El profesor asociado Viet investiga materiales de hormigón a partir de lodos de depuradora y cenizas volantes.

El profesor asociado Dr. Huynh Trong Phuoc (Universidad de Can Tho ) participó en la investigación de materiales similares al hormigón a partir de lodos de depuradora y cenizas volantes aplicados a la nivelación.

El profesor asociado Huynh Trong Phuoc (35 años) acaba de recibir el Premio Globo de Oro 2023 por sus destacados logros en el campo de la investigación y la formación científica , en el que la creación de materiales a partir de lodos residuales es uno de los proyectos destacados.

El profesor asociado Phuoc explicó que la investigación se realizó cuando cursaba su doctorado en la Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología de Taiwán hace siete años. En aquel entonces, una empresa de tratamiento de aguas residuales de Taipéi encargó un estudio para utilizar los lodos de la fábrica como material para el vertedero interno del campus.

El Dr. Phuoc y su equipo de investigación han desarrollado una fórmula para mezclar sedimentos con cenizas volantes y una pequeña cantidad de cemento y otros aditivos para crear un material de baja resistencia controlada (CLSM). La adición de cemento y aditivos creará un entorno favorable para que las cenizas volantes y los sedimentos participen en las reacciones químicas, formando un material CLSM con capacidad de carga.

El profesor asociado Dr. Huynh Trong Phuoc (segundo desde la izquierda) durante sus estudios e investigaciones en Taiwán. Foto: NVCC

Explicó que los lodos de las plantas de tratamiento de aguas residuales contienen un contenido bastante alto de dióxido de silicio (SiO₂) y óxido de aluminio (Al₂O₃), similar a la composición de las cenizas volantes de las centrales térmicas de carbón. La densidad y la composición de las partículas de estos dos materiales no difieren mucho, por lo que son muy adecuados para su mezcla en la fabricación de materiales de MRBC. "Dependiendo de las necesidades específicas de la unidad solicitante, se puede ajustar el contenido de cada componente del material para obtener un producto que cumpla con los requisitos de uso", explicó.

El equipo de investigación ha desarrollado un proceso para crear materiales CLSM utilizando lodos y cenizas extraídos directamente de las fuentes de emisión al laboratorio y utilizados directamente sin procesamiento adicional.

El profesor asociado Phuoc explicó que, según las condiciones específicas, es posible mezclar directamente con humedad o en seco (los materiales deben secarse antes de su uso). Para los materiales de CLSM destinados a vertederos, el grupo optó por el método de mezcla húmeda para ahorrar costos de procesamiento.

Proceso de recolección de lodos en la fábrica con fines de investigación. Foto: NVCC

Tras numerosas pruebas de laboratorio, evaluando y ajustando los pasos, el equipo optimizó la fórmula para que el producto cumpliera con los requisitos de uso. Este es también el paso más difícil y laborioso, ya que requiere cálculos de diseño y mezcla. El equipo tuvo que realizar numerosos intentos, ya que cada vez que se ajustaba una pequeña cantidad de ingredientes, las propiedades del producto cambiaban considerablemente. Además, el método y el proceso de mezcla, así como el tipo de equipo utilizado, también influyeron considerablemente en los resultados de la investigación.

En comparación con los materiales de relleno de arena tradicionales, el profesor asociado Phuoc explicó que se trata de dos métodos completamente diferentes. Al rellenar con arena convencional, se utiliza la potencia del rodillo para compactar el material a la densidad de diseño necesaria para su aceptación. El CLSM es un material de baja resistencia controlada, similar a un tipo de hormigón diseñado con propiedades para diferentes propósitos, lo que significa que puede ajustarse completamente a los requisitos de uso. Cuanto mayores sean los requisitos de calidad, mayores serán los costos de producción.

El material tiene un gran potencial en aplicaciones prácticas para vertederos. Sin embargo, el profesor asociado Phuoc afirmó que, para su uso masivo como material común para vertederos, es necesario analizar los costos reales de producción y evaluar el impacto ambiental a largo plazo. "Se requieren normas y regulaciones específicas sobre los requisitos técnicos para la construcción y la aceptación por separado", afirmó. Además, la fuente de lodos y cenizas volantes debe contar con una fuente de recolección estable en términos de calidad, suficiente para proporcionar grandes reservas a escala industrial para una aplicación práctica.

Imagen microscópica del material CLSM del equipo de investigación. Foto: NVCC

La investigación del equipo fue muy valorada y se instaló un vertedero de prueba en las instalaciones de una planta de tratamiento de agua en Taipéi. Las evaluaciones preliminares realizadas inmediatamente después de la instalación demostraron la alta aplicabilidad del material diseñado. El equipo realiza monitoreo y muestreos periódicos para evaluar el rendimiento a largo plazo de este material y así optimizar los métodos de diseño y construcción de materiales de MRBC.

Se han realizado algunos estudios en el país sobre la aplicación de cenizas volantes y lodos como material de nivelación, pero no se han publicado muchos en artículos científicos. Para su aplicación en Vietnam, es necesario desarrollar un conjunto de normas técnicas que sirvan de base para el cálculo de las normas de materiales, a fin de utilizarlas en proyectos de puentes y carreteras con recursos del presupuesto estatal.

Además, la fuente de materias primas debe garantizar la estabilidad y la continuidad para llevar a cabo proyectos a gran escala. Las cenizas volantes pueden satisfacer la demanda, pero según el profesor asociado Phuoc, es difícil satisfacer la demanda de lodos, ya que los sistemas de tratamiento de agua solo dragan cada uno o dos años. Añadió que este problema se puede resolver investigando el uso de otros recursos para sustituir los lodos o modificando la fórmula para aumentar o disminuir la proporción de materias primas, pero sin dejar de cumplir con los requisitos. "Actualmente, algunas empresas de construcción de carreteras han planteado la posibilidad de realizar proyectos piloto a pequeña escala y han propuesto establecer normas técnicas, evaluaciones de impacto ambiental y otros procedimientos para su implementación a gran escala", afirmó el profesor asociado Phuoc.

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