Cenizas de termoeléctricas, con alta propiedad anticorrosiva

 
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BOGOTÁ D. C., 30 de marzo de 2017 — Agencia de Noticias UN-

Reparar el deterioro por corrosión que afecta carreteras, puentes y edificaciones en los primeros diez años de vida útil de las estructuras cuesta miles de millones de dólares en todo el mundo.Los iones de cloruro presentes en el ambiente –que ingresan a las estructuras de concreto hasta llegar al acero de refuerzo– deterioran el material y sus propiedades, lo cual ocasiona problemas en la infraestructura.

La capacidad de la ceniza para fijar el cloruro es explicada por Leonardo Augusto Fonseca, doctor en Ingeniería-Ciencia y Tecnología de Materiales de la Universidad Nacional de Colombia (UN): cuando los iones de cloruro del ambiente salino se introducen en la estructura, el aluminio que se encuentra dentro de la ceniza volante captura los iones por medio de un proceso de adsorción y los deja dentro del concreto e impide que lleguen hasta el acero de refuerzo.

En la búsqueda de materiales que ralenticen o retarden el inicio de la corrosión en las estructuras de concreto, la investigación adelantada por el ingeniero Fonseca determinó que las cenizas volantes pueden convertirse en una fuente de materia prima prometedora en la generación de cementos “verdes”.

La ceniza volante es el residuo de la combustión del carbón usado en las termoeléctricas. Se trata de uno de los desechos más importantes en Europa, donde alcanza las 100 megatoneladas al año (mt/año), o en países como Estados Unidos, donde se producen más de
136 mt/año y solo un 30 % es aprovechado en usos benéficos como la adición al concreto; el 70 % sobrante termina en rellenos sanitarios.

Aunque las ventajas de la mezcla de cemento y cenizas volantes ya han sido demostradas y probadas en otros países, en Colombia todavía es una tecnología incipiente. El país cuenta con cuatro plantas termoeléctricas a base de carbón, pero el residuo que resulta del proceso aún no responde a procesos de calidad y va a parar a rellenos sanitarios.

Para demostrar el potencial anticorrosivo de las cenizas volantes, el investigador tomó muestras de este residuo en Termosochagota y Termopaipa (Boyacá), y en Termotasajero (San Cayetano, Norte de Santander). Después realizó diversas pruebas usando una mezcla control –que solo contenía cemento– y otras siete en las que varió la cantidad de ceniza mezclada con cemento; en la primera prueba combinó 5 % de ceniza con 95 % de cemento y fue variando con porcentajes de 10, 15, 20, 30, 40 y 50.

Por más de un siglo

El ingeniero Fonseca señala que la forma de determinar la capacidad del concreto para resistir la penetración de cloruros se hace por medio de la Prueba Rápida de Permeabilidad de Cloruros (RCPT, por sus siglas en inglés), la cual indica la probabilidad –baja, moderada y alta– de que el acero se corroa.

Los resultados indicaron que la muestra control tenía una alta penetrabilidad de los iones de cloruro, pero cuando se empezó a adicionar ceniza volante la probabilidad descendió hasta “baja”. La mayor efectividad se dio cuando la mezcla tuvo 50 % del residuo.

De acuerdo con el investigador “en 330 días cabe toda la probabilidad de que los cloruros se fijen, ya que después de este periodo los materiales de la mezcla reaccionan y se hacen más densos, lo que impide el ingreso de las sales”.

Aunque a medida que aumenta el porcentaje de remplazo de ceniza la velocidad de corrosión también se eleva, esta es muy baja: alrededor de 0,003 milímetros de corrosión por año, es decir que para que el acero de refuerzo se corroa un centímetro deben pasar 150 años.

Menos calor, mayor duración

Otro aspecto que se tuvo en cuenta para la investigación fue el calor de hidratación, que es la temperatura generada por la reacción entre cemento y agua, que debe ser mínima, pues cuanto más caliente esté el concreto, más probabilidades existen de que se produzcan fisuras en las estructuras a corto plazo.

Así, el investigador encontró que la ceniza volante producida en Termosochagota es de mejor calidad debido a que produce menos calor de hidratación cuando se mezcla con el cemento y además reacciona completamente y evita la aparición de grietas.

“También se demostró que al añadir entre el 10 % y el 15 % de remplazo de ceniza aumentó la resistencia del concreto”, añade el investigador, quien destaca que otro beneficio del uso de este residuo es la reducción de los costos.

Por ejemplo, agrega, si inicialmente una construcción necesita 1.000 sacos de cemento, con el remplazo de ceniza volante esa cantidad se reduce a 850, ya que 150 sacos corresponderían a este último material. Además se trata de una materia prima económica, pues una tonelada de cemento cuesta 10 millones de pesos, mientras que la misma cantidad de ceniza vale apenas 200.000 pesos.

Fuente: agenciadenoticias.unal.edu.co

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