Las aguas fecales esconden un aliado para la construcción: sus residuos permiten fabricar hormigón con un 42% más de resistencia a la flexión
Levantar edificios con residuos humanos puede tener bastante futuro, pero todavía queda una lista nada pequeña de pruebas antes de llevar esta idea a una obra. Los investigadores advierten de que falta estudiar cómo responde este hormigón frente a ciclos de congelación y deshielo, salinidad y temperaturas extremas, condiciones capaces de decidir su utilidad fuera del laboratorio. ScienceAlert también recoge otra cuestión pendiente relacionada con la acumulación de metales pesados procedentes de los lodos, ya que todavía debe determinarse hasta qué punto permanecen inmovilizados con el paso del tiempo.
El biocarbón eleva la resistencia con proporciones reducidas
El equipo dirigido por Raghuvesh Tiwari, ingeniero civil de Manipal University Jaipur, ha comprobado que el biocarbón fabricado con lodos fecales tratados puede sustituir una parte del cemento y mejorar varias propiedades del hormigón. El estudio, aceptado para su publicación en Scientific Reports, registró después de 91 días aumentos de hasta el 21% en resistencia a compresión y del 42% en resistencia a flexión cuando la sustitución alcanzaba el 10%.
Para comprobar hasta dónde podía llegar este residuo transformado, los investigadores fabricaron muestras reemplazando el 5%, el 10% y el 15% del cemento convencional. Las probetas pasaron después por ensayos de resistencia a compresión y flexión, absorción de agua, porosidad y retracción durante el secado, de manera que el análisis abarcó tanto la capacidad para soportar cargas como algunos factores relacionados con su comportamiento a lo largo del tiempo.
La estructura interna ayuda a explicar por qué una cantidad limitada de biocarbón puede favorecer el endurecimiento del hormigón, ya que sus numerosos poros almacenan agua y la liberan progresivamente durante el curado. Esa reserva alimenta las reacciones químicas del cemento, mientras la sílice presente en el residuo puede reaccionar con otros compuestos y generar silicatos de calcio vinculados a la resistencia. Las partículas finas también rellenan huecos entre los componentes, y las imágenes microscópicas mostraron una estructura más densa con una proporción del 5%.
El procedimiento afronta dos problemas ambientales relacionados
El interés ambiental de este procedimiento parte de dos problemas que llevan años creciendo por caminos paralelos: la fabricación de cemento y la gestión de los residuos humanos. Calentar y procesar piedra caliza para producir cemento genera grandes cantidades de dióxido de carbono, mientras las plantas de tratamiento deben gestionar los lodos fecales procedentes de los sistemas de saneamiento. Sustituir una fracción del primero mediante un producto obtenido de los segundos reduciría la cantidad de cemento necesaria, aunque el estudio no calculó el efecto total del procedimiento sobre las emisiones de carbono.
Los resultados variaron bastante según la proporción utilizada, y el 5% ofreció un comportamiento especialmente favorable en varias de las propiedades examinadas. Tras 91 días, estas muestras registraron un aumento medio del 20% en resistencia a compresión y del 36% en flexión, además de presentar menor absorción de agua, menor porosidad y menor retracción que el hormigón convencional. Con un 15%, por el contrario, aparecieron más poros, grietas y zonas deficientemente unidas, mientras su resistencia general quedó por debajo de las formulaciones con proporciones menores.
La materia prima utilizada en los ensayos procedía de una planta de tratamiento de Warangal, en India, donde los lodos fecales pueden convertirse en un material rico en carbono mediante pirólisis. El proceso seca primero los residuos y después los calienta con poco oxígeno entre 350 y 450 grados centígrados, antes de moler y tamizar el producto resultante hasta obtener un polvo fino. Ese tratamiento convierte un residuo sanitario en un posible ingrediente de construcción, aunque su paso del laboratorio a edificios reales dependerá de las pruebas ambientales y de seguridad que todavía quedan pendientes.