CDT El acero es una de las mejores opciones para la construcción sostenible, ya que es reciclable al 100% y conserva sus propiedades físicas y químicas durante todo el proceso.
Fuente: AZO Materials
Los productos y subproductos del acero pueden reciclarse fácilmente en nuevas construcciones, reduciendo la necesidad de materias primas y conservando los recursos1,2. En consecuencia, la utilización de acero reciclado contribuye a reducir el impacto medioambiental de la industria de la construcción y a disminuir las emisiones de carbono asociadas a la producción de acero3.
Tanto la fabricación de acero a partir de mineral de hierro como la de chatarra generan varios subproductos, como escorias, polvos, cascarillas de laminación y lodos, siendo las escorias los más importantes. Las escorias de acero, ricas en elementos valiosos como el hierro, son especialmente beneficiosas para el reciclado y se utilizan en aplicaciones como la producción de cemento, la construcción de carreteras y la restauración del medio marino2.
Este artículo explora las diversas formas en que el acero reciclado y los subproductos de la siderurgia pueden utilizarse como materiales de construcción sostenibles.
Acero reciclado como material de construcción
El acero primario se produce a partir del hierro utilizando un horno básico de oxígeno o un horno de arco eléctrico, y estos procesos emiten aproximadamente 1000-2500 kg de CO2 equivalente por tonelada de acero. Para hacer frente a la creciente demanda de recursos para la fabricación de acero primario y los proyectos de construcción, la chatarra de acero generada durante la fabricación de acero puede capturarse y reciclarse3.
La escoria de acero al carbono, un subproducto de la producción de acero con bajo contenido en carbono en hornos de arco eléctrico, suele acabar en vertederos, lo que supone un peligro para el medio ambiente. Sin embargo, esta escoria es muy beneficiosa para construir carreteras, pavimentos y otras infraestructuras, lo que ayuda a reducir el uso de vertederos y a conservar recursos no renovables. Los áridos de escoria de acero también pueden sustituir a los áridos de silicato de alta calidad en el hormigón y el mortero1.
Otros subproductos de la siderurgia, como el polvo y los lodos, contienen cantidades significativas de óxidos de hierro y carbono y pueden reciclarse para su uso en cemento Portland. Además, las escamas de laminación, producidas durante las fases de fundición y laminación en condiciones oxidantes, pueden transformarse en briquetas y pellets para su uso como combustibles de biomasa en la fabricación de ladrillos2.
El reciclaje y la reutilización de componentes de acero procedentes de estructuras demolidas requieren una evaluación exhaustiva de su integridad estructural, en la que participen diseñadores, constructores y propietarios de edificios. Una vez evaluado, el acero reciclado puede reutilizarse en nuevas estructuras o elementos estructurales, apoyando así las prácticas de construcción sostenible.
Aplicaciones y ventajas
El uso de acero reciclado en proyectos de nueva construcción tiene muchas ventajas. Para empezar, ayuda a reducir los residuos al mantener los materiales fuera de los vertederos y apoya la sostenibilidad a través de una economía circular. Además, el reciclaje del acero es mucho más eficiente desde el punto de vista energético que el proceso tradicional de fabricación del acero, lo que reduce significativamente la huella de carbono de la industria1.
El acero reciclado y las escorias de acero pueden convertirse en materiales de construcción de gran valor. Las escorias de acero, por ejemplo, se utilizan a menudo para sustituir al cemento en el hormigón, lo que supone ventajas medioambientales y económicas. Sus propiedades únicas también la convierten en una gran opción para su uso en terraplenes, construcción de carreteras, presas, pavimentos de asfalto, mampostería de hormigón y mejora del suelo1,2. En la construcción de carreteras, la escoria puede incluso superar a los áridos naturales en términos de propiedades mecánicas1.
La escoria de acero es similar a los áridos de roca artificial, ya que proporciona una gran solidez, una gran resistencia a la intemperie y una excelente durabilidad. Es lo bastante versátil como para utilizarse en la fabricación de cemento, ladrillos, hormigón, materiales para muros y baldosas cerámicas, lo que ayuda a reducir la necesidad de materias primas naturales. Además, la elevada porosidad y la gran superficie de la escoria de acero la hacen perfecta para restaurar arrecifes de coral y construir arrecifes artificiales en entornos marinos. También puede utilizarse para absorber sustancias nocivas como el sulfuro de hidrógeno (H2S) y los contaminantes metaloides.2
El polvo de combustión del proceso de fabricación del acero contiene cantidades considerables de óxidos de hierro y finos de coque. Por consiguiente, puede reciclarse como combustible o materia prima para la producción de cemento.1
Las estructuras construidas con acero reciclado no sólo son duraderas y resistentes, sino que también tienen la ventaja de poder reutilizarse una vez terminada su vida útil original. Este enfoque favorece un sistema de circuito cerrado que minimiza los residuos y maximiza la eficiencia. En esencia, el uso de acero reciclado en la construcción es una opción inteligente que equilibra la responsabilidad medioambiental, los beneficios económicos y el uso eficiente de los recursos, al tiempo que promueve la sostenibilidad.1
Retos
Aunque el uso de acero y escoria reciclados en la construcción ofrece importantes ventajas, también plantea varios retos. Uno de los principales es el económico: la obtención de materiales reciclados puede resultar más costosa y exigir más recursos que el uso de materiales nuevos. Esto se debe, en parte, a que la adquisición y el procesamiento de componentes reciclados suelen implicar esfuerzos adicionales que elevan los costes.1
Los materiales naturales suelen ser menos caros que los reciclados, y el reciclaje puede resultar a veces más costoso que la simple eliminación de residuos. Recuperar elementos reutilizables de estructuras existentes mediante la deconstrucción también es más complejo y lleva más tiempo que la simple demolición. Además, la falta de normas de diseño estandarizadas para los materiales reciclados puede dar lugar a un aumento de los costes y a ineficiencias, lo que hace que el acero reciclado sea menos viable económicamente en algunos proyectos.1,3
Por otra parte, el acero y la escoria reciclados no siempre mejoran las propiedades de las estructuras construidas. Por ejemplo, las escorias pueden provocar dilataciones volumétricas cuando se utilizan en la construcción de carreteras, lo que constituye un problema importante. Estas propiedades deben evaluarse cuidadosamente en función de las condiciones de temperatura y humedad de la obra.
