Procesos de mejora de la durabilidad mediante biopolímeros en hormigones reciclados

Resumen

El gran aumento demográfico producido a nivel global desde mediados del siglo XX ha tenido como consecuencia un rápido crecimiento industrial y urbanístico, lo que ha conllevado un acrecentamiento en la demanda de recursos naturales y materiales constructivos. Siendo especialmente acuciante la demanda del hormigón y por consiguiente de todos sus componentes, en especial de los áridos, los cuales suponen un 60-75% del volumen total del hormigón. Esto deriva en un agotamiento a nivel global de un recurso no renovable como son los áridos, presente en multitud de ecosistemas, lo que genera importantes problemas de degradación medioambiental a nivel global. Por todo ello, es de imperiosa necesidad, poder transformar el hormigón en un material más sostenible, comenzando por modificar el modelo económico lineal, por un concepto de economía circular, con la finalidad de conservar los materiales en la cadena de valor el mayor tiempo posible, siguiendo los preceptos de reducir, reutilizar, reparar y reciclar. Para implementar estos preceptos en la industria del hormigón, es necesario comenzar por la construcción y mantenimiento de las estructuras, de forma que se alargue su vida útil y que por consiguiente se generen menos desechos constructivos. Pero a su vez, no hay que perder de vista que a medida que las infraestructuras envejecen, se puede producir su derrumbe o demolición. Por lo que, además, es necesario la reutilización y reciclado de los desechos constructivos. Una de las mejores formas de llevar a cabo este objetivo, es la incorporación de esos desechos en forma de áridos reciclados gruesos (ARG), remplazando total o parcialmente los áridos naturales, contribuyendo a disminuir la extracción de áridos, la energía embebida (energía total consumida en la construcción de un proyecto) y las emisiones de CO2, permitiendo disminuir considerablemente el impacto ambiental de la producción de hormigón convencional. Para conocer el grado de efectividad de los cuatro tratamientos sobre la durabilidad del hormigón con árido reciclado, ha sido necesario llevar a cabo numerosos ensayos, los cuales han permitido conocer cuáles de los tratamientos utilizados eran más efectivos, tanto a corto como a largo plazo, analizando su evolución a través del tiempo, y bajo diferentes condiciones y exposiciones. Esta contrastación entre los distintos tratamientos se ha realizado en primer lugar entre aquellos con misma fuente de carbono, es decir PNS y PS y por otro lado GNS y GS, con el objetivo de evaluar de forma comparativa, la efectividad de los bioproductos sonicados frente a los no sonicados. Y posteriormente, una vez probada la mayor efectividad de los biotratamientos sonicados, se ha analizado en mayor profundidad y bajo condiciones tanto de laboratorio, como sometidos a condiciones reales los tratamientos sonicados entre sí, permitiendo conocer su viabilidad como tratamientos fuera del entorno académico. Todo ello ha permitido conocer de forma completa y global, cual es el efecto que tienen los cuatro tipos de tratamiento sobre la mejora de las cualidades del hormigón con árido reciclado. Y a través de todo el proceso, se ha podido demostrar, que los cuatro tratamientos permiten alargar la vida útil del hormigón con árido reciclado, al disminuir la penetración de agua y por consiguiente de los agentes nocivos que esta transporta al interior de las estructuras de hormigón, a la vez que se crea una alternativa a la gestión de residuos constructivos, empleándolos como áridos dentro del hormigón y de dos residuos industriales como son el glicerol crudo y el aceite de madera de pino, que se emplean en la producción de los biopolímeros. Todo ello complementado a su vez por una disminución en la producción de residuos constructivos, al aumentar la vida útil del hormigón. Lo que supone una solución efectiva, ecológica y sostenible a algunos de los principales problemas medioambientales que existen en nuestro planeta actualmente y lo que confirma la relevancia temática y conjunta de esta tesis.