Ceniza volante y escoria granulada: el sustituto del clínker se acaba justo cuando lo necesitamos

El cemento es responsable de aproximadamente el 7% de las emisiones globales de CO₂, principalmente por dos fuentes: la calcinación de la piedra caliza (que libera CO₂ por reacción química, no por combustión) y la energía térmica para llevar el horno a 1.450 °C. La descarbonización del cemento, durante décadas, ha tenido un atajo eficaz: sustituir parte del clínker (el componente intensivo en emisiones) por materiales cementicios suplementarios (SCM, por sus siglas en inglés) que ya están reaccionados o que reaccionan con la cal liberada por el clínker. Los dos SCM tradicionales son la ceniza volante de las centrales térmicas de carbón y la escoria granulada de los altos hornos siderúrgicos. Ambos son residuos que la industria del cemento integra como adición. Ambos están en vías de extinción en Europa por la propia descarbonización del carbón y de la siderurgia. La paradoja es estructural: el sustituto que más necesitamos para descarbonizar el cemento es el subproducto de las industrias que descarbonizamos.

Una tonelada de clínker Portland emite del orden de 800-870 kg de CO₂: aproximadamente 540 kg proceden de la descarbonatación química del carbonato cálcico (CaCO₃ → CaO + CO₂) y el resto, de la combustión del combustible necesario para llegar a la temperatura de clinkerización. Una tonelada de cemento Portland tipo CEM I tiene del orden del 95% de clínker, así que sus emisiones rondan los 770-820 kg/t. Si en lugar de 95% de clínker usamos 65% (CEM II/B) o 35% (CEM III/B con escoria), las emisiones bajan proporcionalmente al porcentaje de sustitución, descontando el coste de procesar la adición.

Los SCM aportan química útil. La ceniza volante es una puzolana: contiene sílice y alúmina amorfas que reaccionan con la portlandita (Ca(OH)₂) liberada por la hidratación del clínker formando silicatos y aluminatos cálcicos hidratados que aportan resistencia mecánica y durabilidad. La escoria granulada es además ligeramente hidráulica: si se activa adecuadamente, fragua por sí sola. La ventaja para el cemento mezclado es que estas reacciones reducen la permeabilidad del hormigón, mejoran la resistencia química frente a sulfatos y álcalis, y disminuyen el calor de hidratación, lo que beneficia las grandes piezas estructurales. Es decir: el SCM no es un parche barato, es química mejor para algunas aplicaciones.

La ceniza volante (fly ash) se recoge en los electrofiltros de las centrales térmicas que queman carbón pulverizado. Es un polvo de partículas esféricas amorfas en el rango 1-100 µm. Durante el siglo XX y principios del XXI fue, junto con la escoria, el SCM más usado del mundo. España, en 2018, generaba alrededor de 14 GW de potencia con quince centrales de carbón, con producción anual de cenizas del orden de varios millones de toneladas. La transición energética desmanteló esa capacidad: el cierre se aceleró tras 2018 y la última central conectada al sistema dejó de quemar carbón el 15 de julio de 2025, según los registros de Red Eléctrica.

El paradigma actual es paradójico. Galicia, una de las regiones donde más cenizas se acumularon en vertederos durante décadas, ha visto surgir un mercado que recupera cenizas almacenadas para suministrar al cemento. La industria del cemento español, según OFICEMEN, registró en 2025 un consumo de 16,57 millones de toneladas, un 11,3% más que el año anterior, y necesita SCM en proporción creciente. La oferta interna de cenizas frescas se ha cerrado con el carbón. La oferta de cenizas heredadas en escombreras tiene un horizonte limitado.

