La utilización de las cenizas procedentes de la combustión de biomasa está condicionada por sus propiedades físico-mecánicas.
En la actualidad, no existen muchos estudios sobre la utilización de cenizas de fondo de biomasa en materiales de construcción, principalmente en los materiales a base de cemento.
El uso de estos subproducto está limitado a materiales de baja y media resistencia, sustituyendo parcialmente algunos de los materiales de origen que componen la mezcla (cemento o árido)
A continuación se muestran algunos de los estudios realizados utilizaron cenizas de fondo y volantes en diferentes materiales de construcción.
2.4.1.- Cenizas de fondo de biomasa
Sustitución de cemento.
Diferentes investigaciones con cenizas de fondo de biomasa se ha llevado a cabo en la fabricación de morteros.
Gemelli y col., 2004, estudiaron la viabilidad de las cenizas de fondo procedentes de pulpa y papel como materia prima para la fabricación de mortero. Analizo la influencia del tamaño de partículas de las cenizas y su efecto en
diferentes mezclas.
Maschio y col., 2011, elaboraron pasta de mortero mediante la sustitución de cemento comercial por cenizas de fondo procedentes de astillas de abeto y evaluó el efecto de la adicción de cenizas sobre la trabajabilidad.
Garcia y Sousa-Coutinho, 2013, utilizo las cenizas de fondo procedentes de madera como sustitución del cemento y valoro la resistencia y durabilidad del mortero.
Investigadores como Carrasco y col., 2014 presento los resultados sobre el efecto de la adición de cenizas de fondo procedentes de la combustión de biomasa vegetal como sustitutivo de cemento Portland.
Árido para morteros y hormigones.
En una revisión de la literatura, se encuentran estudios que han evaluado la posibilidad de utilización de este material en hormigón y como árido en la fabricación de mortero.
Modolo y col., 2013, utilizo las cenizas de fondo como árido en la formulación de mortero. Estos morteros fueron producidos mediante la sustitución entre el 50 y 100% de arena comercial por cenizas de fondo.
Barbosa y col., 2013, evaluó la posibilidad de utilizar las cenizas de fondo de biomasa como sustitutivo de cemento y árido natural en la fabricación de hormigón, sin comprometer sus propiedades mecánicas, químicas y medioambientales. Cabe destacar de esta investigación que las propiedades químicas y medioambientales bajo condiciones marinas y de agua dulce.
Hinojosa y col., 2014 profundizo en la idoneidad del uso de cenizas de fondo de biomasa, identificando los factores químicos mas limitantes que determinan sus posibles aplicaciones reales. Para ello el estudio se llevo a cabo de acuerdo con los reglamentos técnicos españoles (PG-3 y EHE).
Beltrán y col., 2014, utilizo cenizas de fondo de biomasa procedentes de resto de poda de olivo como sustitutivo de cemento y arena natural en hormigones reciclados no estructurales. Este trabajo presentó los resultados relativos a las dosis óptimas, sustituciones o modificaciones de las propiedades de aplicación en la elaboración de hormigones.
Material de relleno
Cabrera y col. 2014, analizo la viabilidad técnica de las cenizas de fondo, mediante un estudio físico, químico y mecánico en el que se determino que las cenizas de fondo biomasa, poseen propiedades aceptables para ser utilizados como un material de relleno en el núcleo de terraplenes de carreteras más de 5 m en altura sin medidas de precaución adicionales, ajustándose a las prescripciones técnicas del PG-3.
Material Tratado con cemento (Suelocemento)
Cabrera y col., 2015, este trabajo incorporo las cenizas de fondo en mezclas con árido natural y árido reciclado para la conformación de bases y sub-bases de carreteras con un 3% y un 5% de cemento. El análisis de las propiedades mecánicas fue muy positivo.
Piezas de albañilería
José A. y Castro, 2014, evaluaron por primera vez el uso de cenizas de fondo procedentes de la quema de orujo como materia prima en la fabricación de ladrillos.
Carrasco y col., 2014 estudiaron el efecto de las cenizas de fondo para la obtención de muestras de silicato cálcico mediante la sustitución parcial de cal y cemento Portland, para la elaboración de unidades de mampostería con baja conductividad térmica.
2.4.2.- Cenizas volantes de biomasa
Las cenizas volantes procedentes de la combustión de biomasa han sido ampliamente estudiadas en diferentes aplicaciones. Su principal uso ha sido en la agricultura debido a su contenido de nutrientes minerales, incluyendo calcio, potasio y fósforo (Basu y col., 2009). Debido al aumento de la producción de este subproducto, su uso ha sido estudiado en materiales de construcción.
Cuenca y col., 2013 estudiaron el posible uso de este tipo de cenizas volantes para la fabricación de hormigones autocompactante. Por otro lado, Gómez-Barea y col., 2009 fabricaron tableros de pared ligera y ladrillos con propiedades.
Rajamma y col., 2009, presento los resultados de nuevas formulaciones de cemento incorporando cenizas volantes de biomasa. Posteriormente, Cruz-Yusta y col., 2011, centraron su trabajo en la incorporación de cenizas volantes procedentes de la quema de olivo como materia prima alternativa en formulaciones de mortero a base de cemento
Por otro lado, Nordmark y col., 2011, utilizo cenizas volantes como reemplazo del cemento en la estabilización mecánica de caminos forestales en Suecia, demostrando el efecto estabilizador de las mismas.
Wang y col., 2008, compararon el uso de cenizas volantes procedentes de la combustión de madera, con cenizas procedentes del carbón, en la fabricación de hormigón, con resultado muy satisfactorios.
Por último, Demis y col., 2014, afirma que las cenizas procedentes de los subproductos agroindustriales poseen grandes cantidades de sílice, por lo que puedes ser una solución alternativa a la incorporación de los materiales cementantes complementarios utilizados tradicionalmente.