Hormigones avanzados mediante valorización de subproductos industriales
La investigación en materiales de construcción avanza hacia modelos de menor impacto ambiental mediante la incorporación de residuos y subproductos industriales en formulaciones cementantes. En este contexto, equipos de la Escuela Politécnica Superior de Zamora (Universidad de Salamanca) trabajan en el desarrollo de hormigones mejorados mediante la valorización de la tierra de diatomeas procedente de la industria alimentaria, especialmente del sector lácteo.
El objetivo principal es reducir la dependencia del cemento Portland convencional, responsable de una parte significativa de las emisiones asociadas al sector de la construcción, e introducir materiales alternativos con mayor reactividad y funcionalidad en matrices cementicias y geopoliméricas.
Valorización de subproductos ricos en sílice
La tierra de diatomeas es un material sedimentario de origen biogénico compuesto mayoritariamente por sílice amorfa. Su elevada porosidad y reactividad química la convierten en un subproducto de interés para aplicaciones en materiales de construcción avanzados.
Este material, ampliamente utilizado en la industria alimentaria para procesos de filtración, puede actuar como:
- Fase reactiva en sistemas cementantes.
- Sustituto parcial de componentes silicatados convencionales.
- Aditivo funcional en matrices geopoliméricas.
Desarrollo de sistemas geopoliméricos
El enfoque experimental se basa en la formulación de sistemas geopoliméricos, donde la química tradicional del cemento es reemplazada parcialmente por precursores y activadores alcalinos. En este contexto, la tierra de diatomeas se incorpora como componente del sistema activador, contribuyendo a la formación de redes aluminosilicatadas.
C−A−S−HC-A-S-HC−A−S−H
Este tipo de matrices permite desarrollar materiales con:
- Mayor resistencia mecánica en determinados entornos agresivos.
- Mejor comportamiento frente a altas temperaturas.
- Potencial reducción del contenido de clínker en la formulación final.
Optimización de la formulación cementante
El desarrollo del material implica la configuración de una pasta cementante compuesta por:
- Precursor: fase sólida rica en aluminosilicatos (incluyendo residuos industriales).
- Activador: solución alcalina modificada con incorporación de sílice reactiva procedente de diatomeas.
- Áridos: fase granular estructural del hormigón.
La optimización del sistema se realiza mediante ensayos de laboratorio que evalúan:
- Resistencia a compresión.
- Durabilidad en ambientes agresivos.
- Evolución microestructural del material.
- Comportamiento a largo plazo mediante ensayos de envejecimiento acelerado.
Integración de residuos de construcción
En fases posteriores de desarrollo, se contempla la sustitución parcial de materias primas convencionales como el metacaolín mediante residuos procedentes de demolición, en particular:
- Fragmentos cerámicos y ladrillos.
- Materiales pétreos con potencial puzolánico residual.
- Este enfoque permite aumentar el porcentaje de sustitución de materias primas vírgenes en la formulación del hormigón.
Implicaciones en sostenibilidad del sector
El desarrollo de hormigones con adiciones procedentes de residuos industriales responde a la necesidad de reducir la huella de carbono del sector cementero, uno de los mayores emisores asociados a la construcción a nivel global.
Las líneas de investigación se alinean con estrategias de:
- Reducción del contenido de clínker en cementos.
- Desarrollo de materiales alternativos de baja huella ambiental.
- Implementación de modelos de economía circular en la construcción.