La escoria granulada de alto horno (GGBS o GGBFS, ground granulated blast-furnace slag) es el residuo silíceo flotante del proceso de fundición de hierro a partir de mineral en alto horno. Si se enfría rápidamente con agua y se muele, queda un material vítreo amorfo con propiedades hidráulicas latentes. Mezclada con clínker Portland, sustituye proporciones que típicamente oscilan entre el 35% (CEM II/B-S) y el 80% (CEM III/B y CEM III/C). El cemento CEM III/B con elevado contenido de escoria tiene emisiones del orden de 250-350 kg CO₂/t, frente a los 770-820 kg de CEM I.

El cuello de botella futuro es el cambio tecnológico siderúrgico. La acería europea está migrando del proceso clásico alto horno-convertidor (BOF) al horno eléctrico de arco (EAF) que recicla chatarra y, eventualmente, hierro de reducción directa con hidrógeno (DRI-H₂). El EAF no produce escoria granulada en el sentido tradicional. Cada nueva acería que abandona el alto horno reduce a cero su aporte a la oferta de GGBS. La JRC de la Comisión Europea, en su informe Decarbonisation options for the cement industry (Marmier, 2023), describe el escenario como simultáneamente deseable (descarbonización siderúrgica) y problemático para el cemento.

La hoja de ruta de la Global Cement and Concrete Association (GCCA) Concrete Future, publicada en 2021 con compromiso del 80% del volumen mundial fuera de China, fija un descenso del clínker/binder ratio del 0,63 actual al 0,52 en 2050. Conseguirlo requiere aumentar el volumen agregado de SCM aproximadamente un 26% en 2050. La ecuación interna del documento ya reconoce que los SCM tradicionales no bastan: la GCCA enumera arcillas calcinadas, finos de hormigón reciclado, caliza no calcinada y nuevas puzolanas naturales como complemento obligado. La sustitución por sustituto convencional es física y económicamente imposible.

Esta tensión tiene tres consecuencias inmediatas para el sector. La primera es de precios: la prima de la ceniza volante y la escoria granulada está subiendo de manera estructural. La segunda es de logística: el SCM viaja desde los países que aún lo producen (Asia, partes de África) hacia los mercados que lo demandan, alargando la huella de transporte. La tercera es de calidad: las cenizas residuales recuperadas de vertedero exigen reactivación, secado y separación de impurezas, encarecen y producen variabilidad.

El Comité Europeo de Normalización aprobó en febrero de 2021 la norma EN 197-5 (UNE-EN 197-5:2021 en su versión española), que añade dos categorías nuevas a las cinco preexistentes de la serie EN 197: el cemento Portland compuesto CEM II/C-M y el cemento compuesto CEM VI. Ambos admiten contenidos de clínker más bajos que las categorías clásicas (entre el 35 y el 65% en CEM VI) y permiten combinar varias adiciones a la vez (escoria, ceniza, caliza, humo de sílice, puzolanas naturales). En España, el Real Decreto 320/2024 modifica la Instrucción para la Recepción de Cementos (RC-16) para incorporar esos cementos al ámbito de aplicación obligatorio.

La norma reconoce de hecho lo que la GCCA marca en su hoja de ruta: el camino al 2050 pasa por mezclar más SCM y diversificar el catálogo. La traducción operativa es relevante para el proyectista. Un CEM VI con 50% de clínker, 30% de escoria y 20% de ceniza puede sustituir a un CEM I en aplicaciones estructurales típicas con un descuento de emisiones próximo al 50% por tonelada, sin pérdida de prestaciones documentada.

El relevo más maduro a los SCM clásicos es el cemento LC3 (Limestone Calcined Clay Cement), conceptualizado en 2005 por el grupo de Karen Scrivener en la École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) y desarrollado como proyecto formal con la cooperación suiza desde 2014. El LC3-50 sustituye el 50% del clínker por una mezcla de 30% de arcilla calcinada (kaolinítica), 15% de caliza molida y 5% de yeso. La arcilla se calcina a 700-850 °C, mucho menos que los 1.450 °C del clínker, lo que reduce drásticamente el consumo energético. La caliza no calcinada actúa como filler reactivo en presencia de la arcilla calcinada. La reducción de emisiones reportada por Scrivener, Martirena, Bishnoi y Maity (2018) en Cement and Concrete Research es del orden del 40% respecto a un cemento Portland convencional, con coste competitivo.

