Evaluación del rendimiento y del impacto ambiental del hormigón fabricado con aguas industriales tratadas

Por qué convertir aguas residuales en agua para la construcción importa

El hormigón está presente en la vida moderna, desde viviendas y puentes hasta escuelas y hospitales. Pero fabricar todo ese hormigón consume grandes cantidades de agua potable justo cuando muchas regiones ya sufren escasez. Este estudio explora una idea sencilla con gran potencial: ¿puede el agua industrial tratada y controlada sustituir de forma segura al agua dulce en la elaboración de hormigón y mortero, sin debilitar las estructuras ni dañar el medio ambiente?

De los desagües de la fábrica a las obras

Los investigadores trabajaron con dos tipos reales de aguas industriales tratadas: una procedente de una industria textil y otra de una planta de procesamiento de alimentos. También prepararon en laboratorio soluciones que contenían únicamente cantidades conocidas de cobre y zinc para estudiar los metales pesados de forma aislada. Primero midieron parámetros básicos de calidad del agua, incluidos sales, materia orgánica y contenido metálico, y compararon los resultados con los límites nacionales e internacionales para agua de amasado. La mayoría de los valores se situaron dentro de los rangos permitidos, aunque las aguas industriales presentaron más materia orgánica que el agua potable.

Cómo se comportó el propio hormigón

El equipo mezcló tres series de hormigón: una con agua potable normal y dos con las aguas industriales tratadas. Evaluaron la manejabilidad del hormigón fresco y la resistencia que alcanzaba tras días y meses. La trabajabilidad se mantuvo casi sin cambios. La resistencia a la compresión, que refleja la carga que el material puede soportar a compresión, disminuyó menos del 10 % cuando se usaron las aguas tratadas. Las resistencias a tracción por división y a flexión, relacionadas con el agrietamiento y la flexión, cayeron menos del 5 %. Estas pequeñas pérdidas permanecieron dentro de los límites normativos y normalmente no alterarían el diseño de una estructura.

Qué sucede dentro de los poros

La durabilidad del hormigón depende en gran medida de cómo se mueven el agua y las sustancias disueltas a través de sus poros microscópicos. En este estudio, el hormigón elaborado con aguas residuales tratadas absorbió en realidad menos agua por acción capilar, probablemente porque compuestos orgánicos bloquearon parcialmente algunos de los poros más finos. Al mismo tiempo, las pruebas de penetración rápida de cloruros mostraron una ligera mayor carga eléctrica en las probetas hechas con agua textil, lo que apunta a un mayor movimiento de iones en la solución capilar. Mediciones por difracción de rayos X confirmaron cambios modestos en los productos cristalinos internos de la hidratación del cemento, coherentes con retrasos leves causados por impurezas.

Comprobando la seguridad para las personas y el medio ambiente

Para evaluar si metales nocivos podrían liberarse con el tiempo, los investigadores fabricaron pastas de cemento y morteros usando las soluciones sintéticas de cobre y zinc. Midieron tiempos de fraguado y resistencia, y realizaron ensayos acelerados de lixiviación en los que las muestras permanecieron en agua mientras se seguía la cantidad de metal liberado durante varios días. Cuando los niveles de metales pesados se mantuvieron en o por debajo de 0,5 gramos por litro, el mortero perdió menos del 10 % de su resistencia y los tiempos de fraguado siguieron cumpliendo los límites normativos. Por encima de ese umbral, la resistencia cayó demasiado y los retrasos en el fraguado se volvieron inaceptables. Aun así, las pruebas de lixiviación mostraron que más del 94 % del zinc permaneció retenido dentro de la matriz del cemento, con solo una pequeña fracción pasando al agua circundante.

Qué significa esto para el agua de uso futuro en construcción

En términos cotidianos, este trabajo demuestra que aguas industriales bien tratadas pueden sustituir al agua potable en muchas mezclas de hormigón y mortero con efectos mínimos sobre la resistencia y el comportamiento ante el agrietamiento, manteniendo a la vez los metales pesados mayoritariamente atrapados en el material endurecido. Siempre que el agua sea analizada de forma periódica y los niveles de metales se mantengan por debajo de límites claros, su uso en hormigón estructural es técnica y ambientalmente aceptable. Este enfoque puede ayudar a las obras de construcción a ahorrar miles de litros de agua dulce valiosa, aliviando la presión sobre recursos escasos y ofreciendo infraestructuras duraderas y fiables.

Cita: Mohsen, S., Shamseldein, A., hany Wadie, E. et al. Performance and environmental assessment of concrete made with treated industrial wastewater. Sci Rep 16, 15062 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-50807-5

Palabras clave: aguas residuales industriales tratadas, durabilidad del hormigón, lixiviación de metales pesados, construcción sostenible, reutilización del agua