Científicos de la Universidad de Tartu y la Universidad de Ciencias de la Vida de Estonia han creado un material de construcción que consiste principalmente en turba y ceniza de pizarra bituminosa que podría reducir los costos de construcción de una casa privada casi diez veces. El objetivo era crear un material de construcción autoportante basado en los recursos naturales y los residuos locales que pudiera usarse para imprimir casas de impresión 3D de hasta dos pisos de altura directamente en el sitio de construcción.

Los humedales cubren alrededor del 22 por ciento de la superficie de Estonia, pero la turba que crece allí no se usa mucho. Solo se ha considerado utilizable la parte superior más seca de la capa de turba. La parte no utilizada se deja descomponer. Esta turba también podría utilizarse de forma económicamente beneficiosa. Muchas fracciones se pueden separar de la turba, por ejemplo sustancias húmicas y ceras, y el residuo final incluso se puede utilizar para producir celulosa.

El método más popular para extraer turba es la molienda. Durante el fresado, Se cortan capas de 10 a 20 mm del depósito de turba y se dejan secar. Para que este método dé sus frutos, la mayoría de los campos de molienda tienen más de 100 hectáreas.

Aumento del valor de los residuos

"Hasta aquí, nadie ha producido compuestos de turba como material de construcción porque la turba evita que muchos materiales se endurezcan. En nuestro proyecto, logramos superar este problema, "dijo Liiv. En lugar del cemento habitual, Los científicos de Tartu utilizan cenizas de esquisto bituminoso como aglutinante en su mezcla. En Estonia, se estima que en un año se crean alrededor de 7 millones de toneladas de cenizas de esquisto bituminoso, sólo el 5 por ciento se reutiliza. El resto se deposita en colinas de ceniza y esto genera una contaminación ambiental considerable.

La ceniza de esquisto bituminoso se clasifica como un residuo peligroso porque se vuelve muy básica cuando entra en contacto con el agua (pH casi 13). Sin embargo, La ceniza con ese pH es la mejor opción para los materiales de construcción. El material desarrollado es completamente inofensivo y seguro para el medio ambiente.

Es más, durante la prueba, los científicos encontraron una solución para reducir el tiempo de fraguado de aproximadamente 30 días a un día. Si el pH de una solución de poros es inferior a nueve, no se endurecerá. Este problema se resuelve con un pH muy alto al unir el óxido de potasio y los metales alcalinos que se encuentran en las cenizas de esquisto bituminoso a compuestos insolubles.

Dentro de la turba La ceniza de esquisto bituminoso reacciona con ácidos húmicos y absorbe dióxido de carbono. Debido a reacciones químicas, el aglomerante se convierte en hormigón y piedra caliza regulares. Según Toomas Tenno, profesor de la cátedra de química coloidal y ambiental de la Universidad de Tartu, aditivos nanométricos, p.ej. humo de nanosílice o silicio, se añaden a la turba y a la ceniza de esquisto bituminoso para mejorar sus propiedades.

"Como las partículas son muy pequeñas, se disuelven bien y se distribuyen uniformemente por todo el material. El humo de silicio mejora significativamente la calidad de este material, "dijo Tenno.

Pasó aproximadamente un año antes de que se encontrara la mezcla adecuada para el material que es fuerte y tiene alta conductividad térmica. Después del endurecimiento final, el material es fuerte y muy ligero, tiene baja transferencia de calor y es duradero. Aunque la turba también se utiliza como combustible, el material desarrollado por los científicos es incombustible. El material de turba alcanza su dureza inicial en 24 horas pero permanece elástico durante mucho más tiempo. Por lo tanto, no hay necesidad de aislamiento o rellenos y toda la estructura se vuelve hermética sin agregar ninguna protección contra el viento. Es más, es un buen bloqueador de ruido.

Como la turba y la ceniza bituminosa no son muy caras, Los constructores estarían especialmente felices con el precio del material. Según Liiv, Los científicos calcularon que el costo de la construcción de una carcasa de casa impresa con este material con una superficie de piso de 100-150 metros cuadrados podría ser de alrededor de € 5, 000 (en comparación con la construcción del armazón de un edificio enmarcado de tamaño equivalente, que costaría unas diez veces más).

Por ahora, la investigación y muchas pruebas se han completado. Los problemas con la tecnología de materiales se han resuelto con éxito. El material de turba está listo para fabricar como elementos, pero aún queda mucho trabajo por hacer para la impresión 3D.