La ventaja del LC3 frente a la dependencia de cenizas y escorias es que las arcillas kaolinitícas son abundantes y geológicamente generalizadas. España, con depósitos en Galicia, Cataluña y Andalucía, tiene capacidad geológica natural. Existen plantas piloto en Colombia, Cuba, Ghana e India. La barrera no es técnica: es industrial (capacidad de calcinación) y normativa (incorporación plena al EN 197).

España vive una transición doble. Por un lado, el cierre de las centrales de carbón ha eliminado la fuente interna de cenizas frescas. El stock de cenizas en escombreras (singularmente As Pontes, Andorra, Compostilla, Litoral, La Robla) ofrece un horizonte limitado de disponibilidad. Por otro lado, el sector siderúrgico nacional ha apostado por el horno eléctrico desde hace décadas: la planta de Sestao y otras producen acero por chatarra reciclada con baja generación de escoria granulada. La consecuencia es que España es uno de los mercados europeos más vulnerables a la escasez agregada de SCM tradicionales.

La respuesta racional combina tres movimientos. Primero, agotar y caracterizar los stocks de ceniza volante en vertederos como recurso transitorio (15-20 años). Segundo, escalar la producción nacional de arcillas calcinadas: la capacidad geológica está, falta inversión en hornos rotativos y en equipamiento de molienda. Tercero, normalizar plenamente el LC3 en el RC-16 y en el Código Estructural (CTE), de modo que el proyectista pueda especificarlo con la misma seguridad jurídica que un CEM II/A. Mientras los dos primeros movimientos requieren mercado, el tercero requiere sólo coordinación administrativa entre IETcc, IECA y Comisión Permanente del Hormigón.

Durante setenta años, el cemento mezclado con cenizas y escorias fue el principal camino de descarbonización del material de construcción más usado del planeta. La descarbonización del propio sistema energético y siderúrgico está cerrando ese camino al mismo tiempo que la presión por descarbonizar el cemento aumenta. La salida no es defender artificialmente el carbón ni el alto horno: la salida es una transición ordenada hacia arcillas calcinadas, cementos LC3 y combinaciones múltiples normalizadas en EN 197-5. El CEM I del siglo XX era barato porque el clínker era barato. El CEM VI o el LC3 del siglo XXI serán, a medio plazo, más baratos en términos de coste total social (incluyendo carbono) que el CEM I, si la regulación traduce el precio del CO₂ a la receta. La pregunta no es si la transición se va a producir, sino quién la financia y quién se queda fuera del catálogo cuando se haga.

1. Scrivener, K., Martirena, F., Bishnoi, S., & Maity, S. (2018). Calcined clay limestone cements (LC3). Cement and Concrete Research, 114, 49-56. DOI: 10.1016/j.cemconres.2017.08.017
2. Global Cement and Concrete Association. (2021). Concrete Future: The GCCA 2050 Cement and Concrete Industry Roadmap for Net Zero Concrete. London: GCCA.
3. Marmier, A. (2023). Decarbonisation options for the cement industry. JRC Technical Report JRC131246. Luxembourg: Publications Office of the European Union.
4. UNE-EN 197-5:2021. Cemento. Parte 5: Cemento Portland compuesto CEM II/C-M y cemento compuesto CEM VI. Madrid: AENOR.
5. Real Decreto 320/2024, de 26 de marzo, por el que se modifica la Instrucción para la recepción de cementos (RC-16), aprobada por el Real Decreto 256/2016, de 10 de junio. BOE núm. 76, de 27 de marzo de 2024.
6. Agrupación de Fabricantes de Cemento de España (OFICEMEN). (2026). Memoria estadística del sector cementero en España, ejercicio 2025. Madrid: OFICEMEN.