Producen concreto arquitectónico con desechos plásticos

De acuerdo con el artículo Plastic Pollution in the World’s Oceans, publicado en la revista científica PLOS ONE en diciembre del año pasado, casi 270 mil toneladas de residuos plásticos se hallan actualmente en los océanos del planeta. Asimismo, gran cantidad de los que no son reciclados terminan en vertederos, rellenos sanitarios y afluentes, o son incineradas, lo que ocasiona graves daños ambientales.

En el mundo, el plástico más utilizado no es, como uno supondría, el tereftalato de polietileno (PET, por sus siglas en inglés), sino el polietileno de alta densidad (PEAD), con el que se fabrican tuberías para distribuir agua potable, envases de alimentos, detergentes y otros productos químicos, artículos para el hogar, juguetes, empaques para partes automotrices y moldes, entre otros.

En México se emplean al año 300 mil toneladas más de PEAD que de PET, lo que genera gran cantidad de residuos de este tipo de plástico (cada año se producen en nuestro país 6.1 millones de toneladas de estos restos en general, de los cuales sólo 13 por ciento se reciclan).

 

Tras tomar en cuenta estos datos y analizarlos con detenimiento, Eduardo Hernández Guerrero, académico de la Facultad de Arquitectura (FA) de la UNAM desde hace 10 años, emprendió en sus estudios de maestría (en el posgrado de Arquitectura, área de Tecnología) una investigación cuyo objetivo principal fue incorporar, en lugar de gravilla natural, PEAD posconsumo, reciclado mecánicamente, a concretos arquitectónicos.

“A partir de una estrategia de aprovechamiento y minimización de residuos, presenté mi proyecto como una alternativa de reutilización de este tipo de plástico en el hormigón, el material de construcción más usado en el mundo. Ambos insumos tienen, incluso en estos tiempos de restricciones medioambientales, curvas ascendentes de producción y empleo, que se visualizan a largo plazo”, apuntó Hernández Guerrero.

Trituración mecánica

Existen dos tipos para desechos plásticos: el químico, que recurre a fuentes de energía y métodos de degradación que, a la par que aquéllos, son contaminantes, y el mecánico.

“Por las propiedades del PEAD, que tiene mayor densidad y dureza que el PET o el policloruro de vinilo (PVC), busqué un proceso sencillo para incorporarlo al concreto; fue así como me percaté de que lo más conveniente era la trituración mecánica. Es un proceso primario que permite obtener partículas recicladas de polietileno de alta densidad de un tamaño óptimo para equipararlas con el agregado natural del hormigón y adicionarlas a éste”.

Al incorporar plásticos a mezclas de concreto tienden a reducir sus factores de resistencia (compresión, flexo-tracción y tensión). No obstante, el combinado con PEAD cumplió normativamente con los valores de resistencia que establecen algunos reglamentos estructurales, es decir, su aplicación es viable.

Además, el arquitecto produjo un material más flexible que el tradicional y, por si fuera poco, conforme se incrementa la cantidad de polietileno de alta densidad, se obtiene un insumo con una mayor conductividad y difusividad térmicas; esto significa que no capta el calor, sino que lo disipa, puesto que el plástico no es conductor.

“Otra ventaja importante es la sostenibilidad que se puede alcanzar con este plástico reciclado al agregarlo a un material de la construcción tan utilizado como el concreto”, añadió Hernández Guerrero.

Aplicaciones

Debido a las diversas tonalidades que presenta el PEAD, es posible fabricar un hormigón con colores neutros como el blanco y el negro, o uno multicolor. En cuanto a sus aplicaciones, podría usarse en pavimentos para espacios públicos y ciclovías, por dar sólo dos ejemplos.

“En la ciudad de México hay una tendencia cada vez más fuerte a recuperar esa clase de sitios al aplicar concretos arquitectónicos. También, por ser un material más dúctil y con un mayor aislamiento térmico, se podría aplicar a prefabricados de fachadas envolventes”.

Con una beca de movilidad internacional del Conacyt, realizó el proceso experimental de su investigación en la Universidad Politécnica de Cataluña, en Barcelona, España, bajo la tutoría de Miren Etxeberría Larrañaga, experta en la aplicación de nuevas tecnologías a los concretos, como los agregados reciclados provenientes de distintas fuentes.

Por parte de la UNAM, su tutor fue Agustín Hernández Hernández, del posgrado de la FA, y su asesor, Juan Luis Cottier Caviedes, del posgrado en Ingeniería Civil.

Hernández Guerrero ha obtenido resultados promisorios en cuanto a las propiedades de su material. Hoy, con una patente en proceso, se encuentra en un punto desde el cual ya puede dar los siguientes pasos, es decir, desarrollar diversos prototipos, acercarse a entidades públicas y privadas para que conozcan este recurso, y buscar que tanto su producción, como su aplicación real en el ámbito de la construcción, sea asequible.

“Mi preocupación por la explotación de recursos naturales como las canteras y por la contaminación que genera el plástico fue lo que impulsó este proyecto. Es oportuno dejar en claro que no inventé nada nuevo. En todos lados se han estudiado múltiples procesos de incorporación de plásticos a mezclas de concreto.

“Sin embargo, aprovecho el que mayor demanda y consumo tiene en México y el resto del mundo y, por lo tanto, el que más residuos genera; además, a diferencia del PET o el PVC, el PEAD brinda prestaciones importantes a nivel estructural, pero también a nivel estético, que es lo que busco como arquitecto”.

Diferencia entre el PET y el PEAD

La diferencia esencial entre el PET y el PEAD estriba en la densidad de cada uno. Existen intentos de incorporar el primero a concretos o morteros, pero han resultado limitados porque dicho material no logra adherirse adecuadamente a la pasta de cemento por su forma y baja densidad. “Cuando, mezcladas con agua, incorporas partículas de tereftalato de polietileno a un hormigón o mortero, éstas se separan”.

En cambio, como se trata de un material con una mayor densidad y también más duro, el PEAD logra incorporarse mejor, y entre más se incluya, se obtiene un recurso más flexible.

“Esto es fundamental en el DF, donde hay hundimientos diferenciales de suelos. Al ser más dúctil, el concreto al que se le ha incorporado PEAD es capaz de resistir las cargas y deformaciones, sin presentar mayores daños como fracturas o agrietamientos”, concluyó Hernández Guerrero.