Los lodos de depuradora podrían utilizarse para evitar que 117.000 kilómetros de tuberías de alcantarillado en Australia se agrieten en el futuro, sin intervención humana alguna, lo que ayudaría a ahorrar 1.400 millones de dólares en costes anuales de mantenimiento.
Un proyecto pionero en el mundo dirigido por el profesor Yan Zhuge, experto en ingeniería sostenible de la Universidad South Australia, ensaya una novedosa solución para frenar los niveles de corrosión sin precedentes en las envejecidas tuberías de hormigón del país.
El ácido corrosivo procedente de las bacterias que oxidan el azufre en las aguas residuales, junto con las cargas excesivas, la presión interna y las fluctuaciones de temperatura están agrietando las tuberías y acortando su vida útil, lo que resulta en cientos de millones de dólares en reparaciones cada año en Australia.
El hormigón autorreparable, con microcápsulas llenas de lodos de depuradora, podría ser la solución.
"Los lodos son prometedores para mitigar la corrosión microbiana en las tuberías de hormigón del alcantarillado, ya que funcionan como agentes reparadores para resistir la corrosión ácida y reparar las grietas", afirma el profesor Zhuge.
Los investigadores desarrollarán microcápsulas con una cubierta sensible al pH y un núcleo reparador que contendrá lodo de alumbre -un subproducto de las plantas depuradoras de aguas residuales- e hidróxido de calcio en polvo. La combinación será muy resistente a la corrosión provocada por microbios.
Se incrustará en el interior del hormigón en el último paso de la mezcla para protegerlo de la rotura. Cuando el valor del pH cambie al aumentar los niveles de ácido, las microcápsulas liberarán los agentes reparadores.
"Esta tecnología no sólo prolongará la vida útil de las estructuras de hormigón, ahorrando a la economía australiana más de mil millones de dólares, sino que también fomentará una economía circular al reutilizar lodos que normalmente acabarían en los vertederos", afirma el profesor Zhuge.
Actualmente reparar el hormigón deteriorado no sólo cuesta millones, sino que las reparaciones suelen durar poco: el 20% falla a los cinco años y el 55% a los diez.
Los métodos existentes para contener la corrosión ácida en las tuberías de alcantarillado no son eficaces por varias razones.
Se pueden añadir productos químicos a las aguas residuales para alterar el medio en el colector y frenar la corrosión, pero contaminan el medio ambiente y además son costosos. Otra opción consiste en aumentar la velocidad del flujo de aguas residuales modificando las condiciones hidráulicas de la tubería, pero no siempre funciona. El revestimiento de superficies es otra opción, pero lleva tiempo y el efecto es temporal.
"Mejorar el diseño de la mezcla de hormigón es el método preferido para controlar la corrosión provocada por microbios. Utilizar hormigón autorreparable que pueda sellar grietas por sí mismo sin intervención humana es la solución".
Actualmente reparar el hormigón deteriorado no sólo cuesta millones, sino que las reparaciones suelen durar poco
Para llegar a cero emisiones netas de carbono en 2050, la industria de la construcción se está viendo obligada a adoptar una economía circular, afirma el profesor Zhuge.
"Los subproductos de la industria o los residuos municipales que normalmente se desecharían en vertederos, generando contaminación, ahora pueden reutilizarse en la cadena de producción de la construcción".
"Sólo en Australia continental hay unas 400 plantas de tratamiento de aguas, y una sola genera anualmente hasta 2.000 toneladas de lodos del agua tratada. La mayor parte se elimina en vertederos, lo que supone un coste de más de 6 millones de dólares al año, además de causar graves problemas medioambientales".
La eliminación de una tonelada de lodos en vertedero libera aproximadamente 29,4 toneladas de emisiones de dióxido de carbono -mucho más que la producción de cemento- y el lixiviado de aluminio al suelo y el agua es un factor de riesgo para la enfermedad de Alzheimer.
"Confiamos en que este novedoso hormigón autorreparable basado en una avanzada tecnología de materiales compuestos resuelva de una vez los problemas de corrosión de las tuberías de alcantarillado y la eliminación de lodos", afirma el profesor Zhuge.
El proyecto se financia parcialmente con una subvención de 501.504 dólares del Consejo Australiano de Investigación y en él participan investigadores de la Universidad South Australia y la Universidad de Queensland.
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