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Desechos con potencial industrial

      
En los últimos cinco años, la generación de lodos de plantas de tratamiento de aguas residuales (desechos sólidos de consistencia pastosa de fácil manipulación) en nuestro país se ha incrementado notoriamente, en especial en las grandes ciudades. <br/><br/> Hasta ahora estos residuos domésticos e industriales habían sido dispuestos básicamente en rellenos sanitarios. Pero el creciente rechazo de la comunidad a tener cerca de su entorno lugares de acopio de desperdicios, así como una mayor presión de parte de las entidades ambientales para exigir un manejo adecuado de los rellenos, crean la necesidad de alternativas para su disposición final, que sean compatibles con el medio ambiente y que tengan un costo racional. <br/><br/> La industria local en el Valle de Aburrá genera lodos provenientes de sus plantas de tratamiento de aguas residuales en cantidades que están en el orden de 150 a160 toneladas diarias. De ellas, más del 80% está centrado en dos generadores, por un lado las industrias papeleras regionales y, por otro, las automotrices, las de galvanoplastia y las lavanderías de jeans. Dichos lodos se están tratando en lugares especiales, ante la prohibición de recibirlos en el relleno sanitario. <br/><br/> Las papeleras regionales, como grandes productoras de lodos, deben evaluar nuevas alternativas de disposición de los residuos, que reúnan dos condiciones básicas: ser económicamente factibles y ambientalmente seguras. <br/><br/>Por otra parte, en los últimos años, los residuos han sido el centro de atención de las empresas dedicadas a la construcción, ya que pueden reemplazar materias primas que poseen costos de explotación muy altos y que tienden a escasear, o están ubicadas en lugares alejados de donde se les requiere. <br/><br/> Con la intención de ofrecer una alternativa para la disposición de los residuos, la Universidad Pontificia Bolivariana adelantó un proyecto, financiado por Colciencias, que busca utilizar los lodos de la industria papelera en la elaboración de materiales para la construcción. <br/><br/> Con esta iniciativa, la universidad busca dar una salida al problema medio ambiental de mayor importancia en el Valle de Aburrá: la gestión integral de residuos sólidos. Además, brinda la posibilidad de producir materiales con buenas características estructurales, calidad y de bajo precio, los cuales pueden ser asequibles para la población de bajos recursos, y permiten que se estimule la construcción de viviendas de interés social en el país. <br/><br/><span style=font-weight: bold;><br/>Residuos con valor</span><br/><br/> El Grupo de Investigaciones Ambientales (GIA) y el Grupo de Investigación sobre Nuevos Materiales de la Pontificia Universidad Bolivariana se unieron a finales del 2004 para darle vida al proyecto Desarrollo de ladrillos cerámicos aligerados para la construcción, mediante la valorización de lodos de la planta de tratamiento de aguas residuales de la industria papelera. <br/><br/> El trabajo interdisciplinario (ingeniería ambiental e ingeniería química) buscaba beneficiar a la empresa Alfarera Buenavista S.A. y a la fábrica Productos Familia-Sancela, ubicadas en la ciudad de Medellín. La primera recibía ganancias industriales, al obtener un ladrillo de calidad y a menor precio, mientras que la segunda lograba darle un tratamiento adecuado y rentable a sus residuos. <br/><br/> Para determinar la viabilidad técnica de incorporar los lodos en el proceso de producción de ladrillos, se evaluaron los materiales que constituirían la pasta a conformar, tales como limo, arenas, arcillas y el lodo, con miras a establecer sus propiedades cerámicas y térmicas. <br/><br/> Luego de la caracterización, se hizo un diseño de experimentos, por medio del cual se fijaron el orden y el número de ensayos que se debían adelantar en el laboratorio antes de la fase industrial, en la cual ya se habrían eliminado todos los posibles errores de la experimentación manual. Para ello se realizaron alrededor de 100 pruebas. <br/><br/>En el ensayo a escala industrial se realizaron seis corridas de mil unidades aproximadamente. Se fabricaron ladrillos con dos clases de mezcla, en donde se varió el tipo de arcilla. Una mezcla se fabricó con arcilla de Amagá y otra con arcilla de depósitos de ladera y aluviones de la zona central del Valle de Aburrá, a su vez, a cada mezcla se le adicionó el 5, 10 y 15 % de lodo. <br/><br/>El principal hallazgo del ensayo a escala industrial fue la viabilidad de fabricar ladrillos con el 10% de lodo base seca, lo que significa que no se tiene en cuenta el peso del agua. Las resistencias de los ladrillos con lodos resultaron ser similares a las de los ladrillos convencionales, al igual que la absorción y la tasa inicial de absorción. Por otra parte, se encontró que las especificaciones de la norma de sismorresistencia de 1998 (NSR 98) se cumplen si se garantizan las cantidades típicas de material arcilloso adicionado a la mezcla o en cantidades levemente superiores. <br/><br/> La conclusión del estudio elaborado es que si la Alfarera Buenavista decide implementar esta formulación, estaría valorizando el 34% (base húmeda) de los lodos residuales generados por la industria papelera Familia-Sancela, mientras aumenta en el 7% la vida útil de la mina que usualmente explota para la producción de sus ladrillos. Además de ello, bajaría el costo de la elaboración del ladrillo en seis pesos la unidad. <br/><br/><span style=font-weight: bold;><br/>Clones ecológicos</span><br/><br/> La gran preocupación del sector de la construcción frente a este tipo de proyectos es que la calidad del ladrillo se reduzca por los materiales empleados, sin embargo, la investigación adelantada por la Universidad Pontificia Bolivariana demuestra que con la adición de lodo papelero se pueden cumplir los parámetros de calidad de los ladrillos fabricados, disminuir su densidad y no presentar cambios representativos del color final, ni defectos superficiales considerables ocasionados por la incorporación del residuo. <br/><br/> Un hallazgo de suma importancia en el tema ambiental es que con la adición del 10% de lodo los ladrillos obtenidos no representan riesgos de toxicidad durante su uso, ya que, en condiciones de descomposición, los metales pesados que contiene no migran en concentraciones consideradas peligrosas. <br/><br/> Por otra parte, la adición de lodo en la mezcla hace que la humedad óptima de moldeo sea mayor que la convencional, lo cual es una ventaja a la hora de darle forma al ladrillo (extrusión). <br/><br/>Finalmente, los investigadores encontraron que la densidad de los ladrillos disminuye con la adición de lodo en la pasta, lo que implica tener un material de construcción mucho más ligero. <br/><br/> Cuando se utiliza arcilla de Amagá en la mezcla y el óptimo de lodo del 10%, se pueden lograr disminuciones mayores de hasta el 12% que con la arcilla de depósitos de ladera y aluviones (denominada greda F o arcilla recibida), con la cual se llega a un 2%.<br/><br/> El proyecto de fabricación de ladrillos cerámicos a partir de lodos papeleros fue culminado en septiembre de 2005, y desde entonces los investigadores están a la espera de que más empresas papeleras y ladrilleras se convenzan de sus bondades. Su esperanza es que el Valle de Aburrá le apueste a un manejo más sostenible de sus residuos sólidos, al tiempo que logra disminuir notablemente los costos de la que sería materia prima para más soluciones de vivienda de interés social, en una región con altos índices de pobreza, desempleo y desplazamiento forzado.<br/><br/><br/><font size=1>* Revista Colombia, Ciencia y Tecnología de Colciencias Vol. 23 No. 3 </font><br/><br/><br/>
En los últimos cinco años, la generación de lodos de plantas de tratamiento de aguas residuales (desechos sólidos de consistencia pastosa de fácil manipulación) en nuestro país se ha incrementado notoriamente, en especial en las grandes ciudades.

