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Hablando con Científicos

El conocimiento científico crece gracias a la labor de miles de personas que se esfuerzan, hasta el agotamiento, por encontrar respuestas a los enigmas que plantea la Naturaleza. En cada programa un científico conversa con Ángel Rodríguez Lozano y abre para nosotros las puertas de un campo del conocimiento.

Áridos ligeros en tiempos áridos. Hablamos con Jacinto Alonso.

Áridos ligeros - Hablando con Científicos podcast - Cienciaes.com

Ministerio de Ciencia e Innovación

Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología

Universidad de Castilla - La Mancha
Nos maravillan las construcciones y obras de ingeniería que han ido dando forma al mundo moderno. Nuestros ojos observan incrédulos los edificios altísimos de las ciudades, los monumentos, las grandes avenidas y calles asfaltadas, etc. Nos trasladamos de una ciudad a otra circulando por larguísimas carreteras o autopistas y, si el viaje es en tren, las vías se nos antojan infinitas, con sus raíles sobre traviesas de hormigón y piedras. Impresiona pensar la cantidad de conocimientos y cálculos que hay que hacer para llevar a cabo esas obras pero pocas veces nos paramos a pensar en los materiales básicos con los que son construidas.

En estos momentos es inconcebible erigir una obra arquitectónica sin utilizar cantidades considerables de hormigón, un material de construcción indispensable. Las carreteras y autopistas serían un sueño imposible sin esas piedrecitas que, convenientemente apisonadas y unidas por el asfalto, proporcionan la base sobre la que nos deslizamos con nuestros vehículos. Los trenes circulan sobre lechos de balasto, nombre con el que se identifica a las piedras sobre el que se apoyan las traviesas que sustentan los raíles. Ya lo ven, en el fondo no hemos cambiado los materiales básicos de construcción que se vienen usando desde los tiempos de los antiguos egipcios, griegos y romanos; ellos utilizaban sillares de piedra para sus construcciones y nosotros hacemos lo mismo pero empleando rocas de muy diverso tamaño unidas con sustancias aglomerantes que les da consistencia. A estos materiales pétreos de granos de distinto tamaño se les denomina con el nombre genérico de “áridos”.

¿Qué son los áridos?

Árido es la arena formada por pequeños granos de roca que no superan los cinco milímetros de diámetro. También son áridos las gravas y gravillas de cantos rodados, es decir, esas piedras de distinto tamaño que las aguas de los ríos han ido labrando durante cientos o miles de años. Áridos son los pedazos de rocas machacadas cuyos fragmentos angulosos sirven de base para la fabricación del hormigón, el pavimento de las carreteras o el balastro de las vías férreas. Por último, existen áridos ligeros que son creados de forma natural en las erupciones volcánicas y que contienen una gran cantidad de poros en su interior.

Después del agua, los áridos constituyen la primera materia prima consumida por el ser humano. Si repartiéramos equitativamente entre todos nosotros los áridos consumidos durante un año, por término medio, a cada uno nos corresponderían nada menos que 7 toneladas.

Áridos para el hormigón.

El hormigón se forma a partir de una mezcla de cemento, áridos y agua. Para fabricar un metro cúbico de hormigón se emplean entre 1.800 y 2.000 kilos de áridos. Piensen que para construir una vivienda aislada se consumen entre 100 y 300 toneladas de hormigón, la construcción de un colegio requiere entre 2.000 y 4.000 toneladas y un kilómetro de autopista se lleva unas 30.000 toneladas ¿Se imaginan la cantidad de áridos que debimos extraer de la tierra durante los pasados años de bonanza en España?

Lógicamente, todos esos áridos deben salir de algún lugar. La arena y las gravas se extraen de los restos que dejaron a su paso las aguas de los ríos pasados y presentes, otros áridos se obtienen directamente de las rocas en las canteras, que son posteriormente machacados para darle un tamaño medio útil para sus diversas aplicaciones. Cuando los áridos se apilan en las canteras, lo habrán visto alguna vez, se forman verdaderas montañas artificiales desde las que se distribuyen hasta los lugares de uso. También habrán visto ciertos lugares en los que colinas enteras son cortadas como si fueran mantequilla para obtener la piedra que, triturada, forma los áridos.

