NATURALEZA

Para un mejor ladrillo, solo agrega caca

¿Recuerdas la historia de los tres cerditos? Solo la casa de ladrillos era lo suficientemente fuerte para resistir los soplos y resoplidos del gran lobo feroz. Los ladrillos y el cemento son materiales de construcción fuertes y populares que se utilizan en todo el mundo. Desafortunadamente, el proceso para hacerlos arroja mucha contaminación. Ahora, los científicos están aprendiendo cómo hacer que estos materiales de construcción sean más amigables con la Tierra con un ingrediente sorprendente: caca.

En algunos casos, esas heces provienen de animales de pastoreo como las vacas. Su estiércol está lleno de fibras vegetales. El reciclaje de lodos, el material de las plantas de tratamiento de aguas residuales, también funciona. Los lodos son desechos humanos procesados. Se elimina a medida que se limpian las aguas residuales. Ricos en nutrientes, los lodos y el estiércol se utilizan a veces como fertilizantes. Pero también pueden contener microbios infecciosos o incluso metales pesados. Y esto puede hacer que la eliminación segura de esos desechos sea un desafío. Por diversas razones, cada año se entierran grandes cantidades de lodo en los vertederos.

Una gran estructura encierra un pozo cubierto de cemento.  Dentro del pozo hay montículos de material de tierra gris-marrón, biosólidos, que se almacenan para uso futuro.
Gran parte del lodo derivado de las aguas residuales se vierte en vertederos cada año. Puede parecer asqueroso, pero este material se puede reciclar para hacer que las industrias del cemento y los ladrillos sean más ecológicas. El producto final ni siquiera es apestoso. digidreamgrafix/iStock/Getty Images Plus

En todo el mundo, los investigadores están explorando diferentes formas no solo de evitar que los lodos lleguen a los vertederos, sino también de darles un buen uso. Algunos lugares queman el lodo, creando cenizas. Esto mata los patógenos y reduce su volumen, facilitando su eliminación.

Pero el lodo y las cenizas de lodo son ricos en silicio, aluminio y calcio. Estos son ingredientes utilizados en la fabricación de cemento y ladrillos. La fabricación de materiales de construcción con lodos podría aprovechar estos residuos y evitar que lleguen a los vertederos. Al mismo tiempo, podría reducir la contaminación creada por los procesos estándar utilizados para fabricar cemento y ladrillos.

cemento fangoso

Para John Zhou, arrojar lodos potencialmente útiles a los vertederos parecía un desperdicio. Es ingeniero ambiental en la Universidad de Tecnología de Sydney, Australia.. El lodo contiene materiales como sílice que funcionan como cemento, lo sabía. Y el cemento es un ingrediente clave en el concreto que se usa para aceras, paredes, edificios y más. La receta del hormigón incluye cemento mezclado con grava, arena y agua. El cemento es como el pegamento que mantendrá todo unido.

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Los ingredientes del cemento se hornean en un enorme horno de carbón, llamado horno. Es tan ancho como un automóvil y tan largo como un edificio de 20 pisos inclinado hacia un lado. En el interior, el material se calienta a una temperatura abrasadora de 1450 ° Celsius (2640 ° Fahrenheit). Ese calor proviene de la quema de grandes cantidades de combustibles fósiles. Usar menos cemento podría significar crear menos contaminación de los hornos de cemento.

una vista aérea de una fábrica de cemento con humo que se libera activamente de las chimeneas
Las plantas de cemento como esta son fuentes importantes de contaminación, incluido el dióxido de carbono, un gas que calienta la Tierra.bugto/Momento/Getty Images Plus

Así que el grupo de Zhou intercambió lodo por algo de ese cemento. Aunque el lodo contiene sustancias químicas similares a las del cemento, la receta no es la misma. Entonces, Zhou y su equipo agregaron diferentes cantidades de lodo a las mezclas de cemento. Querían probar cuánto podían agregar y aun así obtener un producto final sólido.

Demasiado lodo produjo un cemento que no era lo suficientemente fuerte. Pero en un experimento, al mezclar un 15 por ciento de ceniza de lodo con piedra caliza molida, se obtuvo un producto tan fuerte como el cemento normal. Y este cambio redujo las emisiones de combustibles fósiles (dióxido de carbono) en un 13 por ciento. Otra ventaja: cualquier metal pesado dañino o gérmenes en el lodo quedan bloqueados en su lugar, dice Zhou. No se filtrarán.

El equipo informó sobre sus hallazgos en mayo pasado en el Revista de Ingeniería de la Construcción.

mejores ladrillos

Otro grupo está intentando un enfoque similar con ladrillos. El mundo hornea un estimado de 1.5 billones ladrillos de arcilla cada año en hornos que funcionan con combustibles fósiles. Esos ladrillos usan suficiente arcilla para llenar 12,000 hoyos del tamaño de campos de fútbol, ​​cada uno tan profundo como un edificio de 100 pisos.

Investigadores en Brasil están trabajando con una empresa de ladrillos para reducir la cantidad de arcilla que se necesita. “Añadimos lodo a la mezcladora con la arcilla”, dice Tuani Zat. Es ingeniera de materiales de la Universidad Federal de Santa María. Su equipo quiere transformar en ladrillos algunas de las 100.000 toneladas estimadas de lodo que Brasil deposita en vertederos cada año.

