El hormigón fabricado con polvo de vidrio, ¿clave para cumplir con los ODS?

El silicio es el elemento principal en la composición del vidrio y se ha visto que puede utilizarse como sustituto parcial del cemento en la fabricación de hormigón. Evaluar qué características presentan las mezclas de hormigón que incorporan polvo de vidrio en su composición, sus posibles aplicaciones y su viabilidad para mejorar la sostenibilidad en la construcción, es el objetivo de un trabajo desarrollado por un equipo de investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) que ha sometido a las variedades de hormigón a pruebas de consistencia, contenido de aire, densidad aparente, trabajabilidad y resistencia a compresión, y propone su aplicación como capa de protección superficial frente a la acción de corrosión, por ejemplo en los cimientos de los aerogeneradores, así como en la estabilización de las carreteras de parques eólicos.

Los investigadores de la UPM aplicaron diferentes dosis de polvo de vidrio y cemento para fabricar las mezclas de hormigón. Inicialmente se estudiaron las características del hormigón fresco, como consistencia, contenido de aire, densidad aparente y trabajabilidad. Después, se realizaron ensayos de resistencia a compresión en las diferentes mezclas de hormigón producidas.

En base a dichos estudios, los investigadores de la ETSI Civil de la UPM y del Instituto Universitario de Microgravedad “Ignacio Da Riva”, constataron que  la adición de  polvo de vidrio empeora la trabajabilidad del hormigón. “Añadir polvo de vidrio, como sustituto del cemento con partículas de dimensión d50 = 16 m, a la fabricación del hormigón, cualquiera que sea su dosificación, no provoca ninguna mejora en términos de trabajabilidad. De hecho, cuanto mayor es el porcentaje de sustitución de polvo de vidrio, peor resultó ser la trabajabilidad”, explica Eva M. García del Toro de la ETSI Civil de la UPM y una de las autoras del trabajo.

Por su parte, el empleo de vidrio en el aglutinante aumentó las resistencias a la compresión a largo plazo del hormigón; independientemente de la proporción de polvo de vidrio contenida en el ligante, lo que mejora la resistencia a compresión a largo plazo y favorece su uso en diferentes infraestructuras.

“Con un porcentaje de sustitución de hasta el 50% de cemento por polvo de vidrio, los valores de resistencia a compresión obtenidos fueron lo suficientemente importantes como para clasificarlos dentro del grupo de hormigones de construcción. Por encima del 50% de sustitución del mismo cemento por polvo de vidrio, los valores de resistencia obtenidos permiten clasificarlos en el grupo de los hormigones para la pavimentación de carreteras”, añade la investigadora.

Mejoras de cara al cumplimiento de los ODS

Los investigadores observaron que, al añadir polvo de vidrio al hormigón, el contenido de aire del mismo aumentaba, lo que puede suponer una mejora en su resistencia frente los ciclos hielo-deshielo, sin necesidad de usar aditivos.

Por último, las pruebas de consistencia mediante el ensayo de asentamiento permitieron clasificar estos hormigones dentro del grupo de los hormigones fluidos, aquellos que están compuestos fundamentalmente por un material líquido y compuesto, constituido principalmente por un aglomerante, al que se añaden áridos, agua y aditivos específicos y que se caracterizan por su menor tiempo de elaboración, fácil aplicación y resultados de gran durabilidad.

El trabajo, que se ha publicado recientemente en Applied Sciences MDPI, presenta además también un modelo matemático para analizar más a fondo los datos experimentales y propone el uso de este tipo de materiales como capa de protección superficial frente a la acción de corrosión, por ejemplo, en los cimientos de los aerogeneradores, así como en la estabilización de las carreteras de parques eólicos.

Para los expertos, el principal valor de este estudio está en que evalúa las propiedades que puede ofrecer el hormigón fabricado con un cierto porcentaje de sustitución de cemento por polvo de vidrio, una apuesta por un hormigón más ecológico que tiene un impacto global en la economía circular.  

“Este tipo de hormigones permite, por un lado, reducir la emisión de gases de efecto invernadero, porque se minimiza la cantidad de cemento empleado en la elaboración del hormigón, y por otro lado disminuye la superficie dedicada a la acumulación de residuos de vidrio, que sería el destino final de los deshechos de vidrio empleados en esta aplicación”, explica la investigadora García del Toro, que subraya también su importancia de cara a lograr cumplir los objetivos de la agenda 2030. “Todo esto contribuye a la consecución de los ODS en especial al objetivo 9: Construir Infraestructuras Resilientes”.

Ref: García del Toro, E.M.; Alcala-Gonzalez, D.; Más-López, M.I.; García-Salgado, S.; Pindado, S. Use of Ecofriendly Glass Powder Concrete in Construction of Wind Farms. Appl. Sci. 2021, 11, 3050. https://doi.org/10.3390/app11073050