Escalando la producción de cemento sostenible

La start-up británica Material Evolution desarrolló en 2020 una alternativa sostenible al cemento. Tras exitosas pruebas a pequeña escala, la empresa estaba lista para el siguiente paso hacia la producción industrial. Los fundadores contactaron con los expertos en procesamiento de polvos de Hosokawa Micron para recibir asesoramiento y apoyo en la escalabilidad. Hoy en día, están a punto de abrir una planta con una capacidad de 120.000 toneladas al año.

Cuando la Dra. Liz Gilligan descubrió que el cemento Portland convencional (OPC) es uno de los mayores responsables de las emisiones de CO₂, decidió actuar. “El cemento es el segundo producto más utilizado en el mundo, después del agua potable. El proceso de producción tradicional del cemento provoca una reacción química que libera CO₂ y requiere enormes cantidades de energía térmica”, explica.

“Creo que todos podemos y debemos contribuir a solucionar la crisis climática. La recompensa tiene un valor planetario. Por eso, después de mi investigación doctoral sobre cemento sostenible, monté literalmente un laboratorio en el garaje de mis padres y comencé a redefinir el cemento”, cuenta. Esto llevó a la fundación de Material Evolution en 2020.

Una alternativa sostenible

La alternativa sostenible de Material Evolution al OPC se basa en un proceso llamado fusión alcalina. “En lugar de calentar el cemento a altas temperaturas, logramos un resultado similar combinando diferentes materias primas en polvo. Esto reduce las emisiones de CO₂ en un 85 % durante la producción y ofrece un producto final más sostenible. Además, nuestro producto se fabrica a partir de residuos industriales, contribuyendo a la economía circular”, explica la Dra. Gilligan.

Nueva planta de cemento sostenible en construcción en Wrexham (Reino Unido)

Del concepto al mercado

“Después de haber demostrado el concepto a pequeña escala en nuestra planta piloto en Middlesborough, queríamos comercializar el producto lo antes posible”, dice Clark, Director de Operaciones y cofundador de Material Evolution. Comparte la urgencia de la Dra. Gilligan de abordar la crisis climática. “A través de contactos, me enteré de que Hosokawa Micron es experto en tecnología de procesamiento de polvos. Nos pusimos en contacto con ellos para explorar las posibilidades de escalar nuestra solución a nivel industrial.”

Mezcla homogénea con alto rendimiento

Marc Jacobs, Gerente de Equipo CMM en Hosokawa Micron, ayudó al equipo de Material Evolution a diseñar la configuración de mezcla más eficiente para su planta. “Para el éxito de nuestra planta, era esencial una mezcla homogénea, un alto rendimiento y la flexibilidad en las materias primas. Queremos garantizar altos estándares de consistencia del material, calidad y reproducibilidad para nuestros clientes”, enfatiza Clark.

“Normalmente, habríamos invitado a Liz y Sam a nuestras instalaciones en Doetinchem para discutir sus necesidades y realizar pruebas en nuestro Centro de Pruebas”, explica Jacobs. “Pero esto ocurrió durante las restricciones por el COVID, así que tuvimos muchas reuniones por Zoom y Teams.”

“En diciembre de 2021, Marc y su colega Dirk de Jong, Ingeniero de Servicio, viajaron a Middlesborough con el equipo de demostración propuesto. Dirk había trabajado personalmente en el diseño y desarrollo de las máquinas y prototipos. Llegaron el día de mi 30 cumpleaños—¡fue un regalo de cumpleaños increíble!”, recuerda la Dra. Gilligan.

Sistema basado en la gravedad

“El sistema funciona por gravedad. Marc y Dirk incluso nos ayudaron a construir una estructura de estanterías para elevar el mezclador y los dosificadores a la altura adecuada. Luego, configuraron el control de la máquina y pasaron aproximadamente una semana optimizando las velocidades de producción”, añade Clark. “Al final de la prueba, habíamos producido alrededor de 20 toneladas de material. En puro estilo start-up, llevamos el sistema piloto al límite. Hosokawa pensó inicialmente en una capacidad de una a cuatro toneladas por hora, pero llegamos hasta seis toneladas por hora. Fue un proceso de aprendizaje para ambas partes.”

Impaciencia y pragmatismo

“No soy conocida por mi paciencia, así que después de la prueba exitosa en el sitio, estaba impaciente por comenzar la producción comercial”, admite la Dra. Gilligan. “Marc fue muy pragmático y servicial. Arregló que pudiéramos quedarnos con todo el equipo instalado para la prueba en lugar de esperar a que llegara un equipo nuevo. Esta planta piloto ha estado funcionando durante tres años, con solo algunas optimizaciones, como un sistema de transporte y un polipasto para elevar los polvos. ¡Eso reduce mucho el trabajo manual!”

Planta mezcladora y dosificadora de Material Evolution, fabricante de cemento sostenible

Compromiso con la sostenibilidad

“Para mí, la transparencia y la honestidad son los pilares más importantes de una colaboración; el planeta no tiene tiempo para juegos. Tenemos que desafiarnos mutuamente para lograr un impacto real, y Marc fue un gran compañero de debate que no tuvo miedo de hacer preguntas críticas”, afirma.

“También aprecio el compromiso real de Hosokawa con la sostenibilidad. Muchas empresas afirman ser sostenibles, pero con Hosokawa, se nota que es más que palabras vacías. Participan en numerosas iniciativas, desde la reducción de su propia huella de CO₂ hasta el desarrollo de procesos para la recuperación de negro de humo (carbon black).”

Escalando hacia el futuro

La industria ya está reaccionando positivamente a su alternativa al OPC, según Clark: “El sector de la construcción es tradicionalmente cauteloso y reacio al cambio. Por eso, hemos buscado activamente clientes que compartan nuestros objetivos de sostenibilidad y que estén entusiasmados con tecnologías verdes innovadoras.”

Uno de los primeros clientes es un productor de bloques de construcción en Wrexham, donde Material Evolution está construyendo una nueva planta. “Nuestra planta piloto en Middlesborough puede producir hasta 96 toneladas por día, aunque aún de manera discontinua. Pero una vez que abramos la nueva instalación en Wrexham, produciremos 120.000 toneladas al año”, explica Clark. “Los productos de cemento irán directamente de nuestra fábrica a los procesos de producción de nuestros clientes, lo que significa casi cero kilómetros de transporte.”

Hacia la producción continua

“Es increíble haber pasado de experimentos en el garaje de mis padres a una planta piloto y ahora a la producción continua. Estamos muy satisfechos con la colaboración con Hosokawa hasta ahora y esperamos que sigan formando parte de nuestro viaje a medida que continuamos escalando”, concluye la Dra. Gilligan.