Compuesto de hormigón polímero ligero y sostenible mediante reemplazo parcial de áridos por residuos plásticos ABS y aerogel

Convertir la basura en edificios más ligeros y resistentes

El hormigón está por todas partes —en nuestras viviendas, puentes y carreteras— pero tiene costes ocultos: es pesado y consume grandes cantidades de arena y piedra mientras los residuos plásticos se acumulan en vertederos. Este estudio investiga si un plástico común procedente de aparatos electrónicos en desuso, junto con un material ultraligero llamado aerogel, pueden incorporarse al hormigón ordinario para hacerlo más ligero, más duradero y más respetuoso con el medio ambiente, todo ello sin sacrificar la resistencia.

¿Por qué mezclar plástico y polvos aireados en el hormigón?

El hormigón tradicional se apoya en grava y arena machacadas como su armazón. Los investigadores se plantearon una pregunta sencilla: ¿y si una parte de esas piedras y granos de arena se sustituyera por plástico residual y aerogel ultraligero? Se centraron en el plástico ABS, muy presente en electrónicos desechados y piezas de automóviles, y en el aerogel de sílice, un material tipo esponja compuesto mayoritariamente por aire. Con ello pretendían reducir el uso de áridos naturales y convertir un plástico difícil de reciclar en un ingrediente útil, al tiempo que disminuían el peso del hormigón y mejoraban su resistencia al agua y a las sales que pueden dañar el acero de refuerzo en las estructuras.

Diseñando una familia de mezclas de hormigón ecológicas

Para probar la idea, el equipo creó diez lotes distintos de hormigón estructural convencional, todos con la misma cantidad de cemento y agua, de modo que solo variaron los áridos. En algunas mezclas se reemplazó hasta el 15% de la grava por fragmentos de plástico ABS; en otras, hasta el 15% de la arena fina se sustituyó por granos de aerogel, y varias mezclas emplearon ambas soluciones en distintas proporciones. Comprobaron la trabajabilidad de cada mezcla mediante ensayos de asentamiento durante hora y media, luego moldearon cubos, vigas y cilindros para medir la resistencia del hormigón endurecido a compresión, flexión y fisuración por tracción. Finalmente, midieron la absorción de agua del hormigón y la facilidad con la que los iones cloruro agresivos podían atravesarlo, un indicador clave de durabilidad a largo plazo cerca de sales descongelantes o en ambientes costeros.

El punto óptimo: más resistente, más fácil de colar y más duradero

Una combinación destacó claramente: una mezcla con el 10% de la grava sustituida por plástico ABS y el 5% de la arena reemplazada por aerogel. Esta formulación no solo mantuvo la trabajabilidad del hormigón fresco durante 90 minutos, sino que llegó a mostrar una resistencia ligeramente superior al hormigón convencional en ensayos de compresión, flexión y fisuración entre 7 y 90 días. Los fragmentos de plástico ayudaron al no absorber agua y a mejorar la distribución de las grietas, mientras que el aerogel actuó como un relleno microscópico que alisó la estructura interna y redujo huecos indeseados. Como resultado, esta mezcla absorbió menos agua y permitió el paso de menos iones cloruro, situándose cerca de la categoría de baja permeabilidad empleada en normas de edificación. Además, pesó aproximadamente un 4–5% menos que el hormigón convencional, reduciendo la carga muerta sobre cimientos y elementos portantes.

Cuando lo más ecológico va demasiado lejos

El estudio también mostró los límites de este enfoque. Cuando las cantidades de aerogel o ABS se elevaron más allá de aproximadamente un 10% de aerogel o un 15% de plástico, el hormigón se volvió notablemente más débil y más poroso. La naturaleza ultraligera del aerogel y las superficies más lisas del plástico generaron demasiados huecos diminutos en el interior, lo que permitió una mayor entrada de agua y un mayor transporte de iones cloruro. Estas mezclas con reemplazos elevados descendieron a rangos de resistencia inferiores y se orientaron hacia una permeabilidad “alta”, por lo que serían menos adecuadas para proteger el acero de refuerzo en estructuras reales, a pesar de ser más ligeras.

Qué significa esto para los edificios del futuro

Para el público general, la conclusión es clara: ajustando con cuidado la cantidad de plástico residual y aerogel añadidos, el hormigón puede volverse más ecológico y mejorar su desempeño. La mezcla destacada en este estudio es lo bastante resistente para usos estructurales estándar, pesa menos, absorbe menos agua y ralentiza la entrada de sales dañinas que provocan la corrosión del acero, al tiempo que reutiliza plástico que podría terminar incinerado o enterrado. Los autores sugieren que esta receta está lista para probarse en obras reales y podría refinarse para aplicaciones de mayor resistencia o especializadas, ofreciendo una vía prometedora hacia edificios e infraestructuras más ligeras y sostenibles.

Cita: Devi, K., Singh, G. & Jindal, B.B. Sustainable lightweight polymer concrete composite through partial replacement of aggregates with ABS plastic waste and aerogel. Sci Rep 16, 11212 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40737-7

Palabras clave: hormigón ligero, reutilización de residuos plásticos, aerogel de sílice, construcción sostenible, materiales duraderos