Fuente: News Wise

 

Sin embargo, la producción de cemento Portland se enfrenta a dos retos fundamentales: agota los recursos naturales no renovables (por ejemplo, la piedra caliza y la tiza) y genera importantes emisiones de carbono, lo que contribuye a la degradación del medio ambiente. Por otra parte, la producción mundial anual de residuos de huesos de ganado (CB) alcanza aproximadamente los 130 000 millones de kilogramos; debido a su escasa biodegradabilidad, la eliminación inadecuada de los CB plantea graves riesgos medioambientales, como la contaminación a largo plazo. Aunque los huesos de ganado son ricos en óxido de calcio (CaO), un componente clave del cemento, contienen altos niveles de pentóxido de fósforo (P₂O₅), que inhibe la hidratación del cemento y limita su uso directo como sustituto del cemento Portland. Estas cuestiones ponen de relieve la necesidad de encontrar soluciones sostenibles que aborden simultáneamente el impacto medioambiental del cemento Portland y la gestión de los residuos de huesos de ganado.

Por lo tanto, un equipo de investigación formado por académicos del Departamento de Ingeniería Civil del Instituto Pan-Africano de Ciencias Básicas, Tecnología e Innovación, del Departamento de Ingeniería Civil y de Recursos de la Universidad Técnica de Kenia y del Departamento de Ingeniería Civil y de la Construcción de la Universidad de Agricultura y Tecnología Jomo Kenyatta llevó a cabo un estudio titulado «Propiedades mecánicas del hormigón con cemento Portland mezclado con cenizas volantes, humo de sílice y una gran cantidad de cenizas de huesos de ganado pretratadas».

Este estudio explora la viabilidad de utilizar cenizas de huesos de ganado (CBA) pretratadas como sustituto parcial del PC en el hormigón, combinadas con proporciones fijas de cenizas volantes (FA, 10 % del peso del cemento) y humo de sílice (SF, 5 % del peso del cemento). Para contrarrestar los efectos adversos del P₂O₅, la CB se somete a un pretratamiento de varios pasos: limpieza, trituración, calcinación a 900 °C, remojo en ácido sulfúrico (para eliminar los compuestos solubles relacionados con el P₂O₅), reacción con carbonato de sodio (para convertir el sulfato de calcio en carbonato de calcio) y recalcinación a 900 °C (para convertir el carbonato cálcico de nuevo en CaO). El CBA se incorporó al hormigón en cuatro proporciones de sustitución (10 %, 25 %, 50 % y 75 % del peso del cemento) y se sometieron a ensayo las propiedades mecánicas (resistencia a la compresión, resistencia a la tracción por fricción y resistencia a la flexión) y la trabajabilidad del hormigón resultante.

Las principales conclusiones validan la eficacia del CBA pretratado:

El pretratamiento optimiza significativamente la composición química del CBA: el contenido de CaO aumenta en un 11 %, mientras que el contenido de P₂O₅ disminuye en un 82 %, lo que elimina su inhibición de la hidratación del cemento.

El hormigón con un 10 % y un 25 % de sustitución por CBA alcanza un rendimiento de alta resistencia (resistencia a la compresión a los 28 días > 60 MPa), cumpliendo los requisitos del hormigón de alta resistencia. Incluso con ratios de sustitución del 50 % y el 75 %, el hormigón sigue alcanzando una resistencia de grado estructural (resistencia a la compresión a los 28 días > 25 MPa).

La trabajabilidad disminuye al aumentar el contenido de CBA (por ejemplo, una reducción del 24 % en el asentamiento al 75 % de CBA), pero esto puede mitigarse ajustando la relación agua-aglutinante y añadiendo superplastificantes.

La sustitución por CBA tiene un impacto más significativo en la resistencia a la tracción por división (52 % de reducción con un 75 % de CBA) que en la resistencia a la flexión (29 % de reducción con un 75 % de CBA), lo que indica una mayor tolerancia de la resistencia a la flexión a la incorporación de CBA.

Este enfoque no solo reduce la dependencia de recursos no renovables para la producción de PC y disminuye las emisiones de carbono, sino que también proporciona una solución ecológica para la eliminación de residuos de CB, promoviendo la sostenibilidad de la industria del hormigón.

El artículo «Propiedades mecánicas del hormigón con cemento Portland mezclado con cenizas volantes, humo de sílice y una gran cantidad de cenizas de huesos de ganado pretratadas» está escrito por Mariam AbdAlmoneim Hassan ALJAK, David Otieno KOTENG, Naftary GATHIMBA y Erick K. RONOH. Texto completo del artículo: https://doi.org/10.1007/s11709-025-1207-2.