Hasta ahora estos residuos domésticos e industriales habían sido dispuestos básicamente en rellenos sanitarios. Pero el creciente rechazo de la comunidad a tener cerca de su entorno lugares de acopio de desperdicios, así como una mayor presión de parte de las entidades ambientales para exigir un manejo adecuado de los rellenos, crean la necesidad de alternativas para su disposición final, que sean compatibles con el medio ambiente y que tengan un costo racional.

La industria local en el Valle de Aburrá genera lodos provenientes de sus plantas de tratamiento de aguas residuales en cantidades que están en el orden de 150 a160 toneladas diarias. De ellas, más del 80% está centrado en dos generadores, por un lado las industrias papeleras regionales y, por otro, las automotrices, las de galvanoplastia y las lavanderías de jeans. Dichos lodos se están tratando en lugares especiales, ante la prohibición de recibirlos en el relleno sanitario.

Las papeleras regionales, como grandes productoras de lodos, deben evaluar nuevas alternativas de disposición de los residuos, que reúnan dos condiciones básicas: ser económicamente factibles y ambientalmente seguras.

Por otra parte, en los últimos años, los residuos han sido el centro de atención de las empresas dedicadas a la construcción, ya que pueden reemplazar materias primas que poseen costos de explotación muy altos y que tienden a escasear, o están ubicadas en lugares alejados de donde se les requiere.

Con la intención de ofrecer una alternativa para la disposición de los residuos, la Universidad Pontificia Bolivariana adelantó un proyecto, financiado por Colciencias, que busca utilizar los lodos de la industria papelera en la elaboración de materiales para la construcción.

Con esta iniciativa, la universidad busca dar una salida al problema medio ambiental de mayor importancia en el Valle de Aburrá: la gestión integral de residuos sólidos. Además, brinda la posibilidad de producir materiales con buenas características estructurales, calidad y de bajo precio, los cuales pueden ser asequibles para la población de bajos recursos, y permiten que se estimule la construcción de viviendas de interés social en el país.


