En términos agrícolas un substrato es un portador de nutriente. El caso mas conocido y representativo es la turba, variedad de carbón natural procedente de la putrefacción y degradación de la hulla debido a la acción del agua.
El soporte es el acumulador de líquido. Para acumular líquido es imprescindible una frondosa estructura porosa. En este caso es preciso que la porosidad sea abierta para que el líquido pueda entrar, quedar retenido y ser liberado cuando la planta así lo requiera. Ejemplos típicos de soportes son la perlita (roca volcánica silícea que al ser triturada y calen
tada a cierta temperatura da lugar a una gran porosidad) y la vermiculita (mineral de estructura laminar próxima a la mica expandido a unos 900ºC. Durante la expansión el
agua contenida en sus láminas sufre una brusca evaporación creándose una tupida red capilar).
También se pueden crear soportes artificiales a partir de arcilla y residuos de naturaleza orgánica. Éstos tienen la ventaja de que se pueden diseñar a placer en función de cada aplicación concreta.
Aplicaciones de los áridos ligeros
Un hormigón convencional, con una resistencia típica de 200 kg/cm2, tiene una densidad de 2,500 kg/m3. Substituyendo el árido denso por uno ligero la densidad se reduce a 1,600 kg/m3, manteniendo casi la misma resistencia. Esto permite aligerar las estructuras portantes, construir edificios más altos y abaratar costos.
Entre las tecnologías disponibles para el tratamiento de residuos biocontaminados se encuentran la incineración, autoclave, tratamiento por microondas y desinfección química. Sin embargo, un inadecuado diseño u operación incorrecta de los sistemas de tratamiento puede generar problemas de contaminación ambiental, por lo que es importante prevenir esta posibilidad mediante la selección correcta del método que se va a utilizar y la capacitación del personal a cargo de su operación.
En la selección de un sistema de tratamiento es necesario realizar un análisis comparativo de los parámetros más relevantes de cada proceso considerando las ventajas y desventajas de cada uno de ellos, buscando aquel que más se adecue a las necesidades particulares de cada centro de atención de salud. Otra característica intrínseca de los áridos ligeros es su capacidad de aislamiento térmico debido a la porosidad cerrada interna que poseen. Esta propiedad se transmite al hormigón con él fabricado permitiendo construir edificios mejor aislados.
La vitrificación superficial del árido permite la dosificación habitual de agua ya que su impermeabilización impide que absorba agua lo que debilitaría el hormigón.
La otra propiedad destacable es su característica ignífuga por cuanto el árido ha sido fabricado a alta temperatura.
Desde hace muchos años se usan residuos para la fabricación de áridos ligeros. Se comenzaron a utilizar aquellos que se generaban en gran cantidad en las minas y más tarde se pasó al empleo de residuos industriales.
Los tratamientos fisicoquímicos
La estabilización consiste en la fijación química de los contaminantes que pueda contener un residuo. Por ejemplo, durante el caso del tratamiento de los fangos resultantes de la depuración de aguas residuales urbanas, se añade cal para la destrucción o relentización de los procesos de fermentación.
La solidificación es un conjunto de diversas técnicas que permiten mejorar el manejo y características físicas del residuo. En la mayoría de países no se permite la entrada en el vertedero de residuos con una humedad superior al 65 por ciento. Incluso por debajo de este umbral hay materiales que tienen consistencia líquida y es preciso “solidificarlos” para su manejo. Así, la técnica más corriente es la mezcla del residuo con cemento.
En general estas tecnologías consisten en el empleo de sustancias floculantes para conseguir la sedimentación, concentración, prensado, etc.
En el campo del reciclaje estas técnicas pueden usarse para el reciclado de una serie de residuos.
Las mezclas con cemento
El cemento Portland tiene unas características que lo hace especialmente adecuado para su empleo en el campo del reciclaje.
Como materias primas, aparte de la caliza, admite materias secundarias como la arena de fundición, en sustitución del cuarzo o la arcilla contaminada. También, parcialmente se pueden usar:
• Escorias de alto horno y de acero.
• Ceniza de piritas y fango de papelera.
• En otro nivel, algunos hornos de clinquer usan residuos como combustibles. Neumáticos, aceites usados, disolventes, residuos de papel, de madera o fangos de edar.
