Reciclado de residuos industriales para el mejoramiento y generación de materiales de construcción

Abstract

El aumento y la diversificación de la actividad industrial no permiten la asimilación por parte de la naturaleza de los residuos que se generan, convirtiéndose en una seria amenaza para el ambiente. La gestión de residuos industriales constituye uno de los principales problemas de los países desarrollados. La estrategia más adecuada para controlar el impacto de estos residuos sobre el medio se basa en la adopción de medidas de tipo preventivo, encaminadas a reducir la generación de residuos en origen y a procurar la valorización de estos. En la tesis, se analizaron cuatro tipos de residuos industriales provenientes de diferentes procesos de producción y refinamiento dentro de la industria petrolera, para desarrollar metodologías y, técnicas de reciclado y valorización de estos desechos. Se trabajó con arenas contaminadas con hidrocarburos, tamices moleculares, catalizadores y tóner. Se evaluó la factibilidad de incorporar estos residuos en morteros y hormigones, ya sea como disposición final del desecho, como reemplazo de agregados pétreos o como sustitución parcial del cemento portland, según sus características. Se analizaron las propiedades físicas, mecánicas y de durabilidad de las mezclas cementíceas elaboradas, se evaluaron las emisiones de CO2 asociadas a la producción de las mezclas resultantes y se estudió la capacidad de retención de los elementos peligrosos de las mezclas cementíceas. Los resultados obtenidos en esta investigación demostraron que todos los residuos analizados pueden ser incorporados en matrices cementíceas, ya que los análisis de los lixiviados revelan valores inferiores a los límites establecidos por la normativa vigente. Esta opción de estabilización ofrece una solución eficaz para la disposición final de dichos desechos, previniendo la contaminación ambiental y disminuyendo la necesidad de utilizar vertederos especiales.

The increasing expansion and diversification of industrial activity have exceeded nature's ability to assimilate the generated waste, becoming a significant environmental threat. Industrial waste management is one of the primary challenges faced by developed countries. The most effective strategy to mitigate the environmental impact of this waste is based on adopting preventive measures aimed at reducing waste generation at its source and promoting waste valorization. This thesis analyzes four types of industrial waste from various production and refining processes within the petroleum industry, with the aim of developing methodologies and techniques for recycling and valorizing these wastes. The waste types studied include hydrocarbon-contaminated sands, molecular sieves, catalysts, and toner. The feasibility of incorporating these wastes into mortars and concrete was evaluated, either as a final disposal solution, as a substitute for stone aggregates, or as a partial replacement for Portland cement, depending on their characteristics. The physical, mechanical, and durability properties of the cementitious mixtures were analyzed, CO2 emissions associated with the production of the resulting mixtures were assessed, and the retention capacity of hazardous elements in the cementitious mixtures was studied. The results obtained from this research demonstrated that all the analyzed wastes can be effectively incorporated into cementitious matrices, as leachate analyses showed values lower than the limits set by current regulations. This stabilization option provides an effective solution for the final disposal of these wastes, preventing environmental contamination and reducing the need for special landfills.