Reutilización de un residuo de la industria petrolera (FCC) en la producción de elementos constructivos

Reusing a residue of the oil industry (FCC) in the production of building elements

Este trabajo analiza la viabilidad de utilizar un residuo de catalizador gastado (FCC) del proceso de craqueo catalítico, procedente de una empresa petrolera colombiana, en la producción de elementos constructivos, tipo bloques y adoquines. Para definir la mezcla óptima de cemento/FCC, se preparan morteros de cemento Portland con proporciones de FCC entre 0 y 70 %, como reemplazo del cemento, y se evalúa su resistencia a compresión a edades hasta de 28 días de curado. Mediante un procesamiento estadístico, aplicando la metodología de respuesta, se optimizan las proporciones de cada componente en la mezcla, para su posterior implementación en la producción de bloques y adoquines vibro compactados. Complementariamente, se realiza el estudio del proceso de hidratación mediante técnicas de difracción de rayos X (DRX) y análisis térmico diferencial (TG/DTG). Los resultados indican que es posible incorporar FCC al concreto, sustituyendo el cemento hasta en 45 %, para obtener un elemento con características mecánicas comparables a los disponibles comercialmente. En la norma colombiana actual, los bloques desarrollados se clasifican como bloques no estructurales, y los adoquines, como adoquines de piso. Se plantea este proceso como una alternativa de utilización del subproducto y un aporte a la sostenibilidad ambiental.

1. INTRODUCCIÓN

Uno de los procesos industriales que más producen gases de efecto invernadero (GEI) es la producción de cemento; en términos generales, por cada tonelada de cemento Portland (OPC) se generan aproximadamente 0,87 toneladas de CO₂ [1]. Este valor es atribuible a la decarbonatación de la materia prima caliza en el proceso de producción de clinker y al uso de combustibles fósiles en los hornos de clinkerización.  Adicionalmente, en el proceso de producción de cemento se registra un elevado consumo de recursos naturales y de energía; este último relacionado con las altas temperaturas requeridas en los procesos de clinkerización (1400-1500 °C) y con el gasto energético asociado a los procesos de molienda. Debido a lo anterior, y tomando en consideración la producción mundial de cemento, que para 2013 fue de aproximadamente 4.000 Mton [2], la investigación acerca de materiales alternativos para incorporar o sustituir al cemento se ha constituido en una línea de investigación de gran interés científico y tecnológico a escala mundial y ha sido el principal objetivo de muchos grupos de investigación.