La industria de la construcción es uno de los sectores más intensivos en recursos de la economía alemana. Los edificios de la nación constituyen una vasta reserva de materias primas, albergando alrededor de 100 mil millones de toneladas métricas de materiales que podrían recuperarse y devolverse al ciclo del material al final de su vida útil. Cuatro Institutos Fraunhofer han unido fuerzas en el proyecto BauCycle para poner en marcha el reciclaje de fracciones de partículas finas de arena y grava que no se pueden recuperar hoy para su reutilización en otros proyectos de construcción. El equipo de investigación presentará los resultados de su trabajo en la feria BAU 2019 en Múnich del 14 al 19 de enero. El escaparate del stand 528 en el pabellón C2 contará con bloques de hormigón celular hechos de escombros reciclados. materiales de construcción acústicos, y componentes hechos de granulados minerales.

Después de un día en la playa la arena difícilmente parece escasear. Las apariencias engañan porque este valioso producto es cada vez más escaso en muchos países, una de las razones es el auge mundial de la construcción. Se necesitan montañas de hormigón que consiste principalmente en arena y grava, para construir hoteles, centros comerciales y parques industriales. Dubai por ejemplo, tuvo que importar arena australiana para erigir el rascacielos Burj Khalifa; su propia arena del desierto no era adecuada para este propósito. Incluso los depósitos de grava y arena de Alemania están disminuyendo, como señaló un informe reciente del Instituto Federal de Geociencias y Recursos Naturales.

En todo el mundo, Cada año se consumen unos 40 mil millones de toneladas métricas de arena y grava. Durante el mismo período de tiempo en Alemania, Los edificios e infraestructura demolidos dejan alrededor de cinco millones de toneladas métricas de escombros de construcción de grano fino. Hasta la fecha, ha terminado en vertederos o se ha utilizado en la construcción de carreteras; el reciclaje era inaudito. Esto llevó a los Institutos Fraunhofer para Física de la Construcción IBP, para flujo de materiales y logística IML, para el medio ambiente, Tecnología de Seguridad y Energía UMSICHT, y para Optronics, Tecnología de sistemas y análisis de imágenes IOSB (ver cuadro) para lanzar un proyecto llamado BauCycle para reciclar residuos de construcción. Su objetivo es transformar esta mezcla de minerales en un recurso sostenible y demostrar aplicaciones potenciales en la construcción. Un objetivo específico es reciclar partículas de residuos minerales de construcción que midan menos de dos milímetros de diámetro. Para hacerlo los investigadores están desarrollando procesos de clasificación innovadores y materiales de construcción de alta calidad. Y para cubrir toda la cadena de valor, también planean establecer una plataforma de mercado dinámica donde las materias primas se comercialicen como productos básicos.

"La arena de construcción no es sobreabundante; en Europa, por ejemplo, la arena es escasa en Suecia y Francia. El método convencional de tratamiento de los escombros es triturarlos. Los componentes de menos de dos milímetros se tamizan y terminan en el vertedero. Si estos escombros de construcción de grano fino, que consisten principalmente en ladrillos silicocalcáreos, ladrillos hormigón y pequeñas cantidades de yeso - debían reciclarse, esto podría corregir la escasez de arena a largo plazo, "dice el Dr. Volker Thome, científico de Fraunhofer IBP, el director del proyecto.

Clasificación opto-neumática para fracciones finas

El primer paso es clasificar el contenido heterogéneo de los escombros. Las partículas de yeso deben separarse de forma selectiva; son decisivas para la reciclabilidad de la fracción de hormigón. Los investigadores desarrollaron un detector opto-neumático que permite separar fracciones finas en función del color, brillo y composición química de las partículas; incluso es capaz de distinguir los sulfatos de los silicatos. "Los componentes de desecho se colocan en una cinta transportadora que los transporta a través de una cámara infrarroja equipada con filtros especiales para detectar las diversas fracciones finas. Las partículas caen del extremo de la cinta en caída libre, boquillas pasadas que disparan los componentes principales en diferentes contenedores con ráfagas específicas de aire comprimido, "dice Thome, describiendo esta técnica de computación óptica. El Dr. Thome y su equipo han logrado diferenciar partículas de un milímetro. Esta tecnología puede alcanzar un rendimiento de 1,5 toneladas métricas por hora.

Hacer hormigón celular a partir de los escombros del edificio

En el mejor de los casos, cuatro agregados limpios pueden reciclarse y reutilizarse para producir concreto aireado, un material de construcción ligero con buenas propiedades de aislamiento térmico. Es apto para la construcción de viviendas de dos plantas y como aislamiento interior. Las pruebas han demostrado que los agregados de hormigón y ladrillos silicocalcáreos también son reciclables y pueden servir como materia prima secundaria para fabricar calidades competitivas de hormigón celular. Los científicos lograron los mejores resultados con una mezcla de 80 por ciento de ladrillos silicocalcáreos y 20 por ciento de hormigón recuperado. Otro hallazgo del proyecto fue que se puede utilizar una combinación de ladrillos y hormigón recuperado para fabricar geopolímeros, un material de construcción sin cemento, fuerte y resistente a los ácidos, muy parecido al hormigón. Los geopolímeros tienen la ventaja adicional de una huella de carbono muy baja.

Los investigadores fabricaron varios componentes para demostrar el potencial de reciclaje de los residuos de la construcción. Estos tendrán un lugar destacado en el stand de Fraunhofer (stand 538 en el pabellón C2) en la feria BAU en Múnich del 14 al 19 de enero. Un equipo de expertos mostrará muestras de diferentes mezclas de hormigón celular, revestimiento de fachadas de geopolímeros, y un prototipo de fonoabsorbente, Panel de granulado de poros abiertos. "En las pruebas, nuestro componente acústico hecho de materias primas secundarias exhibió las mismas propiedades de absorción de sonido que los productos disponibles en el mercado, "dice Thome.

Commodities exchange on the drawing board

Plans are underway to establish a commodities exchange where raw material vendors and recycling companies can offer their products. Building material manufacturers will be able to buy source materials on this platform. "Recycled products have yet to be sold on established markets. There is a lack of confidence in and knowledge of these secondary raw materials. We want to close this gap with a commodities exchange, " says the project manager by way of explanation.

This recycling concept for fine-grained construction materials is also applicable to other industries that work with similar fine fractions. Many mechanical processing plants such as glass-recycling and mining-industry facilities produce this type of waste.