En el ámbito de la edificación, existe la necesidad de avanzar hacia un modelo económico más sostenible y en los últimos años se están explorando alternativas orientadas a reducir el consumo de recursos naturales y minimizar la acumulación de residuos. Ahora, investigadores de la Universidad de Granada (UGR) han conseguido desarrollar un tipo de ladrillo poroso más duradero frente a la cristalización de la sal, mediante la utilización de residuos de fibra de carbono provenientes de palas de aerogeneradores desechadas, usados como aditivos en su fabricación.
El objetivo de este estudio, publicado recientemente en la revista científica Ceramics International, es el desarrollo de un ladrillo respetuoso con el medio ambiente, que utilice menos materias primas y cumpla con los estándares requeridos para su uso en la construcción.
Mejora de la conductividad térmica
Los ladrillos elaborados en el marco de este estudio se han fabricado de manera manual, siguiendo la metodología tradicional. En un esfuerzo por maximizar el aprovechamiento de residuos sin comprometer la consistencia de la mezcla arcillosa, se ha incorporado el 5% y 10% en peso de polvo de fibra de carbono, ya que una adición mayor dificultaría el correcto amasado teniendo en cuenta la ligereza del residuo en relación con su volumen. Una vez secos, los ladrillos se cocieron a 800, 950 y 1.100 ºC.
Se realizaron diferentes técnicas analíticas para determinar la influencia de la fibra de carbono en la calidad de los ladrillos, desde la determinación de la importancia de los tamaños de partícula de las fibras y del material arcilloso, hasta el análisis microtextural mediante microscopía electrónica de alta resolución, mostrando resultados muy relevantes.
Entre ellos, la investigación ha revelado, por ejemplo, que la fibra de carbono proveniente de las palas de los aerogeneradores contiene además resinas y compuestos termoplásticos. Durante el proceso de cocción de los ladrillos, estos elementos y parte de las fibras se consumen, generando microporos y mejorando significativamente la conductividad térmica de las piezas cerámicas.
El uso de fibra de carbono como aditivo en la producción de ladrillos es, además, una alternativa menos perjudicial en cuanto a contaminación atmosférica comparada con otros métodos de ‘reducción de residuos’ empleados en la industria eólica, como la incineración, la pirólisis o el reciclaje químico.
Mayor resistencia y durabilidad
En términos de durabilidad, la investigación ha permitido observar que los ladrillos cocidos a 950 y 1.100°C con fibra de carbono experimentan la menor pérdida de material en comparación con los ladrillos elaborados solamente de arcillas, demostrando así una mayor resistencia al ataque de la sal y una mayor durabilidad. Este hallazgo revela además la capacidad de la fibra de carbono para mejorar la resistencia estructural de los ladrillos en condiciones ambientales agresivas, consolidando su posición como una opción duradera en la construcción sostenible.
El proceso de añadir fibra de carbono a la mezcla de arcilla determina también cambios parciales en la mineralogía de los ladrillos. En particular, se observa una disminución significativa en la concentración de hematites a medida que la temperatura de cocción aumenta en las muestras que contienen fibra de carbono. Este fenómeno se atribuye al favorecimiento del desarrollo de un entorno reductor en el horno.
En cuanto al análisis de la textura porosa, se observa que las fibras de carbono tienden a orientarse en la estructura del ladrillo. Este fenómeno puede estar influido tanto por el proceso de amasado y moldeado de los ladrillos en bruto, como por la temperatura de cocción, ya que el cambio de orientación varía en función de la temperatura y dentro de una misma muestra desde el exterior al interior.
Tras el proceso de cocción, se inicia la degradación de las fibras de carbono. Con el aumento de la temperatura, éstas tienden a desvanecerse, dejando una huella cilíndrica, distintiva en la matriz arcillosa.