INNOVARE. Revista de Ciencia y Tecnología. Vol. 12, No. 1-1, 2023
Número Especial: Programa Euroclima+
INNOVARE
Revista de Ciencia y Tecnología
Disponible en CAMJOL - Sitio web: www.unitec.edu/innovare/
1
Autor corresponsal: hugobourdeth@gmail.com, Universidad Tecnológica Centroamericana, Campus Tegucigalpa, Honduras
Disponible en: http://dx.doi.org/10.5377/innovare.v12i1-1.16011
© 2023 Autores. Este es un artículo de acceso abierto publicado por UNITEC bajo la licencia https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
Comunicación Corta
Reducción del clínker en la producción del cemento: oportunidades para
disminuir la huella de carbono en Honduras
Reducing clinker in the cement production: opportunities to decrease carbon footprint in Honduras
Hugo Chávez Bourdeth
1
Programa Investigadores Visitantes en Descarbonización, Universidad Tecnológica Centroamericana, UNITEC,
Tegucigalpa, Honduras
Historia del artículo:
Recibido: 20 marzo 2023
Revisado: 22 marzo 2023
Aceptado: 14 abril 2023
Publicado: 21 abril 2023
Palabras clave
Cemento
Material
Reducción de la capa de ozono
Keywords
Cement
Materials
Ozone depletion
RESUMEN. Introducción. Honduras posee una industria de producción de cemento considerable con un rápido
crecimiento, que se ha traducido en un aumento en sus emisiones. Como una oportunidad para reducir estas emisiones,
esta investigación examina el potencial de reducción al disminuir el factor del clínker en la producción del cemento
mediante el uso de Materiales Cementantes Suplementarios (SCM, por sus siglas en inglés). Métodos Se adaptó un
modelo matemático para calcular las emisiones a nivel nacional y junto con escenarios óptimos de reducción de la
fracción de clínker mediante el uso de SCM, se realizaron proyecciones para determinar la disminución de las
emisiones CO
2
. Resultados. Las proyecciones indicaron un potencial de reducción de 213,428 toneladas de CO
2
por
año en las emisiones del sector mediante la disminución de la fracción de clínker de 0.75 a 0.51 para el 2050. Esto
representó una reducción del 30% de las emisiones anuales en los escenarios más optimistas. Conclusión. La
disminución de la fracción de clínker en la producción de cemento mostró ser un excelente punto de partida para
reducción de la huella de carbono en procesos industriales en Honduras.
ABSTRACT. Introduction. Honduras has a significant cement production industry with rapid growth that has resulted
in increased emissions. As an opportunity to reduce these emissions, this study examined the potential for reduction
by decreasing the clinker factor in cement production through the use of Supplementary Cementitious Materials
(SCM). Methods. A mathematical model was adapted to calculate emissions at the national level and along with
optimal scenarios for reducing the clinker fraction through the use of SCM. Projections were made to determine the
reduction in CO
2
emissions in the sector. Results. The projections indicated a potential reduction of 213,428 tons of
CO
2
per year in sector emissions by decreasing the clinker fraction from 0.75 to 0.51 by 2050. This represented a 30%
reduction in annual emissions under the most optimistic scenarios. Conclusion. The decrease in the clinker fraction in
cement production proved to be an excellent starting point for reducing the carbon footprint in industrial processes in
Honduras.
1. Introducción
Honduras cuenta actualmente con una industria
considerable en la producción de cemento, con un rápido
crecimiento y preocupantes aumentos en sus emisiones.
En un lapso de 15 años (de 2000 a 2015), el Sistema
Nacional para Inventario de Gases de Efecto Invernadero
(SINGEI) estima que las emisiones en los procesos de
producción de cemento han aumentado en un 47%
(Secretaría de Recursos Naturales y Ambiente [Mi
Ambiente+], 2015). Con aumentos en la producción de la
masa total de cemento cada año, estas emisiones pueden
seguir creciendo. Es de suma importancia buscar métodos
para la producción sostenible del cemento y garantizar una
reducción de la huella de carbono en la producción y
emisiones embebidas en el sector construcción.
A nivel mundial, la producción de cemento es
responsable de 8-9% de las emisiones de gases de efecto
invernadero (Andrew, 2019). La principal fuente de estas
emisiones proviene del proceso de calcinación para la
producción de clínker, en el cual se descompone
carbonato de calcio (CaCO
3
) en óxido de calcio (CaO) y
dióxido de carbono (CO
2
) (Sousa & Bogas, 2021). En
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2
Honduras, las emisiones en la producción de cemento
están categorizadas en el sector de energía, en el cual
representan un 4% del total de las emisiones en el sector.
El Material Cementante Suplementario (SCM por sus
siglas en inglés) es utilizado en la producción de cemento,
específicamente Portland, para reducir costos y emisiones
(Miller, 2018). Los SCM más comúnmente utilizados en
mezclas de concreto son la ceniza volante (tipos C y F), el
cemento de escoria y en menor medida el humo de sílice
(Sutter, 2016).
