Comprueban que las construcciones con ceniza volcánica pueden ser más resistentes y ecológicas
Parece inofensiva, pero la industria del concreto es bastante contaminante. Es por esto que se está probando el uso de otros materiales más amigables con el medio ambiente, como las cenizas volcánicas.
Para la elaboración de cemento se necesita mucha energía, porque hay altas temperaturas involucradas y es un proceso que tiene varias etapas. Además, el concreto es el segundo material más utilizado en el mundo, por lo que la huella ambiental que deja su elaboración, es bastante significativa: la producción de cemento Portland tradicional (el más común en la construcción) representa aproximadamente el 5% de las emisiones mundiales de dióxido de carbono.
Para tener claros los conceptos, vamos a hacer una pequeña aclaración: el cemento es el material para la construcción que se conoce como cemento Portland, pero si a ese se le agrega arena, lo llamamos concreto, y si se le agrega piedra se le llama hormigón. Por esta vez, para nosotros concreto y hormigón serán lo mismo.
Sin embargo, ingenieros del Massachusetts Institute of Technology (MIT) y un grupo de científicos de Kuwait, comenzaron a estudiar qué pasaba si se modificaba la fórmula del concreto, reemplazando un porcentaje de los materiales, por cenizas volcánicas.
¿El resultado?
¡Buenísimo! Concluyeron que al reemplazar el cemento tradicional por las rocas volcánicas pulverizadas, es posible reducir la energía que se necesita para hacer concreto.
La estudiante del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental (CEE) del MIT, Stephanie Chin, quien participó en la investigación, explica que disminuir la cantidad de energía que se necesita es “la principal motivación para tratar de encontrar una alternativa. La ceniza volcánica se forma a altas temperaturas y presión, sin embargo, la naturaleza hace todas esas reacciones químicas por nosotros".
Según los cálculos de los investigadores, añadir este material 100% natural, permite utilizar un 16% menos de energía para construir un vecindario con 26 edificios de concreto hechos con un 50% por ciento de ceniza volcánica.
¿Cómo llegaron a esto?
Molieron la ceniza volcánica hasta obtener partículas muy pequeñas y se dieron cuenta de que si esto lo mezclaban con cemento tradicional, era posible lograr estructuras de hormigón aún más fuertes que las que se hacen solo con cemento.
Entonces, comenzaron a analizar cuánta energía se necesita para hacer concreto a partir de una mezcla de cemento y ceniza volcánica, y lo compararon con la que se requiere para una mezcla tradicional. Luego, en un laboratorio fabricaron pequeñas muestras de concreto con diversos porcentajes de ceniza volcánica y otras muestras hechas solo con cemento tradicional. Sometieron cada una de las muestras a pruebas estándar de fuerza, como comprimir las estructuras hasta que comenzaran a agrietarse, y después anotaron la fuerza de cada muestra y su energía incorporada calculada.
Analizaron los datos y concluyeron que reemplazar el 50% del cemento tradicional por ceniza volcánica con un tamaño de partícula promedio de 17 micrómetros, puede reducir la energía incorporada del hormigón en un 16%. Y si se quiere lograr que el concreto sea aún más resistente, se puede moler más la ceniza y así aumenta significativamente la resistencia del hormigón (aunque también la energía utilizada).
Oral Buyukozturk, profesor en el CEE del MIT, explica que la gracia de esto es que las proporciones (cemento-cenizas) se pueden personalizar. El porcentaje de cemento que se reemplaza por ceniza volcánica para producir concreto, dependerá del uso que se le quiera dar, ya que hay estructuras que requieren más firmeza que otras.
¡Y hay otra ventaja! La ceniza es un material abundante alrededor de volcanes activos e inactivos en todo el mundo, es natural y generalmente es considerada como un material de desecho.
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¡Pero los argentinos ya se habían adelantado!
Después de la erupción del volcán Puyehue en 2011, que llenó los alrededores de cenizas, ellos vieron una oportunidad y decidieron fabricar nada más ni nada menos que ladrillos de ceniza volcánica.
"Nos preocupaba la gente sin una vivienda digna. Cuando vimos la enorme cantidad de ceniza, pensamos en usarla con una máquina que fabrica bloques para construir viviendas sociales", aseguraron Marianela Romero y Álvaro del Villar, quienes tuvieron la idea y la llevaron a cabo con el apoyo del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva.
Estos ladrillos son lo suficientemente resistentes como para formar parte del techo de las viviendas y además, funcionan como aislantes del frío patagónico. Otra de las ventajas es que los hicieron con forma de bloques encastrables, que no requieren cemento para unirlos.
La investigación de los científicos del MIT, viene a confirmar la efectividad de lo que ellos hicieron hace años.
Deberíamos probar...
En Chile hay cerca de 90 volcanes potencialmente activos y de ellos, unos 60 tienen registro histórico de su actividad. Además, en los últimos años hemos visto cómo varios volcanes han erupcionado y dejado ciudades como Chaitén, literalmente bajo las cenizas. O sea, tenemos harto material para sacar de ahí, así que ahora habría que atreverse a probar.
Hasta el momento, lo que se está haciendo acá es la elaboración de ladrillos con cenizas de la termoeléctrica de Mejillones. Se trata de REUSE, un emprendimiento que elabora materiales de construcción (adoquines, pastelones y ladrillos) basados en la reutilización de la ceniza volante que proviene las termoeléctricas en Mejillones, logrando reducir costos y contaminación.
"Los ladrillos tienen casi 70% de ceniza, con otros aditivos. Para su elaboración hay una reacción química y después un proceso de prensado. Logramos tan buena mezcla química que, a diferencia de lo que ocurre en todo el mundo -donde se hornea el ladrillo-, nosotros descubrimos que no era necesario", asegura el Gerente General de REUSE, Mauricio Svriz, estos ladrillosse comprimen y fraguan a temperatura ambiente.
Lo mismo empezó a hacer hace algunos años Majd Masharawi, una joven ingeniera en Gaza, quien ante la gran escasez de materiales de construcción (por el bloqueo israelí), comenzó a diseñar y producir ladrillos con los restos de la quema de madera, desechos orgánicos y carbón que se utiliza para electricidad, materiales que en general eran desperdiciados sin darles uso. Si bien no se trata de cenizas volcánicas, igualmente son desechos a los que se les da una nueva y útil vida, evitando un excesivo gasto energético en producción de concreto.
"La idea se me ocurrió al leer que en los años cuarenta y cincuenta los palestinos usaban ceniza que mezclaban con cemento para hacer ladrillos y construir muros y techos, en lugar de arena y grava", cuenta.
Todas estas iniciativas aportan para disminuir la contaminación y seguir innovando en la búsqueda de opciones más ecológicas para la construcción de las ciudades.
