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El hormigón hecho con pañales triturados es igual de resistente y ahorra espacio en los vertederos

May 08, 2023

Los pañales usados ​​pueden reemplazar hasta el 40 por ciento de la arena que normalmente se usa para hacer concreto, lo que reduce los costos y evita que la basura llegue a los vertederos.

En un intento por resolver dos problemas ambientales a la vez, los investigadores de la Universidad de Kitakyushu en Japón descubrieron que los pañales triturados se pueden usar para reemplazar entre el 9 y el 40 % de la arena utilizada en la fabricación de concreto sin reducir su resistencia. Los pañales desechables son una fuente creciente de residuos no reciclables, y la producción de cemento es responsable de casi el 7 % de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero y consume alrededor de 50 000 millones de toneladas de arena cada año.

El hormigón infundido con pañales se utilizó para construir una casa pequeña en Indonesia, para demostrar cómo este tipo de residuos se puede desviar de los vertederos para construir viviendas más asequibles en comunidades de ingresos bajos y medios.

Siswanti Zuraida, ingeniero civil de la Universidad de Kitakyushu, comenzó el proyecto mientras daba una conferencia en el Instituto de Tecnología de Ciencia de Bandung, cerca de Yakarta. Aunque la población de los países ricos suele estabilizarse y disminuir, la de Indonesia y otros países de ingresos bajos y medianos seguirá creciendo, lo que generará más bebés, más pañales y una mayor demanda de viviendas de bajo costo.

"Se trata de la disponibilidad de recursos", dice Zuraida. "Con el crecimiento de la población, los desechos de pañales también crecerán. Es un desafío, por lo que pensamos que esto sería parte de nuestra contribución para reciclar estos desechos".

Los pañales de un solo uso suelen estar hechos de pulpa de madera, algodón y polímeros superabsorbentes, de los cuales se ha demostrado que pequeñas cantidades mejoran las propiedades mecánicas del hormigón. Con fondos de una empresa de gestión de residuos con sede en Yakarta llamada Awina, Zuraida se dispuso a determinar cuánta arena se podía cambiar por pañales triturados para crear hormigón y mortero útiles.

Inicialmente, los investigadores obtuvieron los pañales localmente: Zuraida tiene un niño pequeño. Después de lavar, secar y triturar los pañales, el material resultante se combinó con cemento, arena, grava y agua. El equipo probó diferentes mezclas, reemplazando hasta el 40% de la arena en el concreto.

Después de un mes de curado, las muestras se probaron a presión para determinar el punto de ruptura del material compuesto. A partir de estas medidas, Zuraida y sus colegas calcularon la proporción máxima de residuos de pañales que podría satisfacer las necesidades de los componentes de construcción.

Cuantos más residuos de pañales haya en el hormigón, menor será la resistencia a la compresión. Por lo tanto, los componentes estructurales, como columnas y vigas, necesitaban una proporción menor de pañales triturados que los elementos arquitectónicos, como paredes y bloques de hormigón. Para su prototipo de casa de una sola planta, los investigadores calcularon que el 27% de la arena podría reemplazarse con desechos de pañales. Pero si la casa tuviera tres pisos de altura, la proporción tendría que bajar al 10%.

En componentes arquitectónicos, hasta el 40% de la arena podría ser reemplazada por desechos de pañales, con la mayor proporción en paneles de muros de hormigón. En suelos y pavimentos de jardines, que deben ser más fuertes que las paredes para cumplir con los estándares de construcción, solo el 9% de la arena podría ser reemplazada por pañales.

Luego, los investigadores usaron su concreto infundido con pañales para construir su casa experimental según los estándares de construcción de Indonesia. La casa era pequeña; el plano totalizaba solo 36 metros cuadrados, el tamaño de aproximadamente 2,5 plazas de aparcamiento. Para acelerar el proceso de construcción, los investigadores utilizaron hormigón para los componentes arquitectónicos y vigas de metal para los componentes estructurales.

En total, la casa utilizó alrededor de 1,7 metros cúbicos de residuos de pañales, lo que representó aproximadamente el 8 % del volumen total de material compuesto.

Como una forma de extraer valor de los desechos no degradables, "es una pieza agradable y realmente valiosa dentro de un proceso gradual", dice Christof Schröfl, un químico que investiga materiales de construcción sostenibles en la Universidad Tecnológica de Dresden en Alemania.

Pero advierte que el transporte de los desechos de pañales a plantas de procesamiento o sitios de construcción podría "generar vías de transporte bastante largas", y que si el equipo quisiera aumentar el respeto por el medio ambiente de su casa de bajo costo, podría optar por paredes hechas de madera. a base de materiales compuestos en lugar de hormigón.

Zuraida está de acuerdo en que separar los pañales del flujo de desechos sería la parte más desafiante de traducir su trabajo al mundo real. Indonesia generó 20 millones de toneladas de residuos en 2021, de los cuales alrededor del 10% de los plásticos fueron reciclados. “No hay un sistema de apoyo en el manejo de residuos municipales para separar los pañales”, dijo Zuraida. "Las botellas de plástico las separan en este momento porque se reciclan con bastante facilidad, pero los pañales generalmente van al proceso de incineración".

Este artículo se reproduce con permiso y se publicó por primera vez el 20 de mayo de 2023.

Elisa Wellees reportero científico de Nature.

Mark Fischetti, Nick Bockelman y Wil V. Srubar

sophie bushwick

Daniel Cusick y E&E Noticias

sara rey

Elisa Welle