Resumen de Residuos y recursos: estudio de la viabilidad del reciclaje de residuos en aplicaciones constructivas. Desarrollo de productos de yeso para revestimientos con residuos plásticos y de madera.

Manuel Alejandro Pedreño Rojas

• español

  Actualmente nos encontramos en una situación de crisis medioambiental de múltiples dimensiones dentro del sector de la construcción. Los edificios construidos son causa directa de contaminación, produciendo residuos y siendo consumidores de una gran cantidad de energía. En este sentido, se potencia el uso de residuos en la generación de nuevos materiales. Sin embargo, a pesar del alto potencial de valorización de los residuos, la normativa que permite la implementación de dichos residuos en la producción de nuevos materiales y componentes para la construcción es escasa y restrictiva. Con todo ello, el principal objetivo de esta tesis doctoral es avanzar en el estudio de la viabilidad y caracterización de nuevos materiales con base de yeso que incorporen residuos plásticos y de madera. Este objetivo se plantea con dos vertientes: la generación y caracterización de los nuevos materiales con prestaciones mejoradas (ligereza, comportamiento térmico y acústico, etc.) y en segundo lugar, su incorporación en edificación a través de productos, evaluando las posibles mejoras acústicas, térmicas y/o medioambientales de las soluciones aportadas según los casos. En el primero de los bloques se analizó la influencia de residuos de madera, en forma de serrín y virutas, procedentes de la demolición de forjados de viviendas, en mezclas de yeso. Se observó que se pudo aportar hasta un 40% en peso de residuo (sobre el total de yeso empleado) alcanzando los valores mínimos de resistencia establecidos por la normativa. Además, la ligereza del material y su comportamiento térmico y acústico mejoraban considerablemente (hasta en un 24%) respecto a los valores de referencia. Así, se elaboraron y caracterizaron placas para falsos techos con propiedades mejoradas, estudiándose también la posible afección que tendrían al ser sometidas a cambios higrotérmicos (cuartos húmedos). El segundo bloque se centra en la reutilización de residuos de policarbonato procedentes del reciclaje de CDs y DVDs en el desarrollo de productos de yeso. Al igual que en bloque anterior, se caracterizó el compuesto para posteriormente desarrollar unas placas de yeso que incorporen dichos desechos. En este caso, no sólo se obtuvo una mejora en la ligereza del material y en su comportamiento térmico, sino que además se alcanzó un incremento de sus capacidades resistentes (23%), para ciertos porcentajes de incorporación, respecto a los valores de control. En la tercera sección se apuesta por trabajar directamente con la matriz de yeso, planteando la posibilidad de sustituir total o parcialmente el yeso comercial por otro reciclado. Se analizan para ello dos tipos de residuos de yeso: por un lado el procedente del proceso de desulfurización de gases en una central térmica (FGD) y por otro el obtenido de los desechos de producción de una planta de elaboración de paneles de yeso laminado. Se estudian los beneficios medioambientales y físico-mecánicos de esta sustitución, verificándose que es posible reutilizar los desechos de producción sin necesidad de someterlos a un proceso de calentamiento previo. Finalmente, se consigue, con el último bloque, la generación de materiales de yeso completamente reciclados (matriz reciclada con agregado plástico) 100% aptos para su uso en construcción. Además de los claros beneficios medioambientales alcanzados, se llega a alcanzar una sustancial mejora en otras propiedades como la ligereza (48%), el comportamiento térmico (44%) o incluso sus capacidades mecánicas (27%) respecto al material de referencia.

• English

  We are currently in a situation of environmental crisis of multiple dimensions within the construction sector. Buildings are a direct cause of pollution, producing waste and consuming large amounts of energy. In this sense, the use of waste is promoted in the generation of new construction materials. However, despite the high potential for the recovery of waste, the regulations that allow the implementation of those waste in the production of new materials and products for construction is scarce and restrictive. In that sense, the main objective of this PhD dissertation is to advance in the study of the viability and characterization of new gypsum-based materials that incorporate plastic and wood waste. This objective is proposed with two aspects: the generation and characterization of new materials with improved performance (lightness, thermal and acoustic behavior, etc.) and secondly, their incorporation into buildings through products, evaluating possible thermalacoustic improvements and/or environmental impacts of the new solutions. In the first section, the influence of wood residues, in the form of sawdust and wood shavings, from housing demolition works, in plaster mixtures was analysed. It was observed that it was possible to contribute up to 40% by weight of residue (on the total of gypsum used) reaching the minimum strength values established by the regulations. In addition, the lightness of the material and its thermal and acoustic behaviour improved considerably (up to 24%) compared to the reference values. Thus, false ceilings plates with improved properties were elaborated and characterized, also studying the possible damages that they would have when subjected to hygrothermal changes (wet rooms). The second section focuses on the reuse of polycarbonate waste, from recycled CDs and DVDs, in the development of gypsum products. As in the previous part, the composite was characterized to later develop plasterboards made with those materials. In this case, not only an improvement in the lightness of the material and its thermal behavior was obtained, but also an increase in its strength capacities (23%) was achieved for certain percentages of incorporation, with respect to the control values. In the third section, the gypsum-plaster matrix was studied, analysing the possibility of totally or partially replacing the commercial plaster with a recycled one. Two types of gypsum waste were analysed for this: the one obtained from the gas desulfurization process in a thermal power plant (FGD) and another taken from the production waste of a plasterboard manufacturing plant. The environmental and physical-mechanical benefits of this substitution were studied, verifying that it was possible to reuse the production waste without having to subject it to a previous heating process. Finally, in the last part, the generation of a completely recycled plaster material (recycled matrix with plastic aggregate), 100% suitable for its use in construction, was obtained. In addition to the obvious environmental benefits, a substantial improvement in other properties such as lightness (48%), thermal behavior (44%) or even its mechanical capacities (27%) was achieved compared to the reference material.