Assessment of mussel shells for the development of different bio-based building materials

Resumo

Avaliación da cuncha de mexillón para o desenvolvemento de diferentes biomateriais de construción España é un dos principais produtores mundiais de mexillón, sendo as costas de Galicia o centro desta industria, cunha produción anual de aproximadamente 200.000 toneladas. Estes mexillóns véndense frescos, aínda que unha gran fracción procésase e comercializa en conserva (aproximadamente o 38%). Esta industria conserveira vende só a carne refugando as cunchas que posteriormente se converten nun subproducto. A estimación da xeración de residuos desta industria só en Galicia é de 25.000 toneladas anuais, pero non todos os residuos recíclanse e hoxe en día gran parte destes terminan en vertedoiros non controlados. Este é tamén un problema global, que foi abordado en numerosas publicacións dende os anos 90. Esta tese doutoral analiza o uso de cunchas de mexillón como biomaterial de construción para o seu uso en diferentes aplicacións como áridos para a fabricación de formigón, morteiros de revestimento innovadores e como recheo solto para illamento. A cuncha de mexillón foi tratada térmicamente a 135 °C durante 30 minutos e logo triturada e tamizada para producir grava e area. O árido está composto principalmente de carbonato cálcico (> 95%) con trazas de compostos orgánicos e pequenas cantidades de sulfato e cloruro. A primeira aplicación considerada foi a produción de formigón en masa. Os resultados conducen a establecer que a substitución da cuncha de mexillón debe limitarse ao 25% dos áridos finos ou grosos, ou ao 12.5% dos áridos finos e grosos xuntos. Con estas porcentaxes, o formigón mostra un comportamento correcto e, ao puírse, conséguese un interesante acabado estético con fragmentos vistos de cunchas mariñas. A segunda aplicación foron os morteiros de revestimentos, nestes, o 25%, 50% e 75% do árido foi substituído por áridos de mexillón. Os ligantes considerados foron o cemento e o cal. Os áridos de mexillón afectan a trabajabilidad, a densidade e as propiedades mecánicas das mesturas. Tamén se reduce considerablemente a absorción capilar. Isto atribuíuse principalmente ao contido de materia orgánica e a forma lajosa das cunchas. Estes dous parámetros tamén afectan á carbonatación dos morteiros de cal, reducíndose o avance a idades temperás con respecto ao patrón mentres que a área carbonatada total incrementouse a idades avanzadas co contido de mexillón. O límite de substitución recomendado para os morteiros de revestimento é do 25%, aínda que no caso do cal con maiores porcentaxes os cambios non son severos. A terceira aplicación foi o uso como material de recheo solto. As cunchas de mexillón confinadas dentro dun espazo pechado (unha caixa de madeira) teñen unha condutividade térmica similar á dunha madeira de conífera lixeira, polo que pode considerarse un material con baixa condutividade térmica. Ademais, o material mostra un comportamento acústico como o doutros materiais illantes comercializados. Este traballo de investigación naceu no marco do Proxecto Biovalvo "Valoración das cunchas bivalvos galegos no ámbito da construción". O último paso deste proxecto foi a construción dun edificio experimental que inclúe todos os materiais de construción descritos nesta investigación. Incluíronse cunchas de mexillón no teito, nas paredes, no chan e nos cimentos do edificio. Os resultados desta experiencia publicaranse en documentos científicos posteriores, aínda que unha descrición do edificio e os resultados preliminares preséntanse no anexo A de esta tese.