El hormigón está hecho de materiales granulares como arena y piedra triturada, conocidos como agregados, unidos por una pasta de cemento. El cemento tiene una alta huella de carbono debido a la química de su producción y las altas temperaturas de procesamiento, mientras que los agregados tienen una alta ‘huella de recursos’ porque provienen de fuentes naturales finitas. Con unas tasas de construcción globales que se prevé que aumenten en un 35% para 2030, los investigadores están buscando formas de reducir ambas huellas mediante el reciclaje o el uso de otros materiales.
Un equipo dirigido por ingenieros italianos ha perfeccionado el procesamiento de los residuos de demolición in situ y están probando formas de utilizar las corrientes resultantes de polvos y agregados en hormigón fresco.
«Hemos demostrado que es posible lograr porcentajes asombrosos de residuos de construcción y demolición incrustados en nuestros elementos prefabricados de hormigón», dice la Dra. Anna Paraboschi, ingeniera civil de RINA, una empresa de consultoría industrial y coordinadora del proyecto, VEEP .
Investigaciones previas realizadas por miembros del consorcio, la empresa española de I + D Tecnalia y la Universidad de Delft en los Países Bajos, habían indicado que podría ser posible superar los límites del hormigón reciclado utilizado en el nuevo, por lo que VEEP se ha basado en esto a gran escala, agrega.
Si bien los residuos de construcción y demolición a menudo se reciclan en agregados que se utilizarán para bases de carreteras o como relleno después de las excavaciones, una gran cantidad de los 850 millones de toneladas producidas anualmente en Europa todavía va a los vertederos.
El reciclaje de residuos de construcción y demolición ha aumentado en toda Europa, y la mayoría de los países han alcanzado el objetivo para 2020 de tasas de reciclaje del 70% . Sin embargo, muchos lo han hecho aumentando su uso en bases de carreteras y relleno, mientras que otras posibilidades, como usarlo nuevamente en hormigón, permanecen sin explotar.
Los primeros pasos más habituales para reciclar los residuos son triturarlos y, si es necesario, pasar el material triturado a través de un separador magnético para eliminar el acero de refuerzo.
El equipo de VEEP quería ir más allá y extraer solo el hormigón demolido en varias fracciones. Lo desviaron a través de una máquina que desarrollaron que rompe los enlaces de agua dentro del hormigón, creando agregados gruesos limpios y partículas más finas. Luego, estos últimos pasaron a través de su segunda máquina donde se calentaron para eliminar la humedad y quemar contaminantes como la madera y los plásticos. De este segundo proceso surgieron dos corrientes limpias: un polvo fino y un agregado fino.
Según explica el Dr. Paraboschi, el polvo puede sustituir hasta una décima parte del cemento en el hormigón, mientras que los agregados finos y gruesos pueden reemplazar la arena y la grava casi por completo. «Básicamente se trata de romper el hormigón y volver a montarlo», concluye.
Durabilidad
Es fundamental que el hormigón se desempeñe de manera consistente en pruebas como resistencia y durabilidad, y las preocupaciones sobre esto han limitado el porcentaje de materia reciclada que se puede usar, con límites que varían de un país a otro. El equipo descubrió que su hormigón, a pesar de contener un 75% de materiales reciclados, trabajaba bien mecánicamente y proporcionaba buenos resultados en otros criterios como la durabilidad y la absorción de agua. Con el 5% del cemento reemplazado por polvo de hormigón reciclado, sus propiedades mejoraron, y los investigadores esperan aumentar la proporción al 10%.
El material se ha utilizado para fabricar paneles estructurales y no estructurales para su uso en la renovación de edificios, lo que representa más de la mitad de la actividad de construcción en Europa. También han encontrado una salida para los residuos con una empresa francesa, Keey Airgel, que fabrica aislamientos térmicos de aerogel a partir de sílice. La empresa ha descubierto que puede producir su aislamiento a aproximadamente la mitad del costo extrayendo sílice del hormigón de desecho en lugar de obtener sílice nueva.
Ahora que han probado el concepto, el equipo tiene fondos para otro proyecto llamado ICEBERG para desarrollar aún más el proceso, por ejemplo, acelerando la segunda etapa del proceso, que actualmente solo puede operar a tres toneladas por hora en comparación con 50 toneladas por hora para el primero, y el desarrollo de la garantía de calidad.
Experimentado
Los científicos, en un proyecto llamado InnoWEE, han experimentado con diferentes combinaciones de residuos de demolición, y han descubierto que podían incrustar diferentes mezclas de hormigón reciclado, mortero y ladrillo en el geopolímero para crear paneles que funcionen tan bien como paneles de cemento por aproximadamente el mismo coste.
Sus paneles radiantes, en particular, funcionaron bien, según el Dr. Bernardi. Conjuntamente con tuberías delgadas que pueden conducir agua fría o caliente, los paneles radiantes se utilizan en techos para calefacción o refrigeración. El material geopolímero era bueno para conducir el calor, por lo que funcionó bien en esta aplicación.
«La idea básica del proyecto no era solo estudiar una alternativa al cemento y una alternativa que utiliza áridos reciclados, sino también proponer algo que pudiera mejorar la eficiencia energética de los edificios», dijo el investigador, el Dr. Matteo Panizza.
Sin embargo, queda un largo camino por recorrer antes de que una innovación de este tipo pueda utilizarse en edificios. Aunque el material pasó las pruebas en edificios experimentales, los geopolímeros no están todavía permitidos por las regulaciones de construcción de muchos países.
El uso de hormigón reciclado como agregado en hormigón fresco ya está permitido en toda Europa, pero con diversos grados de precaución, lo que se refleja en porcentajes máximos que pueden oscilar entre cero y 50%, según las normativas de construcción de cada país.
Fuente: Este artículo fue originalmente publicado en Horizon, the EU Research and Innovation magazine