Ya han comprobado la importancia de los áridos, pero no acaba ahí la historia. Los áridos no pueden ser utilizados de cualquier manera para hacer hormigón, antes deben estar limpios. Dado que los trozos de piedra, en el momento de su extracción, suelen estar rodeados de una fina capa de arcilla, hay que someterlos a un proceso de limpieza con agua para liberarlos de la arcilla y de los restos orgánicos, si los hay. Ese proceso requiere ingentes cantidades de agua que, después de utilizada, se suele acumular en enormes estanques donde las partículas de arcilla se sedimentan creando lodos. Estos lodos no son tóxicos, pero ocupan lugar y darles salida es, a veces, difícil.

La investigación de nuevos áridos ligeros

Dar una salida útil a estos desechos es el objetivo de una investigación que, desde hace unos años, se ha estado desarrollando en la Facultad de Ciencias del Medio Ambiente de la Universidad de Castilla la Mancha en Toledo. Observen que hablo en pasado porque en estos momentos, debido a la crisis, la investigación se encuentra en punto muerto por falta de fondos. Allí se creó un laboratorio que cuenta con los más sofisticados equipos de análisis, hornos e instrumentación necesarios para investigar diversas formas de aprovechar los lodos generados por la elaboración de áridos, junto a los desechos que se producen en la minería e, incluso, el aceite usado de los vehículos. Con estos ingredientes básicos, en el laboratorio se logró elaborar un nuevo material, un árido ligero, que promete ser útil para la construcción, geotecnia, jardinería o agricultura.

El árido camino del investigador tras los recortes de la crisis económica.

El material elaborado (ver fotografía) nos lo ha mostrado, orgulloso, nuestro invitado de hoy, Jacinto Alonso Azcárate, profesor del área de Cristalografía y Mineralogía en la Facultad de Ciencias del Medio Ambiente de Toledo. D. Jacinto Alonso fue director de tesis de Beatriz González Corrochano, quien, como él mismo comenta en la entrevista, fue el alma del proyecto y así lo reflejan los artículos de investigación publicados.

Sin embargo, el éxito de una investigación no es suficiente para continuar, como no lo son los sofisticados y carísimos equipos que en estos momentos duermen el sueño de los olvidados en el laboratorio. Hacen falta personas preparadas para que esos equipos den nuevos frutos. Hay dos inversiones que ya están hechas: los equipos y la formación de los científicos que han luchado para adquirir unos conocimientos que ahora podrían dar nuevos frutos para la ciencia y la sociedad. Es una pena que todo se pierda por falta de una beca, de un contrato o de un apoyo económico que les permita sobrevivir mientras investigan nuevos caminos del conocimiento, unas investigaciones que, como el tema que nos ocupa hoy, en un futuro traerán beneficios a toda la sociedad. El laboratorio espera ahora la llegada de fondos, algunos ya concedidos y otros en concurso, para seguir adelante ¡Ánimo!

REFERENCIAS

“Microstructure and mineralogy of lightweight aggregates produced
from washing aggregate sludge, fly ash and used motor oil”
B. González-Corrochano, J. Alonso-Azcárate, M. Rodas, F.J. Luque, J.F. Barrenechea” Cement & Concrete Composites 32 (2010) 694–707

“Effect of thermal treatment on the retention of chemical elements in the structure of lightweight aggregates manufactured from contaminated mine soil and fly ash” B. González-Corrochano, J. Alonso-Azcárate, M. Rodas. Construction and Building Materials 35 (2012) 497–507

“Production of lightweight aggregates from mining and industrial wastes”
B. González-Corrochano a, J. Alonso-Azcárate, M. Rodas. Journal of Environmental Management 90 (2009) 2801–2812

“Characterization of lightweight aggregates manufactured from washing
aggregate sludge and fly ash” B. González-Corrochanoa, J. Alonso-Azcárate, M. Rodas. Resources, Conservation and Recycling 53 (2009) 571–581

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