El clínker es un producto sólido y grisáceo obtenido al
cocer una mezcla de piedra caliza, arcilla y otros
componentes en un horno de cemento a altas
temperaturas. Posteriormente, se muele para producir el
cemento Portland, ampliamente utilizado en Honduras. La
Asociación Global de Cemento y Concreto (GCCA por
sus siglas en inglés) estima que la reducción del clínker y
las mejoras en su producción representan un 11% (410 Mt
CO
2
) en la contribución para la neutralidad de carbono de
la producción de cemento a nivel mundial (Global Cement
and Concrete Association [GCCA], 2023).
El presente estudio se propuso generar información
sobre el tema de la descarbonización en el sector de
producción de cemento y así buscar un método para la
reducción de huella de carbono. Para ello, se exploraron
las emisiones actuales de este sector, así como escenarios
para la reducción de sus emisiones mediante la reducción
del factor de clínker utilizado en la producción del
cemento. Los datos obtenidos servirán como punto de
arranque para la búsqueda de oportunidades en la
descarbonización del sector, ya sea por acción
gubernamental, sector privado o iniciativas externas que
tengan viabilidad de implementación en el país. El
objetivo de este estudio fue realizar proyecciones del
potencial de reducción de las emisiones de CO
2
al
disminuir el factor del clínker en la producción del
cemento mediante el uso de SCM.
2. Métodos
2.1. Estimación de la producción de cemento en
Honduras
El SINGEI (2018) cuenta con información de la
producción de cemento a nivel local. Se utilizó dicha
fuente para determinar las emisiones de CO
2
de la
producción de cemento a nivel nacional. La cantidad de
emisiones generadas se puede terminar utilizando el factor
de emisión nacional y la cantidad de cemento utilizada en
la producción de la construcción. Luego se utiliza el
proyecto de edificación. A continuación, se muestra la
ecuación de emisiones basadas en la producción de
cemento utilizada en el SINGEI.
Emisiones CO
2
= suma [(M
ci
* C
cli
) – I
m
+ E
x
] FE
clc
Donde:
Emisiones CO
2
= emisiones de CO
2
provenientes de la
producción de cemento, toneladas
M
ci
= peso (masa) de cemento producido de tipo i,
toneladas
C
cli
= fracción de clínker del cemento de tipo i, fracción
I
m
= importaciones para el consumo de clínker, toneladas
E
x
= exportaciones de clínker, toneladas
FE
clc
= factor de emisión del clínker en el cemento en
particular, toneladas de CO
2
/toneladas de clínker. El FE
clc
,
que es el valor de emisión por defecto asociado al clínker,
ha sido adaptado para considerar la presencia del polvo de
horno de cemento (CKD, por sus siglas en inglés).
Se tomó como referencia el año 2015. Este año fue base
para la estimación de cálculos de las emisiones. El
SINGEI (2018) estimó que las emisiones en la producción
de cemento fueron de 722.88 Gg CO
2
en 2015.
2.1.1. Supuestos para el modelo de cálculo
A continuación, se presentan los supuestos para la
utilización de este modelo matemático para la
investigación:
• La masa del cemento producido (M
ci
) se mantendrá
constante durante el proceso de investigación. Se
utilizó como base la masa de cemento producida en
2015.
• La fracción de clínker (C
cli
) utilizada en este modelo
fue de 0.75. Se utilizó esta fracción como base de
cálculo en el modelo matemático para comparar los
escenarios de reducción de la huella de carbono con
fracciones de clínker menores, según las metas de
neutralidad de carbono establecidas por Villagrán-
Zaccardi et al. (2022).
• El factor de emisión del clínker (FE
clc
) fue de 0.52 y
se mantendrá constante en el proceso de
investigación. Honduras únicamente cuenta con un
factor de emisión Tier 1 obtenido de la Directrices del
Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)
(Intergovernmental Panel on Climate Change
[IPCC], 2021; Task Force on National Greenhouse
Gas Inventories, 2006).
• Las variables importaciones (I
m
) y exportaciones (E
x
)
se mantendrán constantes, según los valores
encontrados en el SINGEI para el 2015.
2.2. Obtención de escenarios de reducción de clínker
Se examinaron modelos de la reducción de la fracción
del clínker mediante el uso de materiales cementantes
suplementarios. A continuación, se muestra los escenarios
optimizados de la reducción del clínker mediante el uso
de SCM a través del tiempo para la producción de
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cemento en Latinoamérica y el Caribe (Cuadro 1).
Cuadro 1
Proyecciones para la reducción del clínker.
Características
Escenario
1
Escenario
2
Escenario
3
Escenario base
optimizado
2020
2030
2050
Fracción clínker en
cemento
0.66
0.53
0.51
*Villagrán‐Zaccardi et al. (2022).
