El profesor asociado Viet investiga materiales de hormigón a partir de lodos de depuradora y cenizas volantes

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El profesor asociado Dr. Huynh Trong Phuoc (Universidad de Can Tho) participó en la investigación de materiales similares al hormigón a partir de lodos residuales y cenizas volantes aplicados a la nivelación.

El profesor asociado Huynh Trong Phuoc (35 años) acaba de recibir el Premio Globo de Oro 2023 por sus destacados logros en el campo de la investigación y la formación científica, de los cuales la creación de materiales a partir de lodos residuales es uno de los proyectos más destacados.

El profesor asociado Phuoc dijo que la investigación se realizó cuando estaba haciendo su doctorado en la Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología de Taiwán hace siete años. En ese momento, una empresa de tratamiento de aguas residuales de Taipei encargó un estudio para utilizar los lodos disponibles en la fábrica como material para el relleno sanitario interno dentro del campus.

El Dr. Phuoc y su equipo de investigación han desarrollado una fórmula para mezclar lodos con cenizas volantes y una pequeña cantidad de cemento y otros aditivos para crear un material de baja resistencia controlada (CLSM). El cemento y los aditivos añadidos crearán un entorno favorable para que las cenizas volantes y los sedimentos participen en las reacciones químicas, formando un material CLSM con capacidad de soportar carga.

El profesor asociado Dr. Huynh Trong Phuoc (segundo desde la izquierda) durante su tiempo de estudio e investigación en Taiwán. Foto: NVCC — El profesor asociado Dr. Huynh Trong Phuoc (segundo desde la izquierda) durante su tiempo de estudio e investigación en Taiwán. Foto: *NVCC*

Dijo que los lodos en las plantas de tratamiento de aguas residuales contienen un contenido bastante alto de dióxido de silicio (SiO2) y óxido de aluminio (Al2O3), similar a la composición de las cenizas volantes en las centrales térmicas de carbón. La densidad y la composición de partículas de estos dos materiales no son muy diferentes, por lo que son muy adecuados para mezclarlos y fabricar materiales CLSM. "Dependiendo de las necesidades específicas de la unidad que realiza el pedido, se puede ajustar el contenido de cada componente del material para obtener un producto que cumpla con los requisitos de uso", explicó.

El equipo de investigación ha desarrollado un proceso para crear materiales CLSM utilizando lodos y cenizas extraídos directamente de las fuentes de emisión al laboratorio y utilizados directamente sin procesamiento adicional.

El profesor asociado Phuoc dijo que, dependiendo de las condiciones específicas, se puede mezclar directamente con humedad o mezclarlo en seco (los materiales deben secarse antes de su uso). Para los materiales CLSM utilizados en vertederos, el grupo eligió el método de mezcla húmeda para ahorrar en costos de procesamiento.

Etapa de recolección de lodos en la fábrica con fines de investigación. Foto: NVCC — Etapa de recolección de lodos en la fábrica con fines de investigación. Foto: *NVCC*

Después de muchas pruebas de laboratorio, evaluaciones y ajustes, el equipo optimizó la fórmula para que el producto cumpla con los requisitos de uso. Este es también el paso más difícil y que requiere más tiempo, ya que requiere cálculos de diseño y mezcla. El equipo tuvo que probarlo una y otra vez porque cada vez que ajustaban una pequeña cantidad de un ingrediente, las propiedades del producto cambiaban drásticamente. Además, el método y proceso de mezcla y el tipo de equipo utilizado también afectan en gran medida los resultados de la investigación.

En comparación con los materiales de relleno de arena tradicionales, el profesor asociado Phuoc dijo que estos son dos métodos completamente diferentes. Cuando se rellena con arena normal, se depende de la energía de rodadura para compactar el material a una densidad de diseño antes de su aceptación. El CLSM es un material de baja resistencia controlada, como un tipo de hormigón diseñado con propiedades para servir a diferentes propósitos, lo que significa que se puede ajustar completamente según los requisitos de uso. Cuanto mayores sean los requisitos de calidad, mayores serán los costes de producción.

El material tiene un gran potencial en aplicaciones prácticas para vertederos, sin embargo, el profesor asociado Phuoc dijo que para poder usarlo masivamente como material de vertedero común, es necesario analizar los costos de producción reales y evaluar los impactos ambientales a largo plazo. "Es necesario que existan normas y reglamentos específicos sobre los requisitos técnicos para la construcción y la aceptación por separado", dijo. Además, la fuente de materiales de lodos y cenizas volantes debe tener una fuente de recolección estable en términos de calidad, proporcionando grandes reservas para que la escala de producción industrial tenga una base para la aplicación práctica.

Imagen de microscopía de material CLSM del equipo de investigación. Foto: NVCC — Imagen de microscopía de material CLSM del equipo de investigación. Foto: *NVCC*

La investigación del equipo fue muy valorada y se instaló un vertedero de prueba en las instalaciones de una planta de tratamiento de agua en Taipei. Las evaluaciones preliminares realizadas inmediatamente después de la implementación han demostrado la alta aplicabilidad de la forma material diseñada. El equipo de investigación realiza periódicamente el seguimiento y muestreo de este material para rastrear el rendimiento a largo plazo y optimizar los métodos de diseño y construcción de materiales CLSM.

Se han realizado algunos estudios en el país sobre la aplicación de cenizas volantes y lodos como materiales de relleno, pero no muchos se han publicado en artículos científicos. Para aplicarlo en Vietnam, es necesario desarrollar un conjunto de normas técnicas como base para el cálculo de las normas de materiales, que se incluirán en proyectos de puentes y carreteras que utilizan capital del presupuesto estatal.

Además, la fuente de materias primas debe garantizar la estabilidad y continuidad para llevar a cabo proyectos de gran envergadura. Las cenizas volantes pueden satisfacer la demanda, pero según el profesor asociado Phuoc, es difícil satisfacer la demanda de lodos porque los sistemas de tratamiento de agua solo necesitan dragarse una vez cada 1 o 2 años. Dijo que este problema se puede solucionar investigando el uso de otros recursos para sustituir los lodos o cambiando la fórmula para aumentar o disminuir la proporción de materias primas sin dejar de cumplir los requisitos. "Actualmente, hay empresas de construcción de tráfico que han propuesto realizar proyectos piloto a pequeña escala y luego proponer establecer normas técnicas, evaluaciones de impacto ambiental y otros procedimientos para su implementación masiva", dijo el profesor asociado Phuoc.

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