Las industrias de la construcción y la eliminación de residuos están bien establecidas, con importantes inversiones en equipos y procesos diseñados para una manipulación eficiente. En cambio, el reciclado implica múltiples etapas -recuperación, clasificación, reprocesado y reutilización- que aumentan el coste global de los materiales reciclados y de los proyectos de construcción.3
Evolución reciente y perspectivas de futuro
El acero reciclado se explora cada vez más por su potencial en la construcción sostenible. Por ejemplo, un estudio reciente publicado en Construction and Building Materials destaca el uso de escoria de acero reciclado en el hormigón de blindaje contra la radiación. La investigación descubrió que la adición de escoria de acero al hormigón mejora su capacidad de blindaje contra la radiación gamma y neutrónica. Este hormigón enriquecido con escoria no sólo mejora la resistencia a la compresión y a la tracción, sino que también ofrece una mayor atenuación lineal, una mayor sección transversal de eliminación y una capa de medio valor reducida en comparación con el hormigón tradicional.4
Otro estudio publicado en Materials investigó el uso de fibras de acero recicladas para controlar las fisuras por contracción plástica en el hormigón. Se descubrió que las fibras de acero recicladas derivadas de neumáticos viejos eran más eficaces para minimizar la contracción plástica y las microfisuras en comparación con las fibras nuevas fabricadas. Estas fibras recicladas también pueden prevenir el desarrollo y la propagación de grietas, incluso en condiciones ambientales extremas.5
El potencial del acero reciclado en la construcción es prometedor y es probable que aumente a medida que el sector siga centrándose en la sostenibilidad. Sin embargo, para alcanzar este potencial se necesitan avances en tecnología y ciencia de los materiales que mejoren la calidad, durabilidad y rentabilidad del acero reciclado, haciéndolo más competitivo para los proyectos de infraestructuras.
Para acelerar la adopción del acero reciclado, son cruciales varios factores: métodos de ensayo no destructivos, inspecciones a distancia y con drones, mejor integración de la cadena de suministro, prácticas de diseño estandarizadas e incentivos fiscales. Estos elementos pueden ayudar a agilizar el proceso de reciclaje, mejorar el rendimiento de los materiales y hacer del acero reciclado una opción más atractiva en el cambiante panorama de la construcción sostenible.
Referencias
1. Puma, G. C. C., Salles, A., Turk, J., Ungureanu, V., & Bragança, L. (2024). Utilisation of Reused Steel and Slag: Analysing the Circular Economy Benefits through Three Case Studies. Buildings, 14(4), 979. DOI: 10.3390/buildings14040979, https://www.mdpi.com/2075-5309/14/4/979
2. Branca, T. A. et al. (2020). Reuse and Recycling of By-Products in the Steel Sector: Recent Achievements Paving the Way to Circular Economy and Industrial Symbiosis in Europe. Metals, 10(3), 345. DOI: 10.3390/met10030345, https://www.mdpi.com/2075-4701/10/3/345
3. Kanyilmaz, A., Birhane, M., Fishwick, R., & Castillo, C. (2023). Reuse of Steel in the Construction Industry: Challenges and Opportunities. International Journal of Steel Structures. DOI: 10.1007/s13296-023-00778-4, https://link.springer.com/article/10.1007/s13296-023-00778-4
4. Aliyah, F., Kambali, I., Setiawan, A. F., Radzi, Y. M., & Rahman, A. A. (2023). Utilization of steel slag from industrial waste for ionizing radiation shielding concrete: A systematic review. Construction and Building Materials, 382, 131360. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2023.131360, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0950061823010735
5. Alshammari, T. O., Pilakoutas, K., & Guadagnini, M. (2023). Performance of Manufactured and Recycled Steel Fibres in Restraining Concrete Plastic Shrinkage Cracks. Materials, 16(2), 713. DOI: 10.3390/ma16020713, https://www.mdpi.com/1996-1944/16/2/713
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