Cement er grundlæggende for det moderne samfund, men hvad er dets miljøpåvirkninger, og hvordan kan det reduceres?
Cement kan betragtes som en ressource, der revolutionerede ingeniørhistorien og den måde, byer begyndte at udvikle sig på. Boliger, pladser, bygninger, stadioner og praktisk talt enhver form for konstruktion er afhængige af dette stof som et af dets grundlæggende materialer. Men har du nogensinde spekuleret på, hvordan cementproduktionsprocessen går, og hvordan man kan reducere dens påvirkninger?
Fremstillingen af cement er ikke enkel og kræver meget energi og forskellige mekanismer. Brugt som bindemiddel er de vigtigste råmaterialer, der er til stede i dets sammensætning, kalksten og ler. Begge findes, stadig i overskud, og ekstraheret fra naturen.
Således kan det overvejes, at de steder, der er bestemt til dets produktion, udgøres af to store aktiviteter: minedrift af kalksten og fremstilling af cement. Fabriksfaciliteterne ligger normalt tæt på kalkstenudvindingsstederne for at lette transporten af tunge råvarer til industriområdet.
Minedrift af kalksten udføres i store stenbrud med åben pit. Og efter at være blevet ekstraheret adskilles klipperne og reduceres med sprængstoffer for at have en passende partikelstørrelse.
Fremstillingstrin
Den teknologiske cementproduktionsproces implementeret i de fleste brasilianske industrier er kendt som en tør proces og består hovedsageligt af følgende trin:
- Formaling og homogenisering af råmaterialer (opnåelse af rå mel)
- Klinkerisering af rå mel i roterende ovne (klinkerproduktion) og efterfølgende afkøling af klinker
- Klinker slibning efter og tilsætning af gips for at opnå cement
- Bagging og forsendelse af det endelige produkt
For det første males og blandes råmaterialerne - kalksten (94%), ler (4%) og mindre mængder jern og aluminiumoxider (2%) - indtil der opnås et fint pulver (råmel). Dette materiale indføres derefter i en roterende ovn, hvor det opvarmes til en temperatur på 1500 ° C, før det pludselig afkøles af vindstød. Sådan produceres klinker, det grundlæggende materiale, der er nødvendigt til fremstilling af cement. Det opnåede materiale (klinker) blandes med gips (gips) og andre tilsætninger (såsom kalksten, pozzolan eller slagge), hvilket giver anledning til de forskellige typer cement, der til sidst sækkes i poser, så de kan markedsføres.
Denne proces kræver højt energiforbrug, enten i form af termisk energi (varme) ved hjælp af brændstoffer, der bruges til opvarmning af roterende ovne til produktion af klinker eller i form af elektrisk energi, der forbruges i hele den industrielle proces for at bevæge sig maskiner, roterer ovne og møller. Størstedelen af dette forbrug refererer imidlertid til brugen af termisk energi under afbrænding af brændstoffer.
Brændstofferne, der fodrer ovnene, kommer i de fleste tilfælde fra ikke-vedvarende kilder, såsom olie og kul. Blandt de mest anvendte brændstoffer skiller nogle faste stoffer sig ud, såsom petroleumskoks og benzin, og nogle gasformige, såsom naturgas og andre mineralkulderivater.
Petroleumskoks er den vigtigste energikilde i cementindustrien og er det vigtigste brændstof, der anvendes i den roterende klinkovn. Det er et sort og skinnende granulært materiale, der hovedsageligt består af kulstof (90 til 95%), men det har normalt også et udtryksfuldt svovlindhold (ca. 5%). Årsagen til, at dette brændstof er meget brugt, skyldes dets høje brændværdi forbundet med lave anskaffelsesomkostninger.
Ud over disse traditionelle brændstoffer, industrielle og biomasse rester og affald, kan kul og landbrugsrester også bruges til at fodre ovne.
Miljøpåvirkninger
Cementfabrikker ender forurenende med miljøet og er ansvarlige for relevante miljøpåvirkninger.
Og selvom fremstillingsprocessen af dette materiale ikke direkte producerer fast affald, da asken fra afbrænding af brændstoffer i den roterende ovn normalt indgår i selve klinkeren, er der en høj emission af luftformige forurenende stoffer og partikelformigt materiale.
På denne måde skyldes de største påvirkninger emission af forurenende gasser fra denne forbrænding. Et eksempel er den høje emission af kuldioxid (CO2), en af de vigtigste gasser, der afbalancerer drivhuseffekten.
Under vejledning af World Business Council for Sustainable Development (WBCSD ) bestilte Cement Sustainable Initiative (CSI - Cement Sustainability Initiative ) et stort forskningsprogram om cementindustriens indvirkning på verdensomspændende og arbejdede med at udvikle en handlingsplan for at finde måder at forbedre bæredygtigheden af cementproduktion.
Cementvirksomheder er ansvarlige for ca. 5% af den globale emission af kuldioxid (CO2) fra en menneskeskabt kilde, der årligt frigives i atmosfæren. Det anslås, at der i produktionen af et ton klinker produceres et ton CO2, hvilket i vid udstrækning bidrager til stigningen i drivhuseffekten ifølge en undersøgelse.
I cementfremstillingsprocessen kan der også frigøres svovloxid, nitrogenoxid, kulilte og blyforbindelser, som alle er forurenende stoffer.
Derudover kan der i den første fase af ekstraktion af råmaterialer forekomme fysiske påvirkninger, såsom jordskred i kalkbrud og erosioner på grund af vibrationer produceret på jorden. Og udvinding af ler i floder kan forårsage en uddybning af disse vandløb, reducere mængden af vand i sengene og forstyrre levestederne der, hvilket reducerer biodiversiteten i flere regioner.
Alternativer til reduktion af påvirkninger
Prognosen er, at cementproduktionen vil fortsætte med at vokse i de kommende år, hvilket følgelig vil øge den samlede CO2-udledning i verden. For at undgå denne situation er det nødvendigt, at produktionsprocessen gennemgår ændringer, da efterspørgslen efter cement sandsynligvis ikke vil falde.
CSI-handlingsplanen, der er nævnt ovenfor, viser nogle muligheder for at gøre bæredygtighed i cementproduktion bæredygtig:
- Ændring af produktionsanlæg for at fange det udledte kulstof
- Brug kun den tørre rute i produktionsprocessen, der kræver mindre foder fra ovnen;
- Genbrug af industri- og landbrugsaffald til fødning af ovnen i stedet for at bruge fossile brændstoffer (samforarbejdning)
- Delvis udskiftning, i konstruktioner, af cement med andre materialer;
- Ændring af cementformuleringen, så dens produktion frigiver mindre CO2.
Disse holdninger skal producenterne af materialet tage. Valget af cementmodeller, der er baseret på denne praksis, og presset på regeringen og virksomhederne til at regulere bæredygtig lovgivning for sektoren er metoder til at forsøge at ændre den nuværende retning. Som tidligere nævnt er cement vigtigt for "opbygningen" af det samfund, vi kender i dag. Derfor bør vi ikke dæmonisere det, men se efter alternativer i stor skala, så dens virkning mindskes og mere bæredygtige alternativer kan udvikles.
