Investigadores UC imprimen hormigón que incorpora relaves de cobre para sustituir el cemento
Este tipo de hormigón impreso con tecnología 3D no solo permite reducir el contenido de cemento y la huella de carbono de las mezclas, sino que también mejoraron las propiedades de este material, que mostró mayor estabilidad y resistencia, y menor dependencia a las variaciones térmicas, un aspecto clave para las obras de construcción frente al cambio climático.
photo_camera Por cada tonelada de cobre extraída se generan 125 toneladas de relaves; buena parte de este subproducto representa uno de los mayores desafíos ambientales de la industria minera.
Un paso clave en el desarrollo de una nueva tecnología de construcción más sostenible es el que acaba de dar un equipo de investigadores de la Universidad Católica.
El proyecto partió en 2018, buscando producir una mezcla de hormigón que incorporara relaves de cobre como sustituto parcial del cemento. Esto con el fin de reducir la huella de carbono en la industria de la construcción, mediante el uso de materiales reciclados.
Sin embargo, trabajar esta mezcla representaba desafíos técnicos, que ahora pudieron ser resueltos mediante el uso de tecnología de impresión 3D.
“Tradicionalmente, la incorporación de relaves en hormigones ha presentado desafíos técnicos, ya que suele afectar propiedades mecánicas o de trabajabilidad“, explica Claudia Eugenin, candidata a doctora en Ingeniería y Ciencias con la Industria, de la Facultad de Ingeniería. “En esta investigación identificamos que la impresión 3D ofrece una oportunidad distinta para valorizar este pasivo ambiental“.
En ese sentido, detalla que, gracias al uso de esta tecnología constructiva en 3D, los relaves no solo permiten reducir el contenido de cemento y la huella de carbono de las mezclas, sino también mejoran sus propiedades en este proceso, como la estabilidad reológica y la resistencia entre capas impresas.
El estudio formó parte de una tesis doctoral, apoyada por Codelco y el Servicio Alemán de Intercambio Académico (DAAD).
Amplia disponibilidad de relaves de cobre en Chile
Para Iván Navarrete, profesor de la Escuela de Ingeniería y director del Centro de Innovación del Hormigón UC, quien lidera al equipo de impresión 3D, los resultados obtenidos fueron positivos y demostraron, además, una mejor respuesta de las mezclas frente a las variaciones de temperatura ambiente, un aspecto clave para obras en escenarios de cambio climático.
El académico precisó que las mezclas para impresión 3D requieren una alta dosis de cemento, mayor que el hormigón convencional, para cumplir con las exigencias técnicas del proceso, lo que eleva su impacto ambiental.
Sin embargo, valoró que “el reemplazo parcial con relaves aumentó la resistencia de unión entre las capas impresas, uno de los puntos más críticos en la construcción con impresoras 3D. Asimismo, permitió producir elementos estructurales con resistencias mecánicas comparables a las mezclas convencionales”.
Para el equipo de investigación, integrado además por Karla Cuevas, doctora de la Technische Universität Berlin, Alemania, este hallazgo resulta especialmente relevante para Chile, debido a la amplia disponibilidad de relaves de cobre en el país. Asimismo, fortalece el vínculo de la minería con la construcción.
Por cada tonelada de cobre extraída se generan 125 toneladas de relaves, el residuo fino resultante del proceso de trituración del mineral. Buena parte de este subproducto representa uno de los mayores desafíos ambientales de la industria minera.
Los resultados fueron publicados en una revista científica internacional especializada en materiales de construcción e impresión 3D, contribuyendo al avance del conocimiento sobre el uso de relaves mineros en aplicaciones constructivas de alto valor agregado.
