Use of ecological lightweight aggregates in reinforced concrete structures

Uso de agregados ligeros ecológicos en estructuras de hormigón armado

En este artículo se analiza la posibilidad de utilizar tanto los residuos de las centrales de cogeneración, es decir, las cenizas volantes, como los residuos de plástico PET (tereftalato de polietileno), transformándolos en áridos ligeros para la construcción de vigas de hormigón armado destinadas a proteger el medio ambiente. Se presentan las propiedades de los áridos artificiales ligeros utilizados. Se presentan resultados seleccionados de pruebas experimentales en el ámbito de la capacidad de carga y la deformabilidad de vigas de hormigón armado realizadas a escala de modelo. El análisis de los ensayos mostró que los elementos de viga fabricados con árido artificial, a pesar de su menor resistencia al aplastamiento, no difieren en cuanto a su capacidad portante en comparación con las vigas de hormigón armado fabricadas con árido reciclado, con mejores propiedades de resistencia a la flexión en determinados casos.

INTRODUCCIÓN

En 2013, la producción mundial de residuos plásticos ascendió a cerca de 300 millones de toneladas y no deja de aumentar. Las mayores cantidades de residuos plásticos se producen en el continente asiático, con un 40% de la producción mundial, relacionado con la alta densidad de población. Le siguen Estados Unidos, Canadá y México, con un 19,4%, y los países europeos, con un 20%. La menor producción de residuos se da en Japón y asciende tan sólo al 4,4%. Los análisis muestran que el 40% de los residuos plásticos se envía a vertederos, el 32% aterriza en mares y océanos, y solo el 14% se somete a reciclaje (Valavanidis, 2016).

En las centrales eléctricas y las plantas de cogeneración se producen subproductos, como cenizas volantes y escorias de caldera, como resultado de los procesos de combustión del carbón. Los residuos relacionados con la producción de electricidad y calor han sido una preocupación medioambiental durante décadas, ya que en gran medida acaban en vertederos. Por ejemplo, en 2017, el consumo de carbón bituminoso en Polonia fue de 74,6 millones de toneladas, y en 2019 fue de 68,8 millones de toneladas. Como resultado de los procesos de combustión de tales cantidades de carbón, las cenizas volantes sobrantes ascendieron a 3,4 millones de toneladas (Rolka, Ślęzak, 2012; Información estadística, 2018; Anuario estadístico, 2018, Anuario estadístico, 2020).

Las cenizas volantes son uno de los subproductos más importantes de la combustión del carbón, y se ha trabajado durante años en su aprovechamiento. En la actualidad, se utiliza en mayor medida en la industria de materiales de construcción.