Científicos de la University of South Australia incorporaron un particular subproducto en la producción del cemento: el lodo de las aguas residuales de las plantas de tratamiento de agua. Los primeros resultados de este estudio son alentadores y sus alcances podrían permitir el desarrollo de infraestructura sanitaria de hormigón con un mejor desempeño frente a agentes corrosivos y, por ende, una mayor vida útil.
El uso de adiciones en el proceso de producción del cemento es una práctica común en la industria a nivel global. Desde puzolanas, escoria de alto horno, arcillas calcinadas u otros materiales como reemplazo parcial del clínker (la materia prima para producir cemento), la idea es generar un proceso que no sea tan intensivo en energía.
La utilización de este tipo de adiciones, en el caso de subproductos provenientes desde otras industrias, incorporan un elemento de circularidad en la producción del cemento y del hormigón que, finalmente, repercute en el desarrollo de una industria de la construcción más sostenible. Además, estas adiciones no afectan las propiedades mecánicas del hormigón, sino todo lo contrario; en ocasiones, son capaces de mejorarlas, provocando que el material resultante sea más resistente, a la vez que incide en aspectos como la sostenibilidad de la industria.
Dado que su producción es económicamente eficiente, el hormigón puede encontrarse en obras de distintos tipos: infraestructura, desarrollos habitacionales, pavimentos y otros. Por ejemplo, dentro de la industria sanitaria de Australia, se utiliza hormigón para fabricar grandes tuberías de alcantarillado. Su eficiencia económica, resistencia estructural y disponibilidad lo hacen una elección ampliamente usada para este tipo de infraestructura.
Sin embargo, el hormigón es susceptible al ataque agentes agresivos como ácidos y corrosión microbiana, lo que puede afectar su desempeño y vida útil. Para evitar eso, un grupo de investigadores de la University of South Austrialia (UniSA) incorporó a la mezcla del hormigón un subproducto que proviene, justamente, de la industria sanitaria: el lodo de aguas residuales que se acumula cuando se potabiliza el elemento en las plantas de tratamiento. Los primeros ensayos con este nuevo tipo de hormigón evidenciaron notables mejoras.
Lodos de aguas residuales, un subproducto que mejora al hormigón
De acuerdo con Weiwei Duan, candidato a Ph.D en ingeniería civil de la casa de estudios australiana y cuya investigación es la base de este estudio, “el lodo residual de las plantas de tratamiento de aguas generalmente termina en vertederos lo que disminuye la disponibilidad de tierra disponible para otros usos, sino también, provoca daño medioambiental al emitir CO2 debido al transporte de este residuo”, comentó.
Así, el estudio, que evalúa la efectividad de materiales activados con álcali, se enfocó en el uso de este subproducto dada su disponibilidad. Para analizar su potencial, se fabricaron probetas que contienen entre 20% a un 40% de lodo del tratamiento de agua a base de alumbre (AWTS, en sus siglas en inglés) con muestras con escoria de alto horno granulada molida al 100%, una adición común en la producción del cemento.
Los resultados en laboratorio fueron decidores: las muestras con lodo del tratamiento de agua mostraron una resistencia a la compresión un 50% superior a las probetas con escoria de alto horno. Asimismo, este nuevo material también fue efectivo contra el ataque de bacterias oxidantes de azufre y ralentizó la degradación por reducción causada por ácidos.
Para Yan Zhuge, Ph.D en ingeniería civil de la Queensland University of Technology, académica de la University of South Australia y quien lidera esta investigación, estos primeros resultados evidencian el enorme potencial que tienen estos lodos residuales para el desarrollo de “infraestructura sanitaria que tenga una mayor vida útil, que reduzca los costos por mantención y promete reutilizar subproductos que se generan en el tratamiento de las aguas, además de contribuir con el desarrollo de una economía circular”.
Alcances del nuevo material
El impacto que puede tener este nuevo tipo de hormigón, pensando sólo en la infraestructura sanitaria de Australia, es de gran escala. Según el estudio, sólo por concepto de mantención de la red de alcantarillado, cada año se destinan cerca de 70 billones de dólares australianos (45.6 USD billones, aproximadamente), lo que representa un costo significativo para el erario fiscal del país oceánico.
A esto, se suma que sólo en la región sur del país, existen más de 9.300 kilómetros de tuberías, lo que da cuenta del enorme alcance que puede tener esta investigación. Si a eso, dicen los investigadores, se le agrega que, a nivel mundial, la extensión combinada de la red de alcantarillado se estima que puede rodear al ecuador varias veces, la aplicación de este nuevo tipo de hormigón ofrece posibilidades amplias de desarrollo.
Para la Dra. Zhuge, este proyecto -que aún se encuentra en fase experimental- aportaría en generar una industria de la construcción más sostenible, tanto disminuyendo su impacto medioambiental, como también, aportando en la incorporación de elementos de circularidad en su desarrollo.
