulares en la prensa internacional especializada con la realización de la primera prueba industrial de producción del cemento LC3, que se realizó en la fábrica de cemento Siguaney. [5] El equipo cubano en Villa Clara logró montar una planta piloto en el 2021, en la que hasta hoy se produce de forma sistemática el material. A escala internacional compañías como Cementos ARGOS y CIMPOR han montado fábricas donde se produce de forma comercial el nuevo cemento. Las trasnacionales del sector como Holcim y Heidelberg Zement realizan inversiones en varios países para iniciar la producción del cemento LC3.
Opciones en Cuba
Planta piloto de producción de cemento LC3. Universidad Central “Marta Abreu” de las Villas. Foto: Cortesía del autor
Estudios recientes realizados con materias primas cubanas demuestran la factibilidad de producir un cemento LC3 con 50% de Clinker con propiedades equivalentes al P35 (90% de Clinker). Igualmente, estudios realizados confirman la posibilidad de producir un cemento LC3 con 35% de Clinker capaz de emular las propiedades de un cemento PZ25 (65% de Clinker). Por esta vía la industria puede reducir hasta un 40% del Clinker empleado en la producción de cemento, o con la misma cantidad de Clinker aumentar la producción de cemento.
Desde el 2016 el Ministerio de Energía y Minas implementó un programa para identificar, estudiar y certificar los yacimientos de arcillas caoliníticas en el país. A través de este programa se han podido estudiar yacimientos en las provincias de Artemisa, Sancti Spiritus, ME Isla de la Juventud, Holguín y Villa Clara. Las reservas hipotéticas de estos recursos exceden los cientos de millones de toneladas, suficiente para montar producciones masivas de este cemento.
Para producir el cemento LC3 en una planta de cemento solamente hay que crear condiciones para la calcinación de arcillas. El resto de los procesos productivos son los mismos. Las fábricas de cemento de Siguaney y Cienfuegos disponen de capacidad e infraestructura para realizar la calcinación sin tener que hacer muchos cambios al proceso tecnológico. Solo por esta vía podría implementarse la producción anual de 200 mil toneladas de cemento LC3, con menos Clinker que el usado en la actualidad. Esta producción podría mitigar la demanda de cemento a muy corto plazo, hasta que las nuevas inversiones estén operativas en 2025.
Otra opción viable sería el montaje de mini plantas de producción de cemento LC3 vinculadas con las plantas de cemento. La Universidad Central “Marta Abreu” de las Villas y la Planta Mecánica “Fabric Aguilar Noriega” de Villa Clara diseñaron y fabricaron una planta de 40 ton diarias, cuyo equipamiento espera desde principios del 2022 ser instalado en su destino final en el Municipio Especial “Isla de la Juventud”. Como esta podrían montarse miniplantas en varios lugares del país, donde los recursos están identificados. Tecnología cubana, producida en Cuba.
Además de reducir el consumo de Clinker (o aumentar producción de cemento sin crecer en Clinker), el nuevo cemento ha demostrado ser entre un 20-25% más barato que los cementos tradicionales, con reducciones importantes en el consumo de portadores energéticos. Este cemento permite además reducir hasta un 40% de las emisiones de carbono asociadas a la producción.
En resumen…
Nunca antes tuvo la industria de cemento cubana una oportunidad como esta de introducir una novedosa tecnología en cuyo desarrollo la Ciencia cubana ha tenido un importante papel, con garantía de soberanía tecnológica. Lo va a agradecer el programa de la vivienda, los inversionistas en infraestructura, pero más importante aún, aquel ciudadano de a pie, que posiblemente no tenga que pagar más una fortuna por una bolsa de cemento.
Referencias
[1] J. de las C. Toraya, 100 años de cemento cubano, Ministerio de la Industria de materiales de la Construcción y Editoria Política, 1995.
[2] ONEI, Anuario estadístico de cuba 2022. Industria Manufacturera. Edición 2023, 2023.
[3] Y. Villagrán‐zaccardi, R. Pareja, L. Rojas, E. Irassar, A. Torres‐acosta, J. Tobón, V.M. John, Overview of cement and concrete production in Latin America and the Caribbean with a focus on the goals of reaching carbon neutrality, RILEM Tech. Lett. 7 (2022) 30–46.https://doi.org/10.21809/rilemtechlett.2022.155.
[4] M. Antoni, J. Rossen, F. Martirena, K. Scrivener, Cement substitution by a combination of metakaolin and limestone, Cem. Concr. Res. 42 (2012) 1579–1589.https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2012.09.006.
[5] Á.F. Pérez Cabrera, Cemento ecológico , un logro de incalculable valor, Granma. (2016) 4.
Sobre el autor: Ingeniero Civil (1983). Doctor en Ciencias Técnicas (1988). Doctor en Ciencias (2004). Director del Centro de Investigación y Desarrollo de Estructuras y Materiales, CIDEM. Universidad Central “Marta Abreu” de las Villas. Representa a esta institución en la Red Global para el Cemento y el Hormigón (www.gcca.org)