2.3. Cálculo de escenarios
Con los supuestos establecidos, la ecuación de
emisiones basadas en la producción de cemento fue
utilizada para crear escenarios por período de tiempo que
determinen la reducción de las emisiones según la
reducción de la fracción del clínker mediante el uso de
SCM. Como resultado, se muestran las proyecciones de
reducción de emisiones de gases de efecto invernadero en
CO
2
según los escenarios óptimos para la reducción del
clínker en Latinoamérica y el Caribe.
3. Resultados
Los escenarios para la disminución del factor de
clínker en el cemento mostraron una reducción
significativa en las emisiones de gases de efecto
invernadero en el sector de la producción del cemento en
Honduras. Según el año como base de 2015, el factor de
clínker establecido por el SINGEI y como un factor de
escenarios óptimos de reducción, se estimó que las
reducciones en emisiones pueden ser de 213,428 tonCO
2
para el 2050.
El Cuadro 2 muestra las reducciones por períodos de
tiempo, establecidos como escenarios. Cabe resaltar, que
la mayor reducción de emisiones se encontró en la
disminución del factor de clínker de 0.66 a 0.53, en la
transición del escenario 2 al 3. Este período representó una
reducción de 115,636.5 toneladas de CO
2
, lo cual
representa el 54% del total de emisiones reducidas entre
todos los escenarios. En total, se estimó que el método de
la disminución del clínker mediante el uso de SCM para
la producción de cemento representó una reducción del
30% de las emisiones de gases de efecto invernadero en el
sector de producción de cemento con proyecciones al
2050.
4. Discusión
Nuestro estudio encontró que hubo una disminución
considerable de emisiones de gases de efecto invernadero
mediante la reducción del clínker por el uso de SCM en el
sector de construcción hondureño. Cabe mencionar que
nuestras proyecciones tomaron en cuenta datos nacionales
que pueden ser mejorados al actualizar la información
nacional del país.
Investigadores como Villagrán‐Zaccardi et al. (2022)
han indicado que Honduras actualmente no cuenta con
estándares establecidos en la producción de cemento.
Asimismo, el marco regulatorio del país esta
desactualizado y no refleja la realidad de la industria.
Lastimosamente, estas limitaciones, junto a la
naturaleza de la información encontrada en el Inventario
Nacional de Gases de Efecto Invernadero (INGEI) y en el
SINGEI (2018) impiden profundizar en el análisis y
limitan la calidad de la información que se puede
extrapolar de sus bases de datos para ser interpretadas con
modelos de descarbonización.
Una limitante del presente estudio fue la falta de
exhaustividad de datos por parte del inventario nacional
de emisiones, pues todos los factores de emisión
utilizados son Tier 1 y son extraídos del IPCC. Para
obtener una mayor resolución de datos, Honduras debe
contar con factores de emisión Tier 2 y/o 3, Asimismo, se
debe considerar las circunstancias nacionales en la
industria de producción de cemento.
Es altamente probable que, al contar con información
más actualizada y detallada, se descubra que la reducción
de la fracción de clínker en la producción de cemento en
Honduras tenga un potencial de reducción de emisiones
de CO
2
mucho mayor al que se ha planteado en esta
investigación, como un escenario de estudio.
Cuadro 2
Resultado de cálculos con base SINGEI y escenarios de reducción de fracción de clínker.
Características
Escenario actual
Escenario 1
Escenario 2
Escenario 3
Fracción de clínker
0.75
0.66
0.53
0.51
Emisiones (tonCO
2
)
722,460.4686
642,404.412
526,767.8858
508,977.651
Reducción de emisiones (%)
0%
11%
27%
30%
Reducción de emisiones (ton CO
2
)
0
80,056
195,692
213,428
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5. Conclusión
Existe un potencial real para la reducción de emisiones
de gases de efecto invernadero en el sector de producción
de cemento hondureño. Las proyecciones en la reducción
de clínker son un excelente punto de partida en un cambio
del sector hacia el uso de SCM para generar una industria
de producción de cemento con costos y emisiones más
bajas.
En este estudio, la estimación del potencial de
reducción de emisiones fue del 30% del total en el sector.
Esta cifra podría cambiar si los datos base del SINGEI
contaran con una mayor resolución y exhaustividad.
6. Financiamiento
Este proyecto fue financiado por la Cooperación
Alemana (Deutsche Gesellschaft für Internationale
Zusammenarbeit, GIZ) a través del Programa EuroClima+
y bajo la coordinación del Centro Universitario
Tecnológico (CEUTEC) de la Universidad Tecnológica
Centroamericana (UNITEC) de Honduras. El mismo es
parte del Programa de Jóvenes Investigadores y en
relación a la Estrategia Nacional de Descarbonización y
Resiliencia Climática de Honduras 2020-2050.
7. Conflictos de Interés
El autor declara no tener ningún conflicto de interés.
La investigación fue realizada de manera independiente y
sin influencia por parte de los financiadores. Todos los
resultados y conclusiones presentados en este artículo son
responsabilidad exclusiva del autor de este artículo.
8. Referencias Bibliográficas
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2
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34
