Mejoras en el rendimiento de áridos reciclados de hormigón y cerámica mediante nanorrevestimiento de óxido de grafeno

Convertir los escombros de la construcción en un recurso

Cada vez que se demuele un edificio se generan montañas de hormigón y ladrillos rotos. Gran parte de estos residuos de construcción y demolición aún termina en vertederos, aunque podrían sustituir a la grava y la piedra extraídas de las canteras para fabricar hormigón nuevo. Este estudio explora un truco a escala nanométrica —el uso de láminas ultrafinas de óxido de grafeno— para lograr que estos fragmentos reciclados se comporten más como piedra natural de alta calidad, abriendo la puerta a edificios más fuertes, duraderos y sostenibles.

Por qué el hormigón y los ladrillos viejos son difíciles de reutilizar

Los fragmentos reciclados de hormigón y materiales cerámicos ya se parecen bastante a la grava usada en hormigón nuevo, pero absorben mucha más agua. Sus superficies son ásperas y porosas, llenas de microgrietas y huecos, especialmente en piezas que contienen pasta de cemento antigua o arcilla cocida. Esta alta absorción de agua dificulta que los ingenieros controlen cómo fluye y fragua el hormigón nuevo, y también puede dejar más caminos para que el agua y sustancias nocivas se filtren con el tiempo. Como resultado, las normas de construcción estrictas suelen limitar la cantidad de material reciclado que se puede usar, incluso en regiones como la Unión Europea que fomentan una industria de la construcción más circular y menos derrochadora.

Una piel protectora fina hecha de láminas de carbono

Los investigadores probaron si el óxido de grafeno —un material a base de carbono formado por láminas de apenas unos átomos de espesor— podía actuar como una piel protectora para los áridos reciclados. Trabajaron con dos tipos de partículas gruesas tomadas directamente de una planta de reciclaje: una procedente principalmente de hormigón triturado y otra mayoritariamente de cerámica fracturada, como ladrillos y baldosas. Ambas se sumergieron durante solo diez minutos en una suspensión acuosa de óxido de grafeno y luego se secaron en un horno a baja temperatura. Durante este baño, parte del líquido penetra en los poros mientras las láminas planas de óxido de grafeno se adhieren a las paredes internas y a la superficie exterior, formando un recubrimiento muy fino pero continuo.

Hacer los escombros menos sedientos y más robustos

Tras el recubrimiento, el equipo comparó el comportamiento de las partículas tratadas y no tratadas en varias pruebas simples pero reveladoras. Primero midieron cuánto agua podían absorber los áridos. El tratamiento con óxido de grafeno redujo la absorción de agua en aproximadamente una quinta parte en las partículas de hormigón reciclado y en una cuarta parte en las cerámicas, siendo estas últimas, más porosas, las que más se beneficiaron. Es importante señalar que el peso total de las partículas no aumentó; de hecho, descendió ligeramente porque el paso de inmersión eliminó polvo suelto, lo que indica que la mejora provino del bloqueo de poros y del mejorado estado superficial, más que de la adición de material voluminoso.

Resistiendo vibraciones duras y una inspección minuciosa

Para comprobar la fijación del recubrimiento, las partículas se expusieron repetidamente a ondas ultrasónicas en agua, un tratamiento severo que tiende a desprender fragmentos débilmente adheridos. Las partículas recubiertas perdieron notablemente menos material que las no recubiertas —aproximadamente un 17% menos de pérdida en los áridos de base hormigón y un 25% menos en los de base cerámica—, lo que demuestra que sus superficies se habían consolidado. Imágenes a alta magnificación confirmaron lo que sugerían estos números: el óxido de grafeno formó una película fina y conformal sobre las superficies rugosas, al tiempo que recubría y rellanaba parcialmente poros internos. Esto redujo el volumen de los poros más pequeños, los que más atraen el agua, pero el recubrimiento siguió siendo lo bastante delgado como para preservar la rugosidad natural, que ayuda a una buena adherencia en el hormigón nuevo.

Del tratamiento de laboratorio a una construcción más verde

En conjunto, estos resultados muestran que un sencillo tratamiento de inmersión y secado con una dosis baja de óxido de grafeno puede hacer que los áridos reciclados de hormigón y cerámica sean menos absorbentes y más resistentes al daño superficial. Debido a que el método se parece a un paso adicional de lavado, los autores sostienen que podría incorporarse a las operaciones de las plantas de reciclaje existentes a un coste moderado, añadiendo poco al impacto climático total del hormigón. Si se adoptara a escala, tales recubrimientos nano- delgados podrían ayudar a convertir los escombros de hoy en materia prima fiable para mañana, reduciendo la necesidad de nuevas explotaciones en canteras y disminuyendo la huella ambiental del sector de la construcción.

Cita: Antolín-Rodríguez, A., García-González, J., Guerra-Romero, M.I. et al. Performance improvements of recycled concrete and ceramic aggregates using graphene oxide nanocoating. Sci Rep 16, 12971 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42362-w

Palabras clave: hormigón reciclado, óxido de grafeno, residuos de construcción, nanorrevestimiento, materiales de construcción sostenibles