Desarrollan materiales inteligentes para construcción a partir de residuos agroindustriales

Investigadores del grupo Ingeniería de Materiales y Minera de la Universidad de Jaén diseñan nuevos materiales para la construcción a partir de los residuos agrícolas e industriales obtenidos en diferentes tipos de plantas y fábricas. El objetivo de esta investigación es convertir este tipo de residuos en materia prima y nutrientes tecnológicos eficientes que mejoren las cualidades de sus predecesores, y que contribuyan a generar una industria más económica, de menor impacto medioambiental y que dé salida al importante volumen de residuos que se genera en la actualidad.

La investigadora de la UJA y principal responsable de este proyecto, Carmen Martínez, explica que trabajan con muy diversos tipos de residuos, como los resultantes de la depuración de aguas residuales, de la industria cervecera, polvo de corcho resultante de la fabricación de tapones y otros envases de este material, residuos procedentes de la elaboración de aceite de oliva, cenizas de biomasa o restos de la industria papelera, entre otros.  A partir de los mismos, han desarrollado principalmente tres materiales: ladrillos que vengan a sustituir a los que se usan habitualmente en construcción, espumas cerámicas y áridos ligeros, que son materiales física y químicamente neutros, que no desprende gases ni malos olores, no se pudren y no son atacables por parásitos, hongos o roedores, resultando muy atractivos en sectores como el de la construcción, la agricultura o la ingeniería civil y ambiental. La investigadora y profesora subraya que uno de los objetivos principales es que estos nuevos materiales mejoren sus cualidades en relación con los que están elaborados a partir de materias primas naturales y, en definitiva, marquen la diferencia con respecto a éstos desde un punto de vista no sólo ambiental, sino también tecnológico.

De esta manera, el equipo de la UJA ha conseguido dos destacables mejoras en la elaboración de estos nuevos ladrillos. “Uno de los grandes problemas que tenemos con estos nuevos materiales es que al introducir residuos en su composición se reduce mucho su resistencia mecánica, en este punto hemos conseguido ajustar los procesos de elaboración para que estos ladrillos no pierdan fuerza de resistencia, a la vez que mejoran notablemente sus capacidades de aislamiento térmico”, señala la investigadora. Además, en algunos materiales de construcción elaborados a partir de residuos de hierro y titanio el equipo jiennense ha conseguido mejorar su color, consiguiendo unas tonalidades rojas más vivas y más atractivas para la industria de la construcción. En el caso de los áridos ligeros, el equipo de la UJA ha desarrollado una patente de un modelo elaborado con arcilla y residuos, destinado principalmente al uso en jardinería y horticultura. Actualmente está en vías de desarrollar una nueva patente para un árido elaborado únicamente a partir de residuos, con una densidad extremadamente baja.

Dentro de este proyecto hay también otra línea de investigación encaminada a utilizar residuos inorgánicos con alto contenido en hierro y titanio para la elaboración de materiales para la construcción que, en contacto con la luz solar, generen una reacción de autolimpieza, y que capture óxido de nitrógeno del aire de su entorno, que es un elemento contaminante producido por el tráfico terrestre. “En esta línea aún no tenemos resultados efectivos y queda mucho trabajo por hacer”, detalla Carmen Martínez, quien recalca que en esta línea de investigación se va a colaborar con expertos de la Universidad de Córdoba.

La investigadora de la UJA subraya que estos nuevos materiales cuentan con una triple ventaja: “por un lado solucionan el problema que genera para la industria la acumulación de estos residuos; por otro favorece el medio ambiente, y por último supone un ahorro económico para la industria fabricante, ya que puede reciclar en lugar de comprar materias naturales”. La experta de la Universidad de Jaén añade que el principal problema a la hora de convertir estos recursos en nuevos materiales es que dichos recursos son muy distintos entre sí, “su composición es muy diferente, y para poder tratarlos es necesario que partan de una situación de partida semejante, es decir, de una composición homogénea”.

De esta manera, el trabajo del grupo de la UJA, desarrollado íntegramente en los laboratorios de la Escuela Politécnica Superior de Linares, cuenta con varias fases que en líneas generales son la recepción de los residuos, el secado, la determinación de sus propiedades físico-químicas, la configuración de su forma mediante prensado o extrusión, y la cocción de los nuevos materiales a elevadas temperaturas.

La investigadora de la Universidad de Jaén concluye recalcando que todo este trabajo de investigación se ha hecho en laboratorio y a pequeña escala, y que el siguiente paso es que las industrias implicadas apuesten por estos nuevos materiales y por la inversión que requiere su producción a gran escala.

Participantes y colaboradores

La Universidad de Jaén participa en este proyecto de investigación con las Universidades de Castilla La Mancha, Módena (Italia) y Aveiro (Portugal), y asimismo colabora con el Centro Tecnológico Innovarcilla de Bailén, la Universidad Complutense de Madrid y la Universidad de Granada. Por parte de la UJA participan en esta investigación la ya mencionada investigadora Carmen Martínez, junto con Teresa Cotes, Francisco Corpas y puntualmente otros miembros del grupo TEP222 de la UJA, además de los técnicos Manuel Uceda y José Manuel Moreno. Además, el grupo de la UJA participa en una red europea que aspira a evaluar las materias primas que se utilizan en la industria cerámica en la UE, para conocer así los puntos críticos y valorar posibles mejoras en los nuevos materiales.