Un equipo de Stanford University y la Universidad de California en Berkeley ha desarrollado un reactor eléctrico que utiliza plasma a más de 2.400 °C para transformar piedra caliza, arcilla y otras materias primas en clínker en cuestión de segundos. En las pruebas, el proceso fue cerca de 100 veces más rápido que los métodos habituales y se presentó durante ACS Fall 2026.
Calor directo para acelerar la reacción
La propuesta, dirigida por Qi Zheng junto con Yi Cui y Paolo Monteiro, busca sustituir los hornos cementeros alimentados con combustibles fósiles. En la fabricación convencional, la piedra caliza, la arcilla y otros ingredientes se calientan hasta unos 1.400 °C dentro de grandes hornos antes de formar el clínker, el material gris y granulado que después se muele para producir cemento.
El reactor experimental concentra la energía térmica directamente sobre los componentes. La electricidad atraviesa un gas ionizado y genera un plasma con temperaturas superiores a 2.400 °C, lo que permite eliminar varias etapas intermedias del calentamiento convencional. “También hay muchos pasos intermedios que provocan una gran cantidad de calor desperdiciado”, explicó Zheng.
Una eficiencia térmica del 80%
La velocidad no fue el único resultado destacado. Según los investigadores, cerca del 80% del calor generado por el plasma se destinó directamente a producir cemento, frente a una eficiencia térmica habitual de entre el 30% y el 40% en las instalaciones convencionales. La diferencia se relaciona con la reducción de pérdidas durante las distintas fases de calentamiento.
El material obtenido mantuvo propiedades mecánicas comparables a las del cemento tradicional, incluidas la durabilidad y la facilidad de trabajo. El análisis mediante microscopía electrónica detectó pequeños defectos a escala nanométrica creados durante el tratamiento. Al entrar en contacto con agua, esas estructuras se disolvieron rápidamente y favorecieron un fraguado más veloz, un comportamiento que también contribuyó a mejorar la resistencia del material.
La prueba decisiva será el escalado industrial
La tecnología podría reducir tanto el uso de combustibles fósiles como la generación de residuos. La producción mundial de cemento libera más de 1.000 millones de toneladas métricas de CO2 al año y representa cerca del 8% de las emisiones globales, según los datos recogidos por el equipo. Si el plasma se alimenta con electricidad procedente de fuentes renovables, la fase de calentamiento podría realizarse sin las emisiones asociadas a la combustión convencional.
El sistema también admite residuos de cemento procedentes del reciclaje como materia prima, aunque todavía debe comprobarse cómo responde ante materiales con composiciones diferentes. El equipo de Stanford University pretende colaborar con fabricantes para estudiar su funcionamiento a gran escala y determinar si puede procesar todo tipo de residuos o si será necesario seleccionarlos antes de introducirlos en la maquinaria.
La obtención de clínker en segundos se ha demostrado en el laboratorio, pero las pruebas industriales deberán confirmar si la velocidad, la eficiencia térmica y las propiedades del material se mantienen en instalaciones cementeras de gran tamaño.
