Impacto de los residuos de construcción y demolición en el rendimiento del hormigón ligero estructural sostenible basado en LC3

Convertir los escombros de edificios en nuevas estructuras resistentes

Cada año, montañas de ladrillos rotos y hormigón procedentes de edificios demolidos se acumulan en vertederos, mientras que fabricar hormigón nuevo libera a la atmósfera más dióxido de carbono que casi cualquier otro material de construcción. Este estudio plantea una pregunta oportuna: ¿pueden los escombros de ayer convertirse en el material de construcción ligero y bajo en carbono de mañana, lo suficientemente resistente para estructuras reales y no solo como relleno? Los investigadores muestran cómo el ladrillo y el hormigón procedentes de residuos, debidamente procesados, pueden sustituir gran parte de la parte más contaminante del cemento, recortando emisiones y a la vez cumpliendo las normas internacionales para hormigón estructural.

Por qué importa un hormigón más ligero y más ecológico

El coste oculto del hormigón es su peso y su huella climática. Las estructuras más pesadas necesitan más material en columnas y cimientos, y la producción tradicional de cemento libera grandes cantidades de gases de efecto invernadero. El hormigón ligero ayuda reduciendo la «carga muerta» de los edificios, permitiendo elementos más esbeltos y cimientos más pequeños, lo que a su vez ahorra materiales y energía. Al mismo tiempo, los residuos de construcción y demolición —especialmente ladrillos y hormigón antiguos— generan su propio problema ambiental cuando se depositan sin tratamiento. Este trabajo une ambos retos, explorando si los materiales de desecho pueden aligerar el hormigón y reducir drásticamente la necesidad de cemento nuevo.

De los escombros a los bloques de construcción

El equipo se centró en un aglutinante más nuevo y de menor carbono llamado cemento de caliza y arcilla calcinada, o LC3. En lugar de depender mayoritariamente del clínker tradicional, el LC3 lo mezcla con polvo de caliza y una arcilla tratada térmicamente. En este estudio, los investigadores sustituyeron los ingredientes habituales por otros procedentes de residuos: polvo fino de ladrillo triturado ocupó el lugar de la arcilla especial, y polvo de hormigón reciclado sustituyó al polvo de caliza. Además, los ladrillos viejos se trituraron y utilizaron como áridos finos y gruesos, mientras que una pequeña cantidad de aditivo espumante introdujo burbujas diminutas para reducir aún más el peso. En total se prepararon nueve mezclas de hormigón distintas, todas con las mismas proporciones básicas de agua, aglutinante y áridos de ladrillo, pero con cantidades y tipos variables de los polvos procedentes de residuos.

Ensayando resistencia, durabilidad y resistencia al calor

Para valorar si estas mezclas eran algo más que experimentos ecológicos, los investigadores las sometieron a una exigente batería de pruebas. Midiendo la fluidez del hormigón fresco, la densidad tras el secado y la velocidad de paso de ondas sonoras —indicador de la calidad interna—. Se siguió el desarrollo de la resistencia a compresión a los 7, 28 y 90 días, y se comprobó si podían emplearse como hormigón ligero estructural según las normas europeas de diseño. La durabilidad se investigó sumergiendo muestras en una solución agresiva de sulfato de magnesio durante hasta seis meses, simulando suelos agresivos y agua de mar, y exponiéndolas a 200 y 400 grados Celsius para reproducir incendios o exposiciones a alta temperatura. También se controlaron la absorción de agua y el contenido total de poros, ya que un hormigón más abierto y absorbente suele ser más vulnerable a lo largo del tiempo.

Cómo rindió el hormigón basado en residuos

El resultado sorprendente es que las mezclas que emplearon polvo de ladrillo triturado en el aglutinante se comportaron de manera muy similar a las que usaron la arcilla comercial más refinada, con solo una pequeña reducción de la resistencia y un aumento modesto en la absorción de agua. Incluso con hasta el 60 % de sustitución del clínker, todos estos hormigones alcanzaron resistencias a 28 días de entre aproximadamente 24 y 38 megapascales y densidades en seco entre 1650 y 1850 kilogramos por metro cúbico, dentro del rango aceptable para hormigón ligero estructural. El polvo de hormigón reciclado demostró ser un sustituto más áspero del polvo de caliza: los hormigones que lo usaron presentaron algo menor resistencia y mayor porosidad, reflejando la naturaleza más irregular y porosa de este residuo. Aun así, cada mezcla que se basó en polvos y áridos de desecho superó el umbral para uso estructural. En general, las mezclas a base de LC3 resistieron bien condiciones agresivas, perdiendo menos del 0,7 % de su masa tras exposición prolongada a sulfatos y conservando más del 80 % de su resistencia tras calentarse a 400 grados Celsius.

Qué significa esto para los edificios del futuro

Para no especialistas, la conclusión es que el hormigón fabricado mayoritariamente con ladrillos y hormigón viejo triturados —combinado con un aglutinante de bajo carbono cuidadosamente ajustado— puede ser a la vez ligero y lo bastante resistente para edificios reales. Hay compensaciones: las mezclas ricas en residuos absorben más agua y, cuando se usa polvo de hormigón reciclado, se sacrifica algo de resistencia frente a las mejores mezclas convencionales. Pero aun así cumplen las normas estructurales mientras sustituyen gran parte del cemento más intensivo en carbono y dan una segunda vida a los escombros de demolición. Esto apunta a un futuro en el que el armazón de los nuevos edificios podría fabricarse con los restos de los antiguos, reduciendo emisiones, ahorrando materias primas y disminuyendo la huella de los residuos de la construcción sin renunciar a la seguridad ni al rendimiento.

Cita: Sadik, E.K., Elrahman, M.A., Eltawil, K.A. et al. Impact of construction and demolition wastes on the performance of sustainable LC³-based structural lightweight concrete. Sci Rep 16, 13397 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-48036-x

Palabras clave: hormigón sostenible, reciclaje de residuos de construcción, hormigón ligero, cemento bajo en carbono, ladrillo reciclado y hormigón