Expertos promocionan los beneficios de las puzolanas de vidrio reciclado

El desarrollo de Hallett's Point en Queens, Nueva York, es el hogar del primer edificio de gran altura jamás construido con concreto que contiene puzolana de vidrio esmerilado. | Cortesía de Industrias Mineras Urbanas

Fabricar nuevas botellas de vidrio generalmente se considera el mayor y mejor uso para el desperdicio de vidrio, pero reciclar vidrio en un sustituto del cemento en realidad es mejor desde la perspectiva de los gases de efecto invernadero, dijeron los oradores en un seminario web reciente.

El Consejo de Reciclaje del Noreste y la Asociación de Funcionarios de Manejo de Residuos del Noreste organizaron recientemente un seminario web sobre el reciclaje de vidrio MRF en puzolanas, que son un reemplazo parcial del cemento que se usa en el concreto.

Citando una investigación del Departamento de Calidad Ambiental de Oregón, Patrick Grasso, quien ayuda a administrar una empresa en New Rochelle, Nueva York, que recicla vidrio en puzolana, enfatizó los beneficios de los gases de efecto invernadero (GEI) de reciclar vidrio en cualquier producto (botellas, aislamiento de fibra de vidrio o puzolana), pero dijo las reducciones de GEI son mucho mayores con la puzolana.

"Es básicamente cinco veces más impactante desde una perspectiva climática poner vidrio en concreto, en lugar de volver a las botellas y la fibra de vidrio", dijo Grasso, quien es socio codirector de Urban Mining Industries, durante el seminario web del 14 de diciembre. "Hay beneficios de hacer los demás, pero esto es mucho más impactante".

Usando un proceso seco, Urban Mining elimina los contaminantes del vidrio que fluye a través de los MRF y muele el material hasta convertirlo en un polvo fino, una puzolana de vidrio molido con la marca Pozzotive.

La puzolana reemplaza hasta el 50% del cemento que se usa en el concreto. Su huella de carbono es de aproximadamente el 5% del cemento que reemplaza, señaló.

Urban Mining obtiene vidrio de métodos de recolección de flujo único, flujo doble y separación en la fuente (pero no material limpio devuelto a través de programas de depósito) de varios estados del noreste. Cobra o paga el material, según sus niveles de contaminación, dijo.

Para limpiar la corriente, Urban Mining usa tecnologías como imanes, aire y separación de densidad, pero no agua, dijo. Debido a su pequeño tamaño, los residuos de metal, plástico y fibra se destinan a disposición, no a reciclaje.

Cuando el agua y el cemento se mezclan, forman hidrato de silicato de calcio, que se une a la mezcla general de concreto, explicó. Pero la reacción química también incluye la formación de hidróxido de calcio, que provoca poros y debilita el hormigón. Las puzolanas liberan átomos de sílice para convertir el hidróxido de calcio en hidrato de silicato de calcio, fortaleciendo el concreto.

Otros materiales de desecho o desechos se han utilizado tradicionalmente como puzolanas para reducir la huella de carbono del hormigón de alto rendimiento. Entre ellos se incluyen las cenizas volantes, que son un residuo de la combustión del carbón en las centrales eléctricas de carbón, y la escoria, que es un subproducto de la producción de acero. Pero Grasso señaló que a medida que se reduce la quema de carbón debido a sus emisiones de GEI, y a medida que las plantas de acero se actualizan a lo que se llama hornos de arco eléctrico, los suministros de ambos subproductos están disminuyendo.

O&G Industries, una empresa de hormigón, asfalto y construcción integrada verticalmente en Connecticut, como práctica estándar en el pasado, ha utilizado cenizas volantes o escoria para reemplazar el 15 % del cemento en el hormigón de alto rendimiento, TJ Oneglia, vicepresidente de la empresa de materiales de construcción, dijo durante el webinar.

Pero las cenizas volantes han desaparecido del mercado del noreste y, en ocasiones, O&G ha recibido asignaciones y no pudo obtener tanta escoria como quería, dijo Oneglia.

Entonces, durante los últimos dos años, O&G, un socio estratégico de Urban Mining, ha estado usando regularmente Pozzotive de Urban Mining, que se fabrica en una planta en Beacon Falls, Conn. Cuando se usó Possotive para reemplazar el 50% del cemento en un concreto mezcla clasificada en 9,000 libras por pulgada cuadrada, la huella de carbono se redujo en un 42%, dijo.

Pozzotive, producto de Urban Mining Industries utilizado como reemplazo parcial del cemento en el concreto.

Grasso señaló que el hormigón representaba entre el 10 y el 15 % del peso del hormigón, pero representaba casi el 80 % de las emisiones de carbono, superando con creces a otros ingredientes como arena/piedra y agua. Además de tener una huella de carbono más baja que el cemento, los beneficios de carbono de la puzolana de vidrio molido radican en gran medida en el hecho de que se puede fabricar con un proceso de molienda y separación de energía ligera, y no requiere la energía para derretirse para su uso en botellas o fibra de vidrio. , él dijo.

Según su presentación, si los aproximadamente 12 millones de toneladas de vidrio posconsumo se reciclaran en botellas en los EE. UU., el ahorro de GEI equivaldría a unos 2 millones de toneladas. Poner todo ese vidrio en puzolana generaría un ahorro de más de 11 millones de toneladas.

