Proceso de Fabricación del Cemento Portland: De la Cantera al Hormigón

INDUSTRIA CEMENTERA

Materia Prima

La materia prima principal en la industria cementera es la caliza, compuesta en un 97% por carbonato cálcico y magnesio (CaO, MgO), además de óxidos de arcilla. A partir de la caliza, se obtienen tres productos principales: cal, hidróxido de calcio y cemento.

Cal

La cal se obtiene mediante la descomposición térmica del carbonato de calcio (CaCO3) a altas temperaturas, liberando dióxido de carbono (CO2) y óxido de calcio (CaO):

CaCO3 → CO2 + CaO

El proceso de producción de cal se lleva a cabo en hornos industriales que operan a temperaturas de 1000-1200 °C. Debido al alto volumen de producción, se utilizan hornos continuos, como los hornos de cuba, rotatorios y fluidizados.

Hidróxido de Calcio (Ca(OH)2)

El hidróxido de calcio, también conocido como cal apagada, se obtiene al reaccionar la cal (CaO) con agua:

CaO + H2O → Ca(OH)2

Las disoluciones y suspensiones de Ca(OH)2 se utilizan como fuente de iones calcio (Ca2+) y para neutralizar efluentes ácidos. La cal apagada también se utiliza como conglomerante aéreo en la construcción, formando una pasta que endurece lentamente al reaccionar con el dióxido de carbono (CO2) del aire:

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O

Cuando la caliza contiene impurezas como sílice o alúmina, al calcinarla a 1200ºC se produce cal hidráulica, que reacciona con el agua para formar compuestos cementantes.

Obtención del Cemento Portland

¿Qué es el Cemento Portland?

El cemento Portland es un aglomerante hidráulico que recibe su nombre por su parecido al color de las rocas del acantilado de Portland en Inglaterra. Se obtiene mediante la cocción a 1500ºC de una mezcla finamente pulverizada de caliza y arcilla en proporciones adecuadas. El producto resultante se denomina "clínker".

Proceso de Fabricación

1. Extracción y Trituración: Se extraen las materias primas (caliza, pizarras, arcillas y margas) de yacimientos y se trituran para obtener una granulometría adecuada.
2. Molienda: El material triturado se muele en molinos verticales o de bolas para reducir su tamaño y facilitar la cocción.
3. Precalentamiento: La materia prima molida ("harina" o "crudo") se precalienta en ciclones a 1000ºC utilizando los gases calientes del horno.
4. Cocción: El crudo precalentado se introduce en el horno rotatorio, donde se calienta a 1500ºC mediante una llama a 2000ºC. A esta temperatura, se producen reacciones químicas que dan lugar al clínker.
5. Enfriamiento: El clínker caliente se enfría con aire hasta 100ºC. El aire caliente generado se reutiliza en el horno para mejorar la eficiencia energética.
6. Molienda Final: El clínker enfriado se muele con yeso y adiciones en un molino de cemento para obtener un polvo fino y homogéneo: el cemento Portland.
7. Almacenamiento y Distribución: El cemento se almacena en silos y se distribuye en sacos o camiones cisterna.

Usos del Cemento

El cemento Portland se utiliza como aglomerante en la construcción, mezclándolo con agua, arena y grava para formar:

• Mortero: Cemento + agua + arena
• Hormigón: Cemento + agua + arena + grava

El hormigón es uno de los materiales de construcción más utilizados en el mundo debido a su resistencia, durabilidad y versatilidad.