Investigadores encontraron una forma bastante inesperada de mejorar el concreto: sustituir una pequeña parte del cemento por un material obtenido de residuos fecales humanos tratados.
No se trata de mezclar excrementos directamente con concreto. Primero, el lodo fecal pasa por un proceso que lo transforma en un material llamado biocarbón.
Ese biocarbón se obtiene secando los residuos y calentándolos con muy poco oxígeno, a temperaturas de entre 350 y 450 grados Celsius aproximadamente.
Después, los investigadores muelen y tamizan el material hasta convertirlo en un polvo fino que puede incorporarse a una mezcla convencional de concreto.
El estudio, publicado en la revista Scientific Reports, utilizó biocarbón producido con lodo fecal procedente de una planta de tratamiento ubicada en Warangal, India.
Los científicos prepararon diferentes mezclas reemplazando el cinco, diez y quince por ciento del cemento con este polvo derivado de residuos humanos previamente procesados.
Luego midieron varias propiedades del concreto, entre ellas su resistencia a la compresión, resistencia a la flexión, porosidad, absorción de agua y encogimiento.
Los resultados mostraron que añadir una cantidad moderada de biocarbón podía mejorar el material, aunque aumentar demasiado la proporción comenzaba a reducir algunos beneficios.
La mezcla con cinco por ciento de sustitución destacó en varias mediciones y mostró menor absorción de agua y menos espacios internos que el concreto convencional.
También presentó menor contracción durante el secado, algo importante porque demasiada contracción puede favorecer la aparición de grietas y reducir la durabilidad de una estructura.
Pero uno de los resultados más llamativos apareció después de 91 días, cuando los investigadores volvieron a medir la resistencia de las diferentes muestras preparadas.
Con diez por ciento de biocarbón, la resistencia a la compresión aumentó aproximadamente 21 por ciento y la resistencia a la flexión llegó a aumentar 42 por ciento.
Esa cifra no significa que cualquier concreto con residuos humanos será automáticamente 42 por ciento más fuerte. El resultado corresponde a esta mezcla y condiciones específicas.
La explicación podría estar relacionada con la estructura del biocarbón. Sus partículas tienen muchos poros pequeños capaces de retener agua dentro de la mezcla mientras endurece.
Esa humedad almacenada puede ayudar al cemento a completar sus reacciones durante más tiempo, permitiendo que el concreto continúe ganando resistencia conforme pasan las semanas.
El material también contiene compuestos que pueden reaccionar con productos del cemento y formar sustancias adicionales que rellenan espacios internos y vuelven más compacta la estructura.
El equipo además estudió un problema importante: el lodo fecal puede contener metales pesados que resultarían peligrosos si terminaran filtrándose hacia el ambiente circundante.
Las pruebas indicaron que la matriz alcalina del concreto podía inmovilizar gran parte de esos metales, reduciendo considerablemente su liberación durante los ensayos realizados.
La propuesta podría resolver dos problemas al mismo tiempo: encontrar un uso para residuos sanitarios difíciles de gestionar y reducir parcialmente la cantidad de cemento necesaria.
Todavía harán falta pruebas a mayor escala y durante periodos más largos antes de usar este material ampliamente, pero los resultados iniciales muestran una alternativa prometedora y sostenible.