Aprovechan residuos agroindustriales para producir cemento más resistente

Una investigadora colombiana ha comprobado que la biomasa de los cultivos de arroz, palma africana y caña de azúcar, al ser mezclada con el hormigón, mejora la durabilidad y resistencia, aspectos importantes en la construcción e infraestructura vial.

El Grupo de Investigación en Procesos Químicos, Catalíticos y Biotecnológicos de la Universidad Nacional de Colombia (UN), Sede Manizales, estudia cómo darle un uso alternativo a diversos residuos agroindustriales, como los procedentes de los cultivos de arroz, palma africana y caña de azúcar, cuya producción solo en Colombia es de aproximadamente 1,5 millones de toneladas anuales.

Estos residuos derivados de la industria azucarera, de aceites y de cultivos de arroz son sometidos a temperaturas y velocidades de combustión específicas para obtener cenizas, las cuales producen óxido de silicio que a su vez contiene material lignocelulósico, rico en azúcares y potencial energético.

“El aprovechamiento de estos residuos, al ser transformados en cenizas reactivas, facilita propiedades de resistencia a la compresión bastante significativas en comparación con el cemento utilizado sin adiciones”, explica la profesora Nayda Patricia Arias.

“Actualmente se está determinando la cantidad máxima de ceniza con la que se puede reemplazar parte del cemento, que según demuestran estudios similares, es entre el 30% y 40%”, indica Arias.

Para verificar que las cenizas son reactivas, se realizó un procedimiento llamado actividad puzolánica, que determina cómo será la reacción entre los elementos que componen el cemento y el óxido de silicio en un medio acuoso. El hidróxido de calcio es el encargado de reaccionar con el óxido de silicio, para generar el silicato cálcico hidratado.

Según explica la investigadora, cuanto mejor calidad tenga el óxido de silicio –basada en la longitud de su superficie y en la menor cantidad de impurezas presentes en el material lignocelulósico–, más efectiva será la reacción de rehidratación para producir silicato cálcico hidratado, que ha sido identificado como el elemento que mayor resistencia a la compresión añade al hormigón.

Clases de procedimientos

Inicialmente, la planta de producción de cemento puede añadir las cenizas durante la fabricación del mismo. Sin embargo, al obtener el cemento directamente de la planta, como sucede en cualquier producción, es posible hacer la adición con el fin de reducir costos de construcción.

Hay una relación directamente proporcional entre la temperatura de combustión de ese material lignocelulósico y la velocidad de calentamiento; es decir, al someter la mezcla a cambios drásticos de velocidad y temperatura, su funcionamiento no será el esperado.

“Si sometemos la mezcla a unas temperaturas altas de combustión, alrededor de 800 grados centígrados, tendremos un óxido de silicio muy cristalino que no tendrá una reacción con hidróxido de calcio efectiva, como sucede cuando calcinamos a temperaturas por debajo de los 500 grados”, añade la investigadora.

Esta investigación forma parte del “Proyecto de aprovechamiento de recursos agroindustriales para la aplicación de altos productos de valor agregado”, liderado por la Dirección de Investigaciones en Manizales (DIMA).

Fuente:
Agencia de noticias UN