Residuos con valor


El Grupo de Investigaciones Ambientales (GIA) y el Grupo de Investigación sobre Nuevos Materiales de la Pontificia Universidad Bolivariana se unieron a finales del 2004 para darle vida al proyecto Desarrollo de ladrillos cerámicos aligerados para la construcción, mediante la valorización de lodos de la planta de tratamiento de aguas residuales de la industria papelera.

El trabajo interdisciplinario (ingeniería ambiental e ingeniería química) buscaba beneficiar a la empresa Alfarera Buenavista S.A. y a la fábrica Productos Familia-Sancela, ubicadas en la ciudad de Medellín. La primera recibía ganancias industriales, al obtener un ladrillo de calidad y a menor precio, mientras que la segunda lograba darle un tratamiento adecuado y rentable a sus residuos.

Para determinar la viabilidad técnica de incorporar los lodos en el proceso de producción de ladrillos, se evaluaron los materiales que constituirían la pasta a conformar, tales como limo, arenas, arcillas y el lodo, con miras a establecer sus propiedades cerámicas y térmicas.

Luego de la caracterización, se hizo un diseño de experimentos, por medio del cual se fijaron el orden y el número de ensayos que se debían adelantar en el laboratorio antes de la fase industrial, en la cual ya se habrían eliminado todos los posibles errores de la experimentación manual. Para ello se realizaron alrededor de 100 pruebas.

En el ensayo a escala industrial se realizaron seis corridas de mil unidades aproximadamente. Se fabricaron ladrillos con dos clases de mezcla, en donde se varió el tipo de arcilla. Una mezcla se fabricó con arcilla de Amagá y otra con arcilla de depósitos de ladera y aluviones de la zona central del Valle de Aburrá, a su vez, a cada mezcla se le adicionó el 5, 10 y 15 % de lodo.

El principal hallazgo del ensayo a escala industrial fue la viabilidad de fabricar ladrillos con el 10% de lodo base seca, lo que significa que no se tiene en cuenta el peso del agua. Las resistencias de los ladrillos con lodos resultaron ser similares a las de los ladrillos convencionales, al igual que la absorción y la tasa inicial de absorción. Por otra parte, se encontró que las especificaciones de la norma de sismorresistencia de 1998 (NSR 98) se cumplen si se garantizan las cantidades típicas de material arcilloso adicionado a la mezcla o en cantidades levemente superiores.

La conclusión del estudio elaborado es que si la Alfarera Buenavista decide implementar esta formulación, estaría valorizando el 34% (base húmeda) de los lodos residuales generados por la industria papelera Familia-Sancela, mientras aumenta en el 7% la vida útil de la mina que usualmente explota para la producción de sus ladrillos. Además de ello, bajaría el costo de la elaboración del ladrillo en seis pesos la unidad.


Clones ecológicos


La gran preocupación del sector de la construcción frente a este tipo de proyectos es que la calidad del ladrillo se reduzca por los materiales empleados, sin embargo, la investigación adelantada por la Universidad Pontificia Bolivariana demuestra que con la adición de lodo papelero se pueden cumplir los parámetros de calidad de los ladrillos fabricados, disminuir su densidad y no presentar cambios representativos del color final, ni defectos superficiales considerables ocasionados por la incorporación del residuo.

Un hallazgo de suma importancia en el tema ambiental es que con la adición del 10% de lodo los ladrillos obtenidos no representan riesgos de toxicidad durante su uso, ya que, en condiciones de descomposición, los metales pesados que contiene no migran en concentraciones consideradas peligrosas.

Por otra parte, la adición de lodo en la mezcla hace que la humedad óptima de moldeo sea mayor que la convencional, lo cual es una ventaja a la hora de darle forma al ladrillo (extrusión).

Finalmente, los investigadores encontraron que la densidad de los ladrillos disminuye con la adición de lodo en la pasta, lo que implica tener un material de construcción mucho más ligero.

Cuando se utiliza arcilla de Amagá en la mezcla y el óptimo de lodo del 10%, se pueden lograr disminuciones mayores de hasta el 12% que con la arcilla de depósitos de ladera y aluviones (denominada greda F o arcilla recibida), con la cual se llega a un 2%.

El proyecto de fabricación de ladrillos cerámicos a partir de lodos papeleros fue culminado en septiembre de 2005, y desde entonces los investigadores están a la espera de que más empresas papeleras y ladrilleras se convenzan de sus bondades. Su esperanza es que el Valle de Aburrá le apueste a un manejo más sostenible de sus residuos sólidos, al tiempo que logra disminuir notablemente los costos de la que sería materia prima para más soluciones de vivienda de interés social, en una región con altos índices de pobreza, desempleo y desplazamiento forzado.


* Revista Colombia, Ciencia y Tecnología de Colciencias Vol. 23 No. 3


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