El lodo contiene material orgánico de alimentos no digeridos y microbios. Esa materia orgánica se quema cuando se queman los ladrillos, dejando espacios de aire. Estos huecos mejoran el valor de aislamiento del ladrillo. Pero demasiadas brechas lo debilitarán. Entonces, el equipo de Zat probó diferentes mezclas, desde un 2 por ciento de lodo hasta un 15 por ciento (en peso). Cada mezcla produjo ladrillos que cumplieron con todos los estándares nacionales de resistencia, contracción y absorción de agua.

Los ladrillos también eran seguros de manejar. El proceso de cocción destruyó cualquier microbio infeccioso que pudiera haber estado en el lodo. El equipo describió sus resultados hace poco más de un año en el Revista de Gestión Ambiental.

Si está interesado en visitar una casa hecha con ladrillos de lodo o cemento de lodo, probablemente tendrá que esperar. Aparte de algunos ladrillos en China, Zhou dice que estos materiales aún no están a la venta. La compañía de ladrillos en Brasil planea lanzar un eco-ladrillo pronto, dice Zat. Pero la industria necesitará hacer algunos cambios para trabajar con lodos, agrega. Los trabajadores necesitarán capacitación y equipo para protegerlos del contacto con microbios en el lodo sin tratar antes de quemar el ladrillo. También se necesita más investigación. El contenido de los lodos de depuradora varía de un lugar a otro. Por lo tanto, cada fabricante de cemento o ladrillo deberá calcular la cantidad de lodo local que debe agregar a su producto.

¿Te apetece hacer una casa con barro y estiércol de vaca? Aquí está lo que necesitas saber.

Ladrillos ecológicos antiguos

Sin embargo, hay otro tipo de ladrillo de caca disponible, y lo ha estado durante milenios. Desde la antigüedad, la gente ha hecho ladrillos secados al sol a partir de tierra y otros materiales. Llamados ladrillos de barro o bloques de tierra comprimida, vuelven a recuperar popularidad. Estos ladrillos ecológicos no necesitan cocción a altas temperaturas. Eso mantiene sus costos bajos y significa que su producción no emite contaminación que calienta la Tierra. Los edificios de adobe se mantienen naturalmente frescos en climas cálidos. Su durabilidad, sin embargo, puede ser un desafío. Los edificios de tierra se descomponen más rápido cuando se mojan que los de ladrillo cocido o cemento.

Yask Kulshreshtha estaba en India cuando notó que los aldeanos usaban una mezcla de estiércol de vaca y barro para hacer que sus casas de tierra fueran resistentes al agua. “Aunque era una práctica común, no entendíamos cómo el estiércol hacía que los edificios fueran más resistentes al agua”, dice. Así que decidió investigar. Kulshreshtha es ingeniero en la Universidad Tecnológica de Delft en los Países Bajos.

una pequeña estructura de ladrillos de tierra con un llamativo techo curvo
Este templo en Bengala Occidental, India, está hecho de bloques de tierra.Tuul y Bruno Morandi/The Image Bank/Getty Images Plus

El estiércol de vaca se compone de fibras vegetales, microbios, aminoácidos, minerales y nutrientes. Kulshreshtha había oído que las fibras vegetales creaban la resistencia al agua, pero no se había estudiado. Entonces, su equipo se dispuso a probar esto.

Primero, extrajeron las fibras del estiércol fresco de vaca. A continuación, dividieron el material restante en dos grupos: partículas microbianas de tamaño mediano (cada una con un promedio de 19,78 micrómetros de diámetro) y partículas microbianas de tamaño pequeño (con un promedio de solo 2,7 micrómetros de diámetro). El equipo mezcló tierra y estiércol en una mezcla de 50 a 1. Usando una máquina, comprimieron cada mezcla en pequeños bloques. También hicieron algunos bloques con solo tierra o solo estiércol.

Luego realizaron dos pruebas. En uno, sumergieron cada tipo de bloque en agua para ver cuánto tiempo se mantenía unido. En otro, gotearon agua directamente sobre cada tipo de bloque, para buscar erosión. En ambas pruebas, los bloques con partículas de pequeño tamaño resistieron mejor el agua.

Las partículas más pequeñas eran ricas en ácidos grasos. También tenían cargas eléctricas negativas. Ambos podrían ayudar a explicar por qué los bloques hechos con estas partículas eran mejores para repeler el agua, dicen los científicos. Según sus hallazgos, el equipo produjo bloques que funcionaron 30 veces mejor que los bloques hechos sin estiércol de vaca. El grupo publicó su trabajo en la edición de enero de 2022 de Tecnologías de la Construcción y Arquitectura.

¿La caca humana o el lodo también repelerían el agua? Kulshreshtha no ha probado esto. Pero cualquier estiércol con bacterias intestinales, incluidas las humanas, debería hacer que los ladrillos de barro sean más fuertes y resistentes al agua, dice. Un problema: este producto no usa calor para matar microbios. Por lo tanto, trabajar con heces humanas requeriría precauciones de seguridad adicionales.

Solo piense, un día su caca podría ayudar a construir casas más ecológicas.

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