Grasso señaló que el vidrio plano y otras fuentes también se pueden usar como puzolana. Kim Bawden, ingeniera sénior del personal del Instituto de Prevención de la Contaminación del Estado de Nueva York, que se encuentra en el Instituto de Tecnología de Rochester, hizo una presentación durante el seminario web sobre la investigación que explora el uso del vidrio de los televisores viejos en la puzolana.

La investigación, realizada en 2017 y 2018, involucró a Urban Mining, el Laboratorio de Innovación Sostenible de Staples, la empresa de reciclaje de productos electrónicos ERI y el Centro de Procesamiento de Materiales Avanzados de la Universidad de Clarkson. Exploró el uso de paneles de vidrio de antiguos dispositivos de visualización de tubo catódico (CRT) como puzolana.

El corazón de los televisores viejos y voluminosos, los CRT están hechos de vidrio embudo, que contiene plomo, y vidrio de panel, que es grueso y pesado pero no contiene el metal pesado. ERI separó el panel de vidrio en su planta de reciclaje de Indiana para probarlo como una fuente parcial de vidrio para Pozzotive.

Bawden dijo que el proyecto mostró que el vidrio del panel CRT se podía mezclar con vidrio de botella MRF y usarse en Pozzotive, pero su composición química no permitía un reemplazo del 100%.

Además, una evaluación del ciclo de vida mostró que ambas fuentes de vidrio tienen beneficios de GEI sobre el cemento. Pero el vidrio MRF, que se generó en el noreste, tuvo un impacto ambiental menor que el vidrio CRT, que se procesó en Indiana, donde la red eléctrica utiliza fuentes de energía más pesadas en carbono, y tuvo que enviarse hasta el noreste. para las pruebas, dijo Bawden.

Los oradores señalaron otros beneficios, tanto para la industria del reciclaje como para la de la construcción, del reciclaje de vidrio en hormigón.

Grasso señaló que los fabricantes de botellas necesitan clasificar el desperdicio de vidrio por color, y no pueden aceptar la contaminación de cerámica y porcelana porque se derriten a temperaturas diferentes que el vidrio de botella. Pero el color y el contenido de cerámica/porcelana no importan con la puzolana.

El tamaño también es una preocupación en los mercados de aislamiento de botellas y fibra de vidrio. Urban Mining está tratando de capturar todo el vidrio y está mejorando sus instalaciones para capturar los finos que actualmente pierde en su proceso, dijo Grasso.

"No estamos limitados por el tamaño o la separación de colores, por lo que no tenemos que detenernos en un determinado tamaño porque no pasa por un clasificador óptico para separarse", dijo.

La puzolana de vidrio molido también crea un concreto de color más claro que cuando se usa cemento o cenizas volantes/escoria. Eso reduce el efecto de "isla de calor" en el que las superficies pavimentadas absorben la radiación del sol y aumentan las temperaturas urbanas durante el verano. Además, el vidrio de las botellas no presenta problemas de contaminación por metales pesados.

Grasso reconoció las críticas de que reciclar vidrio en puzolana es un ejercicio de reciclaje de "uno y listo", en lugar de hacer botellas una y otra vez. Y dijo que los críticos acusan a la práctica de ser un juego de sillas musicales, simplemente desplazando el uso de soluciones bajas en carbono como las cenizas volantes y la escoria.

Al abordar la primera crítica, dijo que los datos muestran que se necesita una cantidad sustancial de ciclos de producción de botellas para igualar los beneficios de reducción de GEI de un ciclo de procesamiento de vidrio en puzolana. Y, para el segundo, citó la escasez de alternativas, incluidas las cenizas volantes, por lo que Pozzotive es un complemento para ayudar a llenar el vacío cuando las cenizas volantes no están disponibles, dijo.

Oneglia de O&G Industries dijo que las pruebas han demostrado que la puzolana de vidrio molido mejora la capacidad del concreto para resistir los ciclos de congelación y descongelación y reduce la contracción que puede causar grietas.

Además, mejora la capacidad del concreto para resistir los impactos dañinos de la sal y los descongeladores, lo que tiene entusiasmados a los departamentos estatales de transporte. Aumenta la densidad del hormigón, reduciendo la cantidad de cloruro que penetra hasta el acero de refuerzo. Esa sal corroe el acero, acelerando el deterioro del hormigón.

Incluso antes de que se abriera la planta de producción de Pozzotive en Beacon Falls, Connecticut, hace dos años, O&G Industries estaba probando el uso de puzolana de vidrio molido en su concreto, dijo Oneglia. Según un comunicado de prensa de Urban Mining, la planta tiene una capacidad de producción de 50.000 toneladas al año.

A partir de 2020, existe una especificación de ASTM para el uso de puzolana de vidrio molido en concreto, lo que allana el camino para su uso generalizado.

Oneglia señaló algunos proyectos notables de la ciudad de Nueva York que han utilizado Pozzotive, incluido United Nations Plaza, varias estaciones de metro de 2nd Avenue, un desarrollo de uso mixto llamado Halletts Point y la nueva sede de JPMorgan Chase.

El proyecto del edificio JPMorgan Chase utilizará más de 5000 toneladas de Pozzotive en la construcción de losas de piso y unidades de mampostería de concreto, y la puzolana servirá como reemplazo del 40% del cemento, dijo Oneglia. A la fecha se han entregado 2.700 toneladas de Pozzotive.