Agregar plástico irradiado hace que el concreto sea más fuerte y reduce las emisiones de CO2

El hormigón es responsable de una parte significativa de las emisiones de gases de efecto invernadero provocadas por el hombre. Crédito: Pixabay.

Los estudiantes universitarios del MIT descubrieron que las escamas de plástico recicladas pueden hacer que el concreto sea un 15 por ciento más fuerte. Las botellas de plástico desechadas podrían algún día desempeñar un nuevo papel, por ejemplo, dentro de sus paredes, en lugar de contaminar el medio ambiente en vertederos y océanos. El plástico se chorrea primero con rayos gamma, un proceso completamente inofensivo.

Chorro de contaminación de hormigón

El hormigón es el segundo material de construcción más utilizado en el mundo, después del agua. La fabricación y el transporte de hormigón son responsables del 4,5 por ciento de todas las emisiones de dióxido de carbono generadas por el hombre.

Mientras investigaban un proyecto estudiantil, Carolyn Schaefer y Michael Ortega se sorprendieron de la cantidad de emisiones de las que es responsable la industria del concreto. Si pudieran encontrar una manera de hacer que el concreto sea más ecológico, incluso por una fracción, pensaron los dos, sería posible disminuir la presión del concreto sobre el medio ambiente.

Hay una gran cantidad de plástico que se deposita en vertederos cada año, dijo a MIT News Michael Short, profesor asistente en el Departamento de Ciencia e Ingeniería Nuclear del MIT. Nuestra tecnología saca el plástico del vertedero, lo encierra en concreto y también usa menos cemento para hacer el concreto, lo que genera menos emisiones de dióxido de carbono. Esto tiene el potencial de sacar los desechos plásticos del vertedero y llevarlos a los edificios, donde en realidad podría ayudar a fortalecerlos.

Los estudiantes universitarios del MIT recorrieron la literatura y se enteraron de esfuerzos anteriores que mezclaban plástico reciclado con cemento Portland. El hormigón resultante, sin embargo, se debilitó. Al profundizar en la madriguera del conejo, los dos descubrieron que exponer el plástico a la radiación gamma altera la estructura cristalina del material hasta tal punto que el plástico se vuelve más rígido, más duro y más fuerte. Entonces, tuvieron la brillante idea de primero irradiar plástico y luego mezclarlo con cemento y aditivos minerales (cenizas volantes y humo de sílice) para fabricar un concreto potencialmente más fuerte.

El plástico en cuestión era tereftalato de polietileno, recuperado de una planta de reciclaje cercana. Los copos se irradiaron con un irradiador de cobalto-60 alojado en uno de los sótanos del MIT. Las escamas de plástico irradiadas no dejan rastros de radiación después, por lo que se pueden usar de manera segura en el cemento sin temor a poner en peligro la salud humana.

Después de verterlo en moldes, dejar que se curara y retirarlo de los moldes, las muestras cilíndricas de concreto se sometieron a una serie de pruebas de compresión. Luego, los resultados se compararon con los realizados en concreto hecho de plástico normal no irradiado, así como con concreto simple sin plástico.

Según los investigadores del MIT, la presencia del plástico irradiado con rayos gamma y las cenizas volantes mejoró la resistencia del hormigón en un 15 por ciento, según informa la revista Waste Management.

Usando difracción de rayos X, microscopía electrónica retrodispersada y microtomografía de rayos X, los investigadores encontraron que el plástico irradiado, particularmente en dosis altas, exhibió estructuras cristalinas con más enlaces cruzados o conexiones moleculares. Tal estructura cristalina parece atrapar poros dentro del concreto, haciéndolo más denso y fuerte. Las pruebas realizadas hasta el momento sugieren que cuanto mayor sea la dosis de radiación de rayos gamma, más resistente será el hormigón, aunque es necesario realizar más trabajo para encontrar la combinación óptima de materiales y radiación.

A continuación, Ortega y Schaefer planean experimentar con diferentes tipos de plástico y dosis de radiación. Dicen que reemplazar solo el 1.5 por ciento del concreto con plástico lo hace más fuerte y podría tener un impacto significativo. Según un cálculo, el 1,5 por ciento de plástico en el hormigón implica que se reduciría drásticamente el 0,0675 por ciento de las emisiones mundiales de dióxido de carbono.

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