Un grupo de investigadores encontró una alternativa dual, y fuera de lo común, para reducir los costos de los materiales de construcción y aminorar su impacto al medio ambiente. Si bien resulta extraño y poco convencional, estos científicos de la Universidad de Kitakyushu en Japón, agregaron pañales desechables al mortero de concreto como un reemplazo parcial de la arena en la construcción de viviendas.
El concreto hecho de pañales reciclados en lugar de arena podría usarse para construir casas. Después de que varios experimentos de prueba han demostrado que el material resultante es sorprendentemente resistente.
La arena es crucial para muchos materiales de construcción, desde el hormigón hasta el yeso y el vidrio. Pero la demanda se disparará en las próximas décadas y no está claro cuánta arena quedará por extraer, lo que podría convertirlo en un recurso cada vez más caro.
En otros países están igualmente en la búsqueda de bajar costos y afectación climática. En Kenia, por ejemplo, transforman los desechos plásticos en bloques de construcción. Pero en esta ocasión, en la Universidad de Kitakyushu, descubrieron que los pañales triturados se pueden usar para reemplazar entre el 9 y el 40 % de la arena empleada para fabricar concreto sin reducir su resistencia.
Los pañales desechables son una fuente creciente de residuos no reciclables, y la producción de cemento es responsable de casi el 7 % de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero. Y consume alrededor de 50.000 millones de toneladas de arena cada año, señala el estudio reseñado en la revista Nature.
El hormigón infundido con pañales se utilizó para construir una pequeña casa en Indonesia. Para demostrar cómo este tipo de residuos se puede desviar de los vertederos para construir viviendas más asequibles en comunidades de ingresos bajos y medios.
Pañales, un componente para construir viviendas
Siswanti Zuraida, ingeniero civil de la Universidad de Kitakyushu, comenzó el proyecto mientras daba una conferencia en el Instituto de Tecnología de Ciencia de Bandung, cerca de Yakarta. Aunque la población de los países ricos suele estabilizarse y disminuir, la de Indonesia y otros países de ingresos bajos y medianos seguirá creciendo, lo que generará más bebés, más pañales y una mayor demanda de viviendas de bajo costo.
“Se trata de la disponibilidad de recursos”, comentó Zuraida. “Con el crecimiento de la población, el desperdicio de pañales también crecerá. Es un desafío, por lo que pensamos que esto sería parte de nuestra contribución para reciclar estos desechos”.
Los pañales de un solo uso suelen estar hechos de pulpa de madera, algodón y polímeros superabsorbentes, de los cuales se ha demostrado que pequeñas cantidades mejoran las propiedades mecánicas del hormigón. Con fondos de una empresa de gestión de residuos con sede en Yakarta llamada Awina, Zuraida se dispuso a determinar cuánta arena se podía cambiar por pañales triturados para crear hormigón y mortero útiles.
«El proceso de reciclaje que está disponible (para pañales) se limita a los países desarrollados», añadió Zuraida. “Es importante proponer uno de bajo costo para los pañales en los países en desarrollo».
Los investigadores obtuvieron los pañales localmente: Zuraida tiene un niño pequeño. Después de lavar, secar y triturar los pañales, el material resultante se combinó con cemento, arena, grava y agua. El equipo probó diferentes mezclas, reemplazando hasta el 40% de la arena en el concreto. Después de un mes de curado, las muestras se probaron a presión para determinar el punto de ruptura del material compuesto.
A partir de estas medidas, Zuraida y sus colegas calcularon la proporción máxima de residuos de pañales que podría satisfacer las necesidades de los componentes de construcción.
Prototipo de viviendas y materiales
Consideraron que cuantos más residuos de pañales haya en el hormigón, menor será la resistencia a la compresión. Por lo tanto, los componentes estructurales, como columnas y vigas, necesitaban una proporción menor de pañales triturados que los elementos arquitectónicos, como paredes y bloques de hormigón de las viviendas.
El estudio ofreció una perspectiva amplia sobre la implementación de los hallazgos experimentales. El escenario de diseño comprendió la construcción de viviendas de bajo costo con una superficie en planta de 36 m2. Los resultados experimentales indican que los residuos de pañales desechables para utilizar como materiales compuestos de la edificación tienen una capacidad máxima del 10% para componentes estructurales. Y del 40% para componentes no estructurales y arquitectónicos.
La vivienda prototipo también revela que se pueden reducir y utilizar 1,73 m3 de desechos de pañales desechables para un área de vivienda de 36 m2. Más preciso, para un prototipo de casa de una sola planta, los investigadores calcularon que el 27% de la arena podría reemplazarse con desechos de pañales. Pero si la casa tuviera tres pisos de altura, la proporción tendría que bajar al 10%.
En componentes arquitectónicos, hasta el 40% de la arena podría ser reemplazada por desechos de pañales. Con la mayor proporción en paneles de muros de hormigón. En suelos y pavimentos de jardines, que deben ser más fuertes que las paredes para cumplir con los estándares de construcción. Solo el 9% de la arena podría ser reemplazada por pañales.
Respeto al ambiente y bajos costos
Christof Schröfl, un químico que investiga materiales de construcción sostenibles en la Universidad Tecnológica de Dresden en Alemania se refirió al uso de pañales para construir viviendas.
«Es una pieza agradable y realmente valiosa dentro de un proceso gradual». Pero advirtió que transportar los desechos de pañales a plantas de procesamiento o sitios de construcción podría “generar rutas de transporte bastante largas”, indicó el experto. Y que si el equipo quisiera aumentar el respeto por el medio ambiente de su casa de bajo costo, podría optar por paredes hechas de madera. A base de materiales compuestos en lugar de hormigón.
Zuraida está de acuerdo en que separar los pañales del flujo de desechos sería la parte más desafiante de traducir su trabajo al mundo real. Indonesia generó 20 millones de toneladas de residuos en 2021, de los cuales alrededor del 10% de los plásticos fueron reciclados. “No hay un sistema de apoyo en la gestión de residuos municipales para separar los pañales”, dijo Zuraida. “Las botellas de plástico las separan en este momento porque se reciclan con bastante facilidad. Pero los pañales generalmente van al proceso de incineración”.
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