Una vez que se descarga el inodoro, la mayoría de nosotros preferiríamos dejar de pensar en lo que sucederá después. Sin embargo, en una planta de tratamiento en el sur de la India, esos residuos tienen un posible segundo acto: convertirse en un ingrediente del hormigón.
El viaje implica secar, calentar intensamente y moler antes de que algo llegue a una hormigonera. Lo que surge es biocarbón, un material poroso y rico en carbono que podría ayudar a los constructores a utilizar menos cemento y, al mismo tiempo, proporcionar a los desechos humanos un lugar útil al que ir.
Un estudio en Scientific Reports investigó esa posibilidad y encontró que pequeñas sustituciones podrían mejorar la resistencia del concreto. Pero la receta requiere moderación y el material aún tiene algunas pruebas importantes por delante.
Cómo los desechos humanos se convierten en biocarbón para hormigón
Los investigadores utilizaron material de una planta de tratamiento de lodos fecales en Warangal, en el estado indio de Telangana. Estas instalaciones manejan residuos recolectados de fosas sépticas y sistemas de saneamiento.
Para hacer el biocarbón, el lodo se secó y se calentó a entre 662 y 842 grados Fahrenheit (350 a 450 grados Celsius) bajo oxígeno limitado, manteniéndose la temperatura máxima durante dos horas. Este proceso, llamado pirólisis, transforma el material orgánico en un sólido rico en carbono. A continuación, el biocarbón resultante se molió y tamizó.
El equipo reemplazó el 5, 10 o 15 por ciento del cemento en peso con biocarbón y comparó el concreto con mezclas convencionales. El cemento es el ingrediente aglutinante del hormigón que mantiene unidos materiales como arena y piedra triturada. Reemplazar parte cambia el pegamento que mantiene unida toda la mezcla.
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Los investigadores probaron qué tan bien resistieron las muestras al aplastamiento y la flexión, junto con la absorción de agua y la cantidad de espacio poroso accesible. Pruebas de mortero separadas rastrearon la contracción a medida que el material se secaba.
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Por qué un poco de biocarbón puede fortalecer el hormigón
Las mezclas de reemplazo del 5 por ciento produjeron las mayores resistencias al aplastamiento y a la flexión durante los períodos de curado probados de 28, 56 y 91 días. También absorbieron menos agua que las mezclas convencionales.
El concreto que contenía un 10 por ciento de biocarbón comenzó más lentamente, con resistencias inferiores a las de los controles a los 28 días, pero continuó ganando resistencia con un curado más prolongado. Eso hace que el tiempo sea una parte importante de la evaluación del desempeño del material.
Los diminutos poros del biocarbón ayudan a explicar estos resultados. Pueden retener agua durante la mezcla y liberarla más tarde, lo que favorece las reacciones químicas que permiten que el cemento se endurezca. Piense en las partículas como depósitos de agua en miniatura distribuidos por el hormigón.
Las partículas finas también pueden llenar los huecos, mientras que la sílice en el biocarbón puede contribuir a reacciones que formen compuestos aglutinantes adicionales.
Sin embargo, agregar más eventualmente socavó esos beneficios. Con un reemplazo del 15 por ciento, la resistencia sufrió, ya que el examen microscópico reveló numerosos huecos y grietas, lo que sugiere que la eliminación de demasiado cemento dejó una estructura interna más débil.
Lo que el hormigón sostenible todavía necesita demostrar
Usar menos cemento es atractivo porque su producción consume una cantidad sustancial de energía y libera dióxido de carbono. Convertir los desechos sanitarios en un ingrediente de la construcción también podría crear un destino útil para materiales que requieren una gestión cuidadosa.
Esos beneficios potenciales aún necesitan pruebas más allá de las condiciones controladas de laboratorio. Los investigadores identifican el congelamiento y el deshielo, la salinidad costera y las temperaturas extremas como áreas para mayor investigación. El aumento de la producción también plantea cuestiones de costos.
La seguridad medioambiental también sigue siendo una cuestión pendiente. Aunque el equipo midió los metales pesados en los materiales, para futuras investigaciones se planean pruebas estandarizadas para determinar si los contaminantes potencialmente tóxicos pueden filtrarse.
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