El sector de la construcción es uno de los sectores industriales que genera mayor volumen de residuos, denominados Residuos de Construcción y Demolición (RCD), al igual que la industria siderúrgica que genera toneladas de subproductos (escorias negras y blancas) que pueden ser reutilizados en aplicaciones de construcción. Por ello, el Grupo de Investigación en Construcción Sostenible de la Universidad de Burgos, más conocido como SUCONS (Sustainable Construction Research Group), promueve soluciones para minimizar el impacto de la actividad industrial y desarrolla materiales de construcción de altas prestaciones a partir de diferentes residuos.

La investigadora Vanesa Ortega recuerda que “la escoria procedente de la industria siderúrgica o los citados RCD no son un desecho que debe tirarse, sino que son una materia prima que permite, con un diseño preciso y cuidadoso, obtener hormigones para edificación y obra civil con elevadísimas prestaciones” y explica que las columnas de hormigón de un edificio demolido, si se trituran, pueden utilizarse para fabricar con el árido generado un nuevo hormigón y que la escoria de las acerías permite el desarrollo de mezclas bituminosas drenantes que evacúan el agua de lluvia con extrema facilidad.

En un futuro, aclara, los materiales de las viviendas pueden estar hechos con residuos sin que se note la diferencia. Para conseguirlo, el grupo de investigación SUCONS mantiene una íntima relación con empresas de construcción, escuchando sus necesidades y sugerencias y avanza en la utilización y optimización de los “residuos” para fabricar nuevos materiales.

El éxito del grupo SUCONS radica en la elevada formación profesional e investigadora de sus miembros, así como, en su gran espíritu de trabajo y conciencia social y medioambiental. Encabezado por el Catedrático de Universidad Juan Manuel Manso, el grupo está compuesto por un equipo multidisciplinar de investigadores consolidados con gran experiencia en la universidad, con los doctores Vanesa Ortega, José Antonio de la Fuente, Marta Skaf, Roberto Serrano, Francisco Fiol y Ana Belén Espinosa junto a los jóvenes investigadores Pablo Ausín y Víctor Revilla.

¿En qué consiste el proyecto? 

El proyecto, a grandes rasgos, consiste en el empleo de Residuos de Construcción y Demolición (RCD) y de la industria siderúrgica, como las escorias negras y blancas, para la fabricación de diferentes materiales de construcción. Muchos materiales utilizados en la construcción son mezcla de otros, por ejemplo, el hormigón, mezcla de cemento, agua y áridos y la sustitución de alguno de estos componentes por residuos es posible. De esta forma, el grupo de la UBU ha conseguido demostrar que estos productos no deben considerarse material de desecho, sino que pueden ser materias primas, permitiendo desarrollar materiales de construcción altamente reciclados y con un óptimo comportamiento, perfectamente válidos para aplicaciones conocidas por todos, como la construcción de edificios, puentes o carreteras.

La clave es contribuir a una economía circular y reducir los importantes impactos que este tipo de residuos generan, pues no hay que olvidar que estos se depositan siempre en los vertederos, generalmente por tiempo indefinido o en vertederos son ilegales. Asimismo, se minimiza la sobreexplotación de canteras y las emisiones de CO2 a la atmósfera generadas durante los procesos extractivos y la fabricación de conglomerantes.

Dos líneas de investigación 

SUCONS aborda dos tipos de líneas de investigación de residuos. Por una parte, las escorias procedentes de la industria siderúrgica, de las acerías, en sus diferentes tipologías, negra, que se obtiene del acero a partir de la chatarra que puede describirse como un árido pétreo de color negro, con elevado peso específico, anguloso y muy resistente al desgaste; y la blanca, un material pulverulento, similar a una harina, que presenta propiedades hidráulicas, es decir, que es capaz de endurecer y transformarse en un material sólido y resistente, de la misma forma que funciona el cemento.

SUCONS trabaja además con Residuos de Construcción y Demolición (RCD), tanto los procedentes de la demolición de edificios u obras civiles antiguas, como los procedentes de rechazos de la industria de la prefabricación, por ejemplo, vigas con defectos estéticos y que no pueden utilizarse en las cubiertas de un polideportivo o para construir un edificio. Estos elementos se pueden triturar y se obtiene así un árido reciclado, empleable en el desarrollo de mezclas hidráulicas y bituminosas para la edificación y la obra civil.

El hormigón y las mezclas bituminosas son materiales compuestos, mezclas de diferentes componentes. Áridos, cemento y agua, en el hormigón; y áridos, filler y betún, en las mezclas bituminosas. Los investigadores de la UBU afirman que los componentes tradicionalmente utilizados para fabricar estos materiales puedan sustituirse por la escoria o los RCD. La clave de es conseguir que el material no pierda prestaciones cuando se realiza esta sustitución y, puesto que ningún residuo es igual, el proceso comienza con una exhaustiva caracterización de sus propiedades (absorción de agua, densidad, composición química, forma, resistencia al desgaste, etc.) y, posteriormente, se realiza una cuidada definición de la composición de las mezclas para conseguir que el material final, hormigón o mezcla bituminosa, alcance un comportamiento óptimo.

Además, de estas dos aplicaciones, los trabajos de investigación se extienden a la estabilización de suelos con escoria blanca; trabajos que han demostrado el éxito de esta aplicación para mejorar suelos marginales, evitando su traslado a vertedero y minimizando costes en las obras de estabilización de taludes.

