Mejores hormigones gracias a uso de residuos

Residuos con una segunda vida. Desde hace años en el mundo de la investigación se están desarrollando multitud de iniciativas que buscan impulsar la sostenibilidad del trabajo que realizan los ingenieros e ingenieras, especialmente en áreas como la construcción, un sector que tiene por objetivo «el desarrollo de la sociedad, el que podamos vivir todos mejor, y por ello hay que tener en cuenta la sostenibilidad del planeta».

En este marco, Ana Belén Ramos Gavilán, doctora, ingeniera de Caminos, Canales y Puertos y profesora de la Escuela Politécnica Superior de Zamora, perteneciente a la Universidad de Salamanca, apunta que cuando se empieza a medir el coste medioambiental de las intervenciones, se ve una destacada huella de carbono. «Siempre digo a mis estudiantes que es muy fácil sacar una arena de un río, solo tengo que hacer un dragado, pero ¿qué coste medioambiental tiene ese proceso? Eso es algo que tenemos que tener muy presente», asegura.

Esta motivación ambiental ha llevado a Ramos Gavilán a trabajar en varias iniciativas centradas en el estudio de otras técnicas, materiales o subproductos que pueden ser útiles para reducir este impacto, y este análisis pasa también por la valorización de residuos que pueden ser integrados en la construcción.

Como parte de esos objetivos se encuentra trabajando en un proyecto centrado en la producción de hormigones de mejores prestaciones «reemplazando parte de la química tradicional» por el uso de residuos de la industria alimentaria.

«Actualmente, codirijo una tesis doctoral en el ámbito del comportamiento estructural de estructuras de hormigón a las que se les añade un subproducto alimenticio, que es la tierra de diatomeas». Este es un polvo extraído de algas fosilizadas que se encuentran en lagos y mares y se utiliza «muchísimo» en toda la industria alimentaria, porque tiene una estructura porosa y cuenta con cualidades insecticidas y desparasitantes. Esto lleva a que sea empleada para hacer filtrados del vino, de la cerveza, de la salmuera para la fabricación de quesos… Ahora estudian si gracias a su uso también se podría conseguir la generación de materiales más sostenibles.

La base fundamental del proyecto parte de esta tesis con la que están analizando lo reactivo que es el producto. Para ello parten de un cemento ‘portlandítico’, y al añadir este subproducto, este adquiere una mayor resistencia en cuanto a su capacidad portante y ambientes agresivos.

«Con la tesis doctoral habíamos analizado comportamientos y ver esta reactividad nos ha llevado a pensar que somos capaces de fabricar hormigones geopoliméricos más versátiles, los cuales podrían llegar un día a transformar el proceso industrial, sobre todo en cuanto a la prefabricación con hormigones de altas prestaciones», apunta.

El cemento es, después del agua, el material más utilizado por el hombre, pero provoca entre un 8 y un 10% de todas las emisiones de CO2 del planeta. «Es un producto que utilizamos mucho, pero no somos del todo conscientes de que su sostenibilidad es baja. Por ello los investigadores llevamos desde hace años intentando fabricar hormigones con algo que sea más sostenible. Un trabajo que nos ha llevado a dar con los hormigones geopoliméricos, más versátiles, con una química más sencilla y con mejores cualidades como la reacción a altas temperaturas, de cara a que la industria pueda acogerlos mejor. Esta es la línea del proyecto, ir abandonando esos hormigones tradicionales y utilizar la menor cantidad de cemento posible para que sea más sostenible».

En este sentido, la docente incide en que el reemplazo de la química tradicional del hormigón favorece que la industria asociada a la construcción también lo vea más fácil o más asequible de cara a facilitar esa transición de la industria. «Consigue que vean que merece la pena, que es fácil».

Así, con esta nueva investigación quieren dejar de lado el cemento ordinario, reemplazando parte de la química de los materiales por este tipo de residuos o subproductos de la industria láctea. Concretamente, al ser la tierra de diatomeas un material sedimentario de silicio muy reactivo, quieren usarla para reemplazar el cristal líquido, un silicato industrial.

«Lo que buscamos a largo plazo es ser capaces de fabricar hormigones de altas prestaciones con el menor uso posible de materiales, o con el mayor porcentaje de reemplazo posible. Es decir, siendo capaces de utilizar residuos de industrias, como residuos de la construcción, de la industria alimentaria… y que ese porcentaje sea lo más alto posible».

En este sentido, la investigadora afirma que construir con residuos de otras áreas de la producción «es algo que tiene que mover a todos los que trabajamos en el ámbito de la ingeniería. Construir con basura, o lo que se considera basura, pero son subproductos útiles, tiene que estar en la mente de todos los ingenieros para conseguir volver el sector cada vez más sostenible sin que tenga menores capacidades y, por el contrario, sea de mayores prestaciones y mucho más sostenible».

Su proceso para llegar a este objetivo ha pasado por la creación de la pasta cementante que va a ser capaz de conectar los áridos, un proceso para el que requieren dos productos, un activador y un precursor, siendo el activador donde van a introducir la tierra de diatomeas de la industria alimentaria.

En este momento lo que están intentando es generar ese activador a nivel de laboratorio, viendo cómo son capaces de disolver la tierra de diatomeas para hacer un activador más sostenible. «Este trabajo nos está llevando un tiempo porque hay muchas variables a tener en cuenta, como las condensaciones, temperaturas…», añade.

Una vez hayan logrado este activador, sus siguientes fases serán generar morteros con dicho elemento, es decir, unir a la pasta cementante áridos y fabricar unas probetas que someterán a ensayos de rotura en compresión e introducirán a cámaras de envejecimiento «para no solo ver qué prestaciones tienen de resistencia, sino su durabilidad a largo plazo de cara a aumentar el ciclo de vida de este tipo de materiales».

De cara al futuro, quieren trabajar también con el precursor que se añadiría al activador que ya están desarrollando. En este caso van a trabajar con metacaolín, que es parte de la química tradicional de este tipo de hormigones, de cara a reemplazarlo por residuos de la construcción, como los restos de ladrillos «que se encuentran en vertederos ahora mismo y pueden tener una segunda vida como sustituto parcial del metacaolín, siempre buscando que el porcentaje de residuos que se incorpora al hormigón sea el mayor posible».