CDT En un artículo publicado recientemente en la revista de acceso abierto Materials, los investigadores analizan el desarrollo de materiales de construcción con aguas residuales y sus posibles aplicaciones en la economía circular para la producción masiva de ladrillos.
Fuente: AZO Materials
Para fabricar ladrillos de arcilla quemada se necesita una mezcla de agua y tierra arcillosa. Los pueblos de todo el mundo y a lo largo de la historia han preferido la piedra, la madera y los ladrillos de barro como materiales básicos de construcción. Los ladrillos de arcilla se utilizaron en los techos más comúnmente que la piedra porque son más ligeros y rápidos de preparar, y permiten un control más fácil de la alineación y el grosor de las filas. Las aplicaciones arquitectónicas de los ladrillos de arcilla, así como sus propiedades químicas y mecánicas, se han estudiado anteriormente. Sin embargo, sólo unos pocos estudios profundizan en la fabricación de los ladrillos.
Uno de los componentes más importantes de los materiales de construcción es el agua. Durante la producción de ladrillos de arcilla quemada, se desperdician miles de millones de galones de agua limpia. Del mismo modo, el despilfarro de agua limpia es un problema mundial. Normalmente se utiliza agua potable en el proceso de construcción; sin embargo, en su lugar pueden utilizarse aguas residuales. Hasta ahora, las aguas residuales sólo se habían utilizado en la producción de hormigón, y sólo se había estudiado el efluente de las almazaras para la producción de ladrillos de arcilla.
Sobre el estudio
En este estudio, los autores analizaron el desarrollo de ladrillos de arcilla quemada mediante el uso de aguas residuales y los compararon con los ladrillos de arcilla fabricados con aguas subterráneas mediante el procedimiento tradicional. De acuerdo con la Sociedad Americana de Pruebas y Materiales, todos los especímenes de ladrillos de arcilla quemados fueron sometidos a pruebas destructivas (es decir, resistencia a la compresión (CS)) y no destructivas (es decir, velocidad de pulso ultrasónico (UPV)). También se realizaron pruebas físicas (es decir, de dimensión) y de durabilidad (es decir, absorción de agua, eflorescencia, etc.).
Crédito de la imagen: Ghafoor, S et al., Materiales
El equipo utilizó las aguas residuales para fabricar ladrillos con una resistencia similar o superior a la de los ladrillos de arcilla alimentados con aguas subterráneas. Se realizaron y evaluaron pruebas destructivas y no destructivas como parte de la investigación experimental. Se demostró el impacto de las aguas residuales en la resistencia y el desarrollo de los ladrillos de arcilla quemada.
Los autores utilizaron aguas residuales domésticas, la mayor fuente de aguas residuales del mundo, para la fabricación en masa de ladrillos de arcilla. Se evaluó el potencial de este proceso para funcionar simultáneamente con la idea de economía circular. También se ilustró el impacto de la sustitución de las aguas subterráneas por las aguas residuales. Se utilizó un análisis de regresión para explorar la relación entre los resultados de las pruebas destructivas y no destructivas.
(b ) Trozo de arcilla. (c ) Secado al sol de especímenes de desmoldeo. (d ) Horneado en horno estándar Hoffmann. (e ) Producción en masa de ladrillos de arcilla.
Crédito de la imagen: Ghafoor, S et al., Materiales
Observaciones
La adición de varios tipos de vías de agua, como las aguas subterráneas y las aguas residuales, dio lugar al desarrollo de un material de ladrillo sostenible y ecológico. Los resultados de los ladrillos de aguas residuales fueron un 19% mejores que los de los ladrillos de aguas superficiales. Los resultados del UPV mostraron que la mezcla y preparación de ladrillos de arcilla quemada con aguas residuales facilitó la producción de materiales de construcción estructurales y duraderos. Todos los valores de UPV estimados estaban entre 3500 y 4100 m/s. Los ladrillos de aguas residuales tenían una resistencia a la compresión de unos 11,50 MPa. Todos los ladrillos preparados sólo absorbieron alrededor del 17% del agua.
Los análisis físicos y de durabilidad demostraron la eficacia de la fabricación de ladrillos con aguas residuales. La absorción de agua de los ladrillos preparados a partir de aguas residuales fue del 12%, lo que se ajustaba a las normas ASTM C-62. El R2 de la ecuación generada con el modelo propuesto fue de 0,71.
Todos los tipos de ladrillos preparados cumplían los requisitos estándar en cuanto a propiedades físicas y de durabilidad. En comparación con los ladrillos de arcilla alimentados con aguas subterráneas, los resultados de las pruebas de los ladrillos de aguas residuales fueron un 15-25% más altos.
Los resultados demostraron el éxito de la fabricación de ladrillos de arcilla cocida utilizando aguas subterráneas y aguas residuales, lo que demostró que las aguas residuales podían utilizarse para sustituir a las aguas subterráneas. También se determinó que estos ladrillos pueden utilizarse para muros de contención, suelos y otros aspectos no estructurales.
Crédito de la imagen: Ghafoor, S et al., Materiales
Conclusiones
En conclusión, este estudio ha dilucidado que las aguas residuales pueden utilizarse con éxito para la producción en masa de ladrillos con el fin de cumplir los objetivos de la economía circular. Se observó que se podía ahorrar un millón de galones de agua subterránea fabricando ladrillos con aguas residuales.
Los resultados demostraron que, para alcanzar los objetivos de la economía circular, se podía utilizar una cantidad considerable de aguas residuales para fabricar ladrillos y ahorrar agua pura. Los autores creen que esta investigación ayudará al desarrollo de ladrillos de bajo coste, así como a la conservación del agua pura. Además, destacan que la estrategia propuesta también es beneficiosa para el desarrollo a largo plazo, que es una prioridad absoluta para todo el planeta.
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