Residuos cerámicos pueden sustituir el 25% del cemento pórtland y aumentar la sostenibilidad de la construcción

Un estudio desarrollado por investigadores de la Universitat Jaume I (UJI) y de la Universitat Politècnica de València (UPV) ha demostrado que materiales reciclados de origen cerámico pueden sustituir hasta el 25% del cemento pórtland y, de este modo, aumentar los umbrales de sostenibilidad del sector de la construcción a la vez que avanzar hacia una economía baja en carbono. Los resultados de este trabajo se han publicado en la revista Journal of Cleaner Production.

Los grupos de investigación en Tecnología, Calidad y Sostenibilidad en la Construcción (TECASOS) de la UJI y en Química de los Materiales de Construcción (GIQUIMA) de la UPV han analizado la reutilización de tres tipos de residuos para su reciclaje en los procesos de producción de conglomerados. En concreto, se ha estudiado el potencial de los desechos de baldosas vacías, cerámica sanitaria y azulejo para sustituir una parte de cemento pórtland, el material empleado mayoritariamente en la edificación.

«Hemos estudiado varios parámetros, como por ejemplo la resistencia, la microestructura, la estructura y la sostenibilidad de los materiales en umbrales de reutilización de 0 a 50% y hemos concluido que el uso de estos materiales reciclados puede llegar hasta el 25% en conglomerados con base de cemento reduciendo, en consecuencia, impactos ambientales», argumenta la profesora e investigadora de la UJI, Lucía Reig.

A su vez, los investigadores de la UJI tampoco han detectado diferencias significativas en el comportamiento de los conglomerados desarrollados mediante el aprovechamiento de estos tres tipos de residuos de la construcción reutilizados para fabricar cemento pórtland. «Las cifras obtenidas en nuestros laboratorios de la UJI y la UPV revelan que en un territorio como el nuestro, con una elevada producción cerámica, las empresas cementeras podrían usar una parte de estos residuos a fin de evitar el uso de materiales naturales como por ejemplo la piedra calcárea y la arcilla, a la vez que ahorrar energía en el proceso de su transformación», explican los investigadores de TECASOS.

La contribución de GIQUIMA, perteneciente al Instituto de Ciencia y Tecnología del hormigón de la UPV, se ha centrado, por una parte, en el planteamiento de las hipótesis y el diseño de experiencias y, por otra, en la caracterización microestructural de los morteros fabricados con los nuevos cementos y su análisis de sostenibilidad. «Los residuos cerámicos se comportan como materiales puzolánicos de reactividad intermedia y cumplen perfectamente con los requerimientos normativos aplicados a la fabricación de cementos», apunta el investigador de la UPV Jorge Juan Payá.

Economía circular y reducción de CO2

La reutilización de desechos de la construcción para la fabricación de cemento pórtland también «implicaría una reducción importante de las emisiones de efecto invernadero generadas por este sector, muy intensivo en el uso de energía» y, por lo tanto, permitiría reducir esta polución, también responsable del calentamiento global y el cambio climático. Paralelamente, estos procesos harían posible una arquitectura más sostenible, y también progresar hacia acciones integradas en la economía circular, el modelo promovido desde la Unión Europea para extender el ciclo de vida de los productos.

El profesor Àngel M. Pitarch explica que el cemento pórtland «es uno de los materiales más frecuentes en nuestras construcciones, pero para su fabricación hace falta un gran consumo energético y se producen muchas emisiones y el consecuente impacto ambiental». El planteamiento de sustituir parte del cemento por estos residuos cerámicos constituye «una forma de mejorar la sostenibilidad del cemento y, al mismo tiempo, revalorar los desechos», agrega.

Los nuevos cementos dosificados con los residuos cerámicos seleccionados han demostrado tener excelentes propiedades: la valorización del desecho como componente supondría una reducción en las emisiones de CO2 del 20-25% para los casos de mejor comportamiento mecánico, como indican los científicos de la UPV. Esta propuesta podría ser llevada a cabo en la fabricación y comercialización de cementos y ampliaría la gama de posibilidades de valorización.

El grupo de investigación TECASOS de la UJI se dedica a realizar estudios y buscar soluciones relacionadas con la tecnología, calidad y sostenibilidad en edificación. Actualmente, su actividad se divide en cuatro líneas principales, todas ellas relacionadas con el sector de la edificación: centros históricos; conservación y gestión sostenible; desarrollo y estudio de hormigones y matrices conglomerantes sostenibles; la edificación en el contexto de la regeneración urbana integrada y materiales cerámicos de revestimiento. El grupo TECASOS también forma parte de la Cátedra Diputación de Centros Históricos e Itinerarios Culturales de Castellón y coordina el Aula Cerámica del grado en Arquitectura Técnica de la UJI.

Fuente: Universitat Jaume I – UJI