Opinión

Concretos ligeros y materiales amigables al medioambiente: alternativas para la construcción sustentable en México

Concretos ligeros y materiales amigables al medioambiente: alternativas para la construcción sustentable en México

Concretos ligeros y materiales amigables al medioambiente: alternativas para la construcción sustentable en México

La Crónica de Hoy / La Crónica de Hoy
Emmanuel A. Flores Johnson*

En los últimos años, en México han surgido nuevos materiales amigables al medioambiente, como los ladrillos hechos a base de sargazo y otros tipos de ladrillos ecológicos elaborados con materiales naturales o reciclados.

RETOS ACTUALES EN EL ÁREA DE MATERIALES PARA LA CONSTRUCCIÓN. La industria de la construcción en México ha evolucionado en las últimas decadas, en muchos casos, a la par con los países más desarrollados, lo que ha dado lugar a grandes y modernas construcciones, tales como los rascacielos y edificaciones sismorresistentes, lo cual es más notorio en las ciudades más grandes del país.

Sin embargo, se puede decir que esta evolución no se ha dado al mismo ritmo en la construcción de viviendas habitacionales, sobre todo en estados donde existe un rezago económico, lo cual está relacionado con el costo de la introducción de nuevas tecnologías y nuevos materiales, así como con la inercia al cambio en la forma de construir, lo cual impide la implementación de nuevos sistemas constructivos.

Si bien, el uso de técnicas constructivas tradicionales para la construcción de viviendas y edificios de baja altura no es un problema per se, muchas de estas edificaciones son vulnerables a los fenómenos naturales, tales como los sismos y los huracanes, lo cual puede resultar no solamente en pérdidas materiales, sino también de vidas.

Otros problemas a los que se enfrentan las viviendas construidas sin el uso de nuevas tecnologías en ciertas zonas del país, son los efectos de las temperaturas extremas debido a un aislamiento térmico pobre. Esto resulta en un nivel de confort bajo para sus habitantes y en un exceso en el consumo energético, ya sea para enfriar o calentar la vivienda por medios artificiales, tales como aires acondicionados o sistemas de calefacción.

Debido al cambio climático y el encarecimiento de las materias primas, cada vez es más necesario reducir la dependencia de los materiales derivados de fuentes no renovables y disminuir el consumo energético de la fabricación de los mismos. Esto se puede lograr por medio de la introducción de tecnologías constructivas que utilicen materiales ligeros, con agregados reciclados o de origen natural.

CONCRETOS LIGEROS. Los concretos ligeros son materiales a base de cemento que tienen una densidad en el rango de 300 a 1800 kg/m3, la cual es mucho menor que la del concreto tradicional (2400 kg/m3). La baja densidad de los concretos ligeros se puede lograr por medio del uso de agregados de baja densidad o mediante la incorporación de burbujas de aire en el mortero de cemento (concretos celulares).

El concreto con agregado de poliestireno expandido es un ejemplo de un concreto ligero con propiedades de aislamiento térmico. Si bien, este material tiene una resistencia mecánica menor que la del concreto tradicional, ofrece ciertas ventajas, sobre todo si el poliestireno expandido proviene del reciclado. El concreto con poliestireno expandido se puede usar en aplicaciones no estructurales, como la producción de bloques ligeros y muros prefabricados.

El concreto ligero también se puede obtener usando ceniza volante como agregado para sustituir parcialmente algunos agregados del concreto tradicional. La ceniza volante es un residuo sólido que se obtiene principalmente de las centrales termoeléctricas que utilizan carbón mineral como combustible. La utilización de la ceniza volante en combinación con otros agregados ligeros puede ayudar a la producción de concretos sustentables.

El concreto espumado es un concreto celular ligero hecho a base de mortero de cemento, al cual se le agrega una espuma preformada. El concreto espumado es un material que ofrece muchas ventajas para ciertas aplicaciones no estructurales en la industria de la construcción. Su baja densidad permite la reducción de cargas muertas, lo cual no sólo se traduce en una disminución de los costos de los elementos estructurales, como trabes y columnas, sino también, en la reducción del riesgo de colapso durante un sismo.

El concreto espumado, además, tiene buenas propiedades de aislamiento térmico y acústico. Una de las desventajas del concreto celular es su baja resistencia mecánica, lo cual se puede compensar parcialmente con la adicción de fibras.

MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN AMIGABLES AL MEDIOAMBIENTE. El uso de materiales de contrucción sustentables no es nuevo. Como ejemplo podemos mencionar el “hempcrete", un material compuesto hecho a base de fibras del cáñamo industrial, cal, arena y agua. El hempcrete ha sido utilizado en Europa desde la década de 1990 y, en la actualidad, es utilizado en varias partes del mundo.

La densidad del hempcrete es de alrededor de 300 kg/m3 por lo que es un material aislante y ligero, que puede ser utilizado para aplicaciones no estructurales, como la fabricación de bloques para muros. El impacto ambiental de la fabricación de bloques de hempcrete es mínimo en comparación con la utilización del concreto.

Aquí en México, y en otras partes del mundo, las construcciones de adobe son un clásico ejemplo del uso de un material sustantable. El adobe es un material ecológico, económico y con buen aislamiento térmico, sin embargo, presenta algunas desventajas, como alta densidad y absorción de humedad.

En los últimos años, en México han surgido nuevos materiales amigables al medioambiente, como los ladrillos hechos a base de sargazo y otros tipos de ladrillos ecológicos elaborados con materiales naturales o reciclados.

UNA PERSPECTIVA SOBRE EL FUTURO DE LOS MATERIALES SUSTENTABLES EN LA CONSTRUCCIÓN. La tendencia actual es el desarrollo de nuevos materiales para la construcción que sean livianos, resistentes, aislantes, sustentables y amigables al medioambiente.

En varios países avanzados se están realizando grandes esfuerzos para desarrollar estos materiales y tecnologías e implemetarlos en la construcción de viviendas para contrarrestar los efectos del cambio climático, los cuales ya se empiezan a sentir en la actualidad como una realidad en el presente1.

Las predicciones para el futuro de las consecuencias del calentamiento global en la vida diaria no son favorables y debemos estar preparados para ello. En un futuro no muy lejano se requerirá la construcción de casas sustentables, con una huella de carbono neutra o negativa, en un mundo donde cada día habrán más personas. La reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero es una prioridad y esto se puede alcanzar, en parte, por medio del desarrollo y el uso de materiales sustentables.

En la Unidad de Materiales del Centro de Investigación Científica de Yucatán (CICY), se está trabajando en el desarrollo de materiales sustentables para la construcción. Como un ejemplo, se están desarrollando concretos espumados reforzados con fibras naturales de henequén, que sean aislantes, ligeros y con aplicaciones en zonas sísmicas2,3.

Este trabajo se realiza con diversas técnicas experimentales junto con el modelado computacional, usando el método de los elementos finitos4. Otro ejemplo de estos desarrollos en el CICY es el de maderas plásticas obtenidas por medio de residuos de madera (provenientes de la poda urbana) y plástico recuperado5.

Como conclusión, es imperante que cada vez más instituciones gubernamentales, centros de investigación, universidades, empresas privadas, personas y la sociedad en general se sumen al desarrollo y la implementación de tecnologías y materiales sustentables en la industria de la construcción para enfrentar los retos que se avecinan en un futuro no muy lejano.

* Es doctor en Ingeniería Mecánica por la Universidad de Manchester, Inglaterra, y es Investigador Cátedra Conacyt en la Unidad de Materiales del CICY. http://emmanuel.flores@cicy.mx, https://www.cicy.mx/unidad-de-materiales/

REFERENCIAS

1. “Efectos del cambio climático”: https://www.gob.mx/inecc/acciones-y-programas/efectos-del-cambio-climatico; [accesado 24/09/2020].

2. Castillo-Lara et al., Mechanical Properties of Natural Fiber Reinforced Foamed Concrete. Materials 2020, 13:3060.

3. Proyecto Convocatoria CONACYT Problemas Nacionales 2017, No. 6718.

4. Flores-Johnson et al., Shaking Table Test of U-Shaped Walls Made of Fiber-Reinforced Foamed Concrete. Materials 2020, 13:2534.

5. Cruz-Estrada et al., Potential use of waste from tree pruning and recovered plastic to obtain a building material: Case study of Merida, Mexico. Waste Management & Research 2020, doi:10.1177/0734242X20928404.