Esta práctica funciona para cualquier obra civil o de edificación en la que se utilice mezcla de hormigón, mezcla bituminosa, estabilización de suelos...  “Hemos desarrollado hormigones que serían válidos para cualquier tipo de edificio o puentes, incluidos aquellos de gran longitud donde se utiliza un hormigón con una resistencia muy elevada”.

Un cambio de conducta y de mentalidad 

Los ensayos de SUCONS sobre vigas elaboradas con estos hormigones han sido extremadamente satisfactorios y las mezcla bituminosas desarrolladas serían perfectamente válidas para cualquier carretera, vías con poco tráfico comarcales o provinciales; o autovías y autopistas que soportan un intenso tráfico de camiones. “La M-30 o la M-40 podrían tener una de nuestras mezclas bituminosas y ningún conductor o pasajero notaría la diferencia en cuanto a ruido o confort durante la circulación”, señalan los investigadores. “La estabilización de suelos con escoria blanca -señala Estíbaliz Lera y Manuel Manso- es de clara aplicación en la estabilización de taludes y los hormigones reciclados con incorporación de fibras se utilizan fundamentalmente en la construcción de losas de pavimento y en soleras”.

Los trabajos de SUCONS son absolutamente innovadores, promueven cambios en las conductas de las personas y en la industria del sector la construcción, así como un cambio de la mentalidad bastante tradicional y hemos demostrado a las empresas que hay formas mejores de llevar a cabo su actividad. "Nuestra innovación, a través de la transferencia del conocimiento, es proporcionar un cambio, palpable y claro, en las conductas de del sector de la construcción. En ello hemos trabajado y continuaremos haciéndolo con el objetivo final de preservar los recursos naturales, reducir emisiones, minimizar costes y, en definitiva, cuidar el medio ambiente”.

El trabajo se basa en ensayos de material para caracterizar el residuo, en la elaboración de probetas para evaluar su comportamiento mecánico a pequeña escala y, finalmente, en la realización de ensayos a escala real, como puede ser el ensayo de vigas, columnas o losas.

Este equipo de investigación sostiene que garantiza que el material presente el óptimo comportamiento en todos los aspectos que se le pueden exigir y puede ser perfectamente utilizado con la maquinaria existente.

Ventajas 

La principal ventaja de estos nuevos materiales es la sostenibilidad en el sector de la construcción al reducirse su impacto en el planeta. El empleo de los materiales tradicionales genera importantes problemas medioambientales. La fabricación del cemento emite elevadísimas cantidades de CO2 (0.9 toneladas de CO2 por cada tonelada de cemento) y la extracción de árido en las canteras o graveras ocasiona grandes desmontes del terreno en las primeras y la invasión de cauces fluviales en las segundas. Además, los residuos se depositan en vertederos y contaminan las aguas subterráneas.

Suponen un ahorro en el coste económico. La utilización de estos “residuos” para fabricar nuevos materiales reduce los costes de su transporte a vertedero y del canon de vertido del propio residuo. Pero el principal ahorro sería el medioambiental con una participación comprometida en todos los sectores.

Los precursores de esta línea de investigación comenzaron en los años 90 a buscar soluciones para la reutilización de residuos en aplicaciones de construcción. Desde hace tiempo SUCONS ha ampliado la línea de investigación de reutilización a otros residuos y otras aplicaciones y técnicas más evolucionadas, un ejemplo claro reciente es el éxito alcanzado de desarrollo de hormigones autocompactantes.

El equipo afirma que este trabajo no acabará nunca puesto que los residuos de la industria, los materiales necesarios en construcción y las técnicas empleadas, cambian continuamente para adaptarse a las necesidades en cada momento.

Pioneros en este campo

La idea surgió por la necesidad de buscar una solución técnica y del compromiso del equipo SUCONS con la sociedad, fue lo que llevó a buscar soluciones, desde un punto de vista técnico, una forma de apoyar a la sociedad. “Encontramos que la reutilización es estos productos era una posibilidad que podía ser adoptada por las empresas de forma sencilla y con unos potenciales beneficios sociales y medioambientales enormes. A veces es suficiente con una actitud comprometida para hacer avanzar a la sociedad en cualquier sector”, afirman.

El grupo es pionero en este campo de investigación con numerosas publicaciones nacionales e internacionales y claramente diferenciado con otras investigaciones similares. "Somos los más citadas en nuestro campo. No solo pretendemos conseguir hormigones y mezclas bituminosas válidas para la obra civil, sino obtener materiales de altas prestaciones mediante el empleo de residuos”, señala Vanesa. Su objetivo desarrollar no solo materiales válidos, sino materiales excelentes desde todos los puntos de vistas, mecánico, durabilidad y de puesta en obra; y trabajan activamente con investigadores de otras universidades extranjeras, como la Universidad de Padua-Italia, Universidad de Texas-EEEUU, la universidad de Karachi-Paquistán, Universidad de Oulu-Finlandia, etc.

El reto más arriesgado 

Su actividad no parará porque, a pesar de que han hecho avances muy importantes, “creemos que podemos conseguir mucho más”. Es preciso, subrayan, seguir concienciando a las empresas y promoviendo este tipo de prácticas, aumentar la sostenibilidad del hormigón y de las mezclas bituminosas y abordar tipos especiales de hormigón, el desarrollo de hormigones reciclados con bajo coste energético y ahorro de energía. Los investigadores aducen que continuarán investigando la mezcla de residuos, en las proporciones adecuadas y advierten que el reto más arriesgado es reducir el contenido del cemento en el hormigón, aspecto muy complejo y delicado, mediante la combinación de cementos sostenibles y otras tecnologías ya existentes. Todo ello sin perder de vista la aplicación social y la realidad de las empresas del entorno.

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