Optimización multiobjetivo de la arena mejorada de cemento-zeolita sostenible basada en la evaluación del ciclo de...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería civil
• Ciencias de los materiales
• Ciencias del medio ambiente

Sus antecedentes:

• La arena mejorada de cemento-zeolita ofrece aplicaciones de ingeniería civil versátiles.
• Las investigaciones anteriores carecían de optimización para la resistencia mecánica, el costo y el impacto ambiental.
• Este estudio aborda esta brecha proponiendo un enfoque de optimización con múltiples objetivos.

Objetivo del estudio:

• Para optimizar la producción de arena mejorada de cemento-zeolita.
• Identificar los parámetros que maximizan la resistencia mecánica, minimizan el costo y reducen el impacto ambiental.
• Para llenar un vacío de investigación en la producción eficiente de este material.

Principales métodos:

• Se utilizaron pruebas de compresión no confinadas para evaluar muestras de arena cementada con diferentes dosis de cemento y zeolita.
• Se realizó una evaluación del ciclo de vida (ACV) para analizar los impactos ambientales de la sustitución parcial de la zeolita.
• Red neuronal de propagación hacia atrás empleada (BPNN) para la predicción de fuerza y algoritmo evolutivo multiobjetivo basado en estimación de geometría adaptativa (AGE-MOEA) para la optimización.

Principales resultados:

• El rango óptimo de zeolita se identificó como 30-45% para una mayor resistencia, un costo reducido y beneficios ambientales.
• Aumentar el reemplazo de zeolita al 25-30% mejoró la fuerza final; porcentajes más altos disminuyeron la fuerza.
• BPNN predijo con precisión la resistencia a la compresión no limitada, lo que permitió la optimización de AGE-MOEA.

Conclusiones:

• La zeolita es una alternativa viable al cemento en aplicaciones de arena cementada, ya que ofrece una resistencia mecánica comparable o superior.
• La sustitución parcial del cemento por zeolita en los proyectos de mejora del suelo es ventajosa para el medio ambiente.
• El enfoque de optimización desarrollado proporciona una vía para la producción de materiales sostenibles.