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 logros sobresalientes 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 más destacados.

El profesor asociado Phuoc afirmó que la investigación se llevó a cabo 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 disponibles en la fábrica como material para un vertedero interno dentro del campus.

El Dr. Phuoc y su equipo de investigación han desarrollado una fórmula para mezclar sedimentos con cenizas volantes, una pequeña cantidad de cemento y otros aditivos, creando así un material de baja resistencia controlada (CLSM). El cemento y los aditivos añadidos generan un entorno favorable para que las cenizas volantes y los sedimentos reaccionen químicamente, dando lugar a un material CLSM con capacidad de carga.

El profesor asociado Dr. Huynh Trong Phuoc (segundo por la izquierda) durante su época de estudios e investigación en Taiwán. Foto: NVCC

Afirmó que los lodos de las plantas de tratamiento de aguas residuales contienen un alto contenido 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 granulométrica de estos dos materiales son muy parecidas, por lo que resultan idóneos para su mezcla en la fabricación de materiales CLSM. «Según las necesidades específicas del cliente, se puede ajustar el contenido de cada componente para obtener un producto que cumpla con los requisitos de uso», añadió.

El equipo de investigación ha desarrollado un proceso para crear materiales CLSM utilizando lodos y cenizas recogidos directamente de las fuentes de emisión y llevados al laboratorio, donde se utilizan directamente sin procesamiento adicional.

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

Proceso de recogida 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. Esta etapa, la más difícil y laboriosa, requirió cálculos de diseño y mezcla. El equipo tuvo que realizar múltiples pruebas, ya que cualquier ajuste, por pequeño que fuera, en las cantidades de los ingredientes, modificaba significativamente las propiedades del producto. Además, el método y el proceso de mezcla, así como el tipo de equipo empleado, influyeron notablemente en los resultados de la investigación.

En comparación con los materiales de relleno de arena tradicionales, el profesor asociado Phuoc afirmó que se trata de dos métodos completamente diferentes. El relleno con arena convencional depende de la fuerza del rodillo para compactar el material hasta alcanzar la densidad requerida. El CLSM es un material de baja resistencia controlada, similar a un tipo de hormigón con propiedades diseñadas para distintos usos, lo que permite ajustarlo completamente a las necesidades específicas. A mayor exigencia de calidad, mayor será el incremento en los costos de producción.

El material tiene un gran potencial para aplicaciones prácticas en vertederos; sin embargo, el profesor asociado Phuoc afirmó que, para poder implementarlo masivamente como material común de vertedero, es necesario analizar los costos reales de producción y evaluar el impacto ambiental a largo plazo. «Se requieren normas y reglamentos específicos sobre los requisitos técnicos para la construcción y la aceptación por separado», señaló. Además, la fuente de lodos y cenizas volantes debe contar con un suministro estable en términos de calidad, suficiente para proporcionar grandes reservas para la producción a escala industrial y así fundamentar su aplicación práctica.

Imagen de microscopía confocal de barrido láser (CLSM) del equipo de investigación. Foto: NVCC

La investigación del equipo fue muy bien recibida y se implementó un vertedero experimental en las instalaciones de una planta de tratamiento de agua en Taipéi. Las evaluaciones preliminares realizadas inmediatamente después de su implementación demostraron la alta aplicabilidad del material diseñado. El equipo realiza un seguimiento y muestreo periódico para evaluar el rendimiento a largo plazo de este material y así optimizar los métodos de diseño y construcción para el material CLSM.

En el país se han realizado algunos estudios sobre la aplicación de cenizas volantes y lodos como material de nivelación, pero pocos se han publicado 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 cantidades de materiales, para su uso en proyectos de puentes y carreteras financiados con fondos públicos.

Además, para llevar a cabo proyectos a gran escala, es fundamental garantizar la estabilidad y la continuidad del suministro de materias primas. Si bien las cenizas volantes pueden satisfacer la demanda, según el profesor asociado Phuoc, resulta difícil cubrir la demanda de lodos, ya que los sistemas de tratamiento de aguas solo realizan dragados cada uno o dos años. Afirmó que este problema puede resolverse investigando el uso de otros recursos para sustituir los lodos o modificando la fórmula para aumentar o disminuir la proporción de materias primas, manteniendo los requisitos. «Actualmente, algunas empresas constructoras de infraestructuras viales han planteado la cuestión de los proyectos piloto a pequeña escala y han propuesto establecer normas técnicas, evaluaciones de impacto ambiental y otros procedimientos para su implementación a gran escala», concluyó el profesor asociado Phuoc.

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