Una vez formado el clinquer, se pueden añadir otros residuos. Los más frecuentes son las cenizas volantes de las centrales termoeléctricas
Hormigones ligeros de escorias
Las escorias son los residuos que generan las diversas industrias metalúrgicas básicamente en los hornos de fusión. Por el mismo sistema de producción, residuo que sobrenada en la superficie del metal fundido, la escoria suele tener una matriz vítrea que mantiene los metales pesados atrapados sin posibilidad de lixiviar. Por tanto la mayoría de las escorias son inertes y por ello tienen gran uso en sistemas de aplicación directa.
Según el sistema de enfriamiento empleado la naturaleza física de la escoria es diferente. Así, un enfriamiento brusco al aire suele dar lugar a una escoria porosa y ligera muy apta para fabricar con ella hormigones ligeros.
Las escorias muy porosas precisan de un tratamiento previo para su uso en el mortero. La razón estriba en que la gran porosidad absorbe mucha agua y ello afecta a la calidad del hormigón.
Habida cuenta de la temperatura de trabajo de estos hornos, superior a los 1,400 ºC y el largo tiempo de residencia de los gases (de 4 a 6 segundos), el sólido está sobre los 15 minutos, la destrucción térmica de los compuestos orgánicos está garantizada. Sin embargo, la introducción de residuos que contengan metales pesados debe vigilarse. Los metales, atendiendo a su volatilidad, pueden clasificarse en:
Metales, que ellos mismos o sus compuestos, no son volátiles: Ba, Be, Cr, As, Ni, V, Al, Ti, Ca, Fe, Mn, Cu y Ag.
Metales que ellos o sus compuestos son semivolátiles: Sb, Cd, Pb, Se, Zn, K y Na.
Metales que ellos y sus compuestos son volátiles: Hg y Tl.
Valorización de la cascarilla de arroz
Las cortezas de la mayoría de los cereales y del arroz en particular (por término medio, por cada tonelada de arroz se generan 200 kg de corteza o cascarilla) es un residuo muy abundante en los molinos de arroz en numerosas partes del planeta. En algunas zonas se utiliza como combustible, ya que tiene un poder calorífico nada despreciable (del orden de las 3,500 Kcal/kg). La figura reproduce un esquema para el aprovechamiento energético y la valorización de la ceniza.
La ceniza obtenida en la combustión es básicamente sílice (SiO2) amorfa de alto poder puzolánico.
La corteza compuesta por celulosa, lignina y otros compuestos orgánicos es adecuada para su empleo en la formulación de piensos para alimentación del ganado, si bien su poder nutritivo es muy bajo. También se ha empleado directamente para la fabricación de hormigones ligeros.
La combustión de la corteza de arroz produce una media del 20 por ciento de cenizas con un gran porvenir ya que es un claro sustituto, o aditivo, del cemento en la formulación de hormigones. Debido a la propiedad puzolánica de estas cenizas la totalidad de la cal remanente en el hormigón reacciona y aumenta de manera notable la resistencia mecánica y la impermeabilización del hormigón.
Materiales reciclados con propiedades acústicas
Cuando se parte de residuos muy ligeros hay que valorar la posibilidad de fabricar materiales que sean aislantes acústicos. Ello se puede lograr directamente a base de usar materiales fibrosos o bien emplear alguna tecnología, como la cerámica que, gracias a la concurrencia de un residuo fibroso permita establecer un determinado tipo de porosidad.
Paneles aislantes a partir de papel
Se trata de un panel fabricado basándose en mezclas de papel (reciclado), paja u otros residuos agrícolas.
El proceso de fabricación es bastante sencillo. Las materias primas se dosifican para ser alimentadas a los tanques de preparación de la pasta. Durante el proceso de trituración y manipulación el polvo se recoge en un ciclón para ser también procesado.
Una vez acondicionada la pasta pasa a la fase de conformado para conferirle la geometría y tamaño adecuado.
Posteriormente los paneles entran en un secadero continuo para extraer la humedad. Es en esta etapa donde adquieren la rigidez necesaria. Los vahos, vapores y partículas sólidas arrastradas son conducidos por medio del sistema exhaustor hacia otro ciclón de recogida y recuperación.
Finalmente en la estación de calibrado se controlan los productos y se preparan para su expedición.
Debido a la simplicidad de la instalación en los últimos tiempos ha surgido una notable variedad de materiales aislantes fabricados por técnicas semejantes y de prestaciones técnicas similares. Entre ellos cabe destacar los paneles aislantes acústicos para interiores.
