Evaluación del aprovechamiento de lodos de plantas de tratamiento de agua potable en la preparación de adobe como material de construcción sostenible

• Autores: Patricia Torres Lozada, Luis Ancizar Arango Vallejo, Wilmar Torres López
• Localización: Revista EIA, ISSN-e 1794-1237, Vol. 20, Nº. 39, 2023
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Evaluation of the use of drinking water treatment plants sludges in the preparation of adobe as a sustainable construction material
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• Resumen
  • español

    El adobe es un material de construcción de bajo costo, ampliamente utilizado en diferentes regiones del mundo. Este estudio evaluó la potencial valorización de lodos de una planta de tratamiento de agua potable (PTAP) convencional que usa sulfato de aluminio como coagulante, como reemplazo parcial del suelo (principal componente del adobe).Las etapas experimentales fueron: i. caracterización de lodos estabilizados con Cal (análisis termogravimétrico, pH, densidad real y conductividad eléctrica) y del suelo (determinación del índice de plasticidad - IP, límites líquidos y plásticos y difracción de rayos X–DRx) y en dos condiciones de agregación (suelo grueso y molido); ii. producción y caracterización de bloques de adobe (29x15x10 cm3), colocados bajo sombra (28 días de curado) y secados hasta peso constante, considerando una humedad menor al 40% y proporciones en peso suelo:lodo estabilizado:cemento portland-OPC definidas aplicando la Metodología de Superficie de Respuesta (lodo estabilizado: 0.0 - 36.4% y OPC: 0.0 - 9.1%) y iii. comparación de la resistencia a la compresión (MPa: variable de respuesta del estudio).El lodo mostró naturaleza silicoaluminosa (65,14% materia no volátil: SiO2, Al2O3 y Fe2O3en forma de cuarzo, caolinita, gibbsita y goetita), pH 6.34 unidades, densidad real 2,5 g/mL y conductividad 0,62 μs/cm. El IP (≤7.0) del lodo aluminoso lo clasifica como material poco plástico y parcialmente cohesivo. El suelo molido mostró mayor potencial de aprovechamiento del lodo (suelo molido:OPC:lodo 54,5:9,1:36,4 vs suelo grueso:OPC:lodo 90,9:9,1:0,0) con resistencias a la compresión de 6.01 y 2,10 MPa respectivamente. Estos resultados demuestran la viabilidad de valorización de lodos aluminosos de PTAP estabilizados con cal y molidos para producción de adobe, contribuyendo a una producción más sustentable y amigable con el ambiente al reducir el uso de materiales como el suelo.

  • English

    Adobe is a low-cost building material, widely used in different regions of the world. This study evaluated the potential recovery of sludge from a conventional drinking water treatment plant (DWTP) that uses aluminum sulfate as a coagulant, as a partial replacement of the soil (the main component of adobe).The experimental stages were i. characterization of lime stabilized sludge (thermogravimetric analysis, pH, real density and electrical conductivity) and soil (determination of the plasticity index - PI, liquid and plastic limits and X-ray diffraction-DRx) and in two aggregation conditions (soil coarse and ground); ii. production and characterization of adobe blocks (29x15x10 cm3), placed under shade (28 days of curing) and dried to constant weight, considering a humidity lower than 40% and proportions in weight soil:stabilized sludge:portland-OPC cement defined by the Response Surface Methodology (stabilized sludge: 0.0 - 36.4% and OPC: 0.0 - 9.1%) and iii. comparison of compressive strength (MPa: study response variable).The sludge showed silicoaluminous nature (65.14% non-volatile matter: SiO2, Al2O3 and Fe2O3 in the form of quartz, kaolinite, gibbsite and goethite), pH 6.34 units, real density 2.5 g/mL and conductivity 0.62 μs/cm. The IP (≤7.0) classifies the aluminous sludge as not very plastic and partially cohesive material. The ground soil showed greater potential for using the sludge (ground soil: OPC: mud 54.5: 9.1: 36.4 vs coarse soil: OPC: mud 90.9: 9.1: 0.0) with resistance to compression of 6.01 and 2.10 MPa respectively.These results demonstrate the viability of valorization of DWTP aluminous sludge stabilized with lime and ground for adobe production, contributing to a more sustainable and environmentally friendly production by reducing the use of materials such as soil.