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Hormigón geopolimérico seguro y sostenible

El cemento Portland normal (OPC) es uno de los ingredientes del hormigón y el tipo de cemento más utilizado en la construcción de edificios e infraestructuras. No obstante, la producción de OPC supone entre el 5 y el 8 % de todas las emisiones de dióxido de carbono (CO2) antropogénicas mundiales.

© Dmitry Kalinovsky, Shutterstock

Ni que decir tiene que la comunidad científica trabaja para dar con alternativas hipocarbónicas al OPC. Una de las propuestas pasa por utilizar materiales geopoliméricos, aglomerantes hipocarbónicos cuya producción se base en la reutilización de residuos industriales como cenizas volantes de centrales eléctricas de carbón o escorias de altos hornos. No obstante, el desarrollo de materiales de construcción sintéticos está limitado por temas de salud y seguridad públicas.

El proyecto By-BM, financiado con fondos europeos mediante el programa Horizonte 2020, abordó estos retos mediante el desarrollo de materiales de construcción geopoliméricos seguros para el medio ambiente que se atienen a los estándares de seguridad. «La iniciativa aunó experiencia de investigaciones radiológicas y geopoliméricas previas para crear materiales de construcción ecoinnovadores con una huella de CO2 baja a partir del reciclaje de subproductos industriales», indica el profesor Marios Soutsos, coordinador del proyecto.

El hormigón geopolimérico brinda varios beneficios en relación a otros OPC al margen de la reducción de emisiones de CO2. Por ejemplo, aumenta la resistencia al fuego y es una forma viable de utilizar materiales de «desecho» que de otro modo acabarían en el vertedero.

Inquietudes disipadas

El hormigón geopolimérico ofrece ventajas económicas y de sostenibilidad, pero existen ciertas dudas sobre su uso entre autoridades públicas y científicos. «En algunos casos, los componentes del subproducto pueden afectar a la salud humana y suponer un riesgo para el medio ambiente. Además de los compuestos potencialmente tóxicos, también hay un mayor riesgo de que se generen radioisótopos naturales», explica el Dr. Zoltán Sas, investigador de By-BM.

Los socios del proyecto crearon hormigón geopolimérico innovador, hipocarbónico e intrínsecamente seguro a partir de residuos industriales con el menor riesgo radiológico posible según las normas de seguridad básicas europeas definidas por la Directiva 2013/59/Euratom del Consejo de la Unión Europea.

Sus responsables compilaron distintos informes científicos sobre el contenido de radioisótopos naturales en subproductos industriales y crearon una base de datos con la que ofrecer información sobre la situación mundial. Además se recopilaron datos sobre distintos subproductos de distintos países europeos. Entre ellos residuos del control de la contaminación atmosférica al incinerar residuos, cenizas volátiles de centrales eléctricas de carbón, polvo de horno de cemento, cenizas de fangos de depuración y lodos rojos de la producción de óxido de aluminio.

Una base de datos de muestras de geopolímeros

La composición química y mineralógica de los subproductos se determinó mediante difracción y fluorescencia de rayos X y se analizó el contenido de radioisótopos naturales mediante espectrometría de rayos gamma de alta resolución. La tasa de liberación de radón, un elemento gaseoso radioactivo, se midió mediante una cámara de acumulación de radón conectada a un sistema de monitorización de radón activo. «Gracias a las técnicas de espectrometría de rayos gamma se publicó información nueva sobre el contenido de radioisótopos naturales de determinados subproductos como polvo de horno de cemento, cenizas de fangos de depuración y polvo de incineradoras», comenta el profesor Soutsos.

El consorcio también clasificó las muestras de geopolímeros en función de las recomendaciones, estándares y legislaciones nacionales vigentes y su contenido de radioisótopos naturales. La versión en línea del borrador de la base de datos de radioisótopos naturales puede emplearse para elegir varios materiales seguros a partir de sus constituyentes, esto es, el empleo de subproductos y otras materias primas. De acuerdo con el profesor Soutsos y el Dr. Sas: «La base de datos permite identificar los materiales con más riesgo y además su posible variabilidad».

La industria de la construcción puede servirse de los resultados de By-BM para garantizar la seguridad de los subproductos utilizados en el hormigón geopolimérico a partir de sus características radiológicas. «De este modo se ampliará el conocimiento que se posee sobre las facetas radiológicas de los subproductos industriales de cara a la reutilización de estos materiales en nuevos materiales de construcción y el modo en el que puede mitigarse el riesgo que entraña la concentración de radioisótopos naturales», concluye el profesor Soutsos. DE EN FR IT PL Palabras clave By-BM, geopolímero, hormigón, radioisótopos naturales (NOR), dióxido de carbono (CO2)

» Reference: Project ID: 701932 Financiado con arreglo a: H2020-EU.1.3.2. País: Reino Unido

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This project has received funding from the European Union Seventh Framework Programme (FP7/2007-2013) under grant agreement n° [310187].