Con cenizas de cascarilla de arroz se mejorarían vías terciarias de los Llanos Orientales

En 2023 se produjeron en Colombia 6,5 millones de toneladas de productos agrícolas, entre ellos el arroz, con 1,7 millones toneladas en el Casanare y 1,4 millones de toneladas en el Meta, lo que demuestra que los Llanos Orientales es la zona de mayor producción arrocera del país, según la Unidad de Planificación Rural Agropecuaria (UPRA), sobre la más reciente Evaluación Agropecuaria Municipal (EVA).

Sin embargo el mal estado de las vías internas de la región es uno de los problemas que dificulta sacar eficientemente los productos agropecuarios (arroz, soya, piña, caucho, palma africana, pino, maíz, plátano, patilla, yuca, cítricos y árboles maderables, entre otros), y además repercute en un alza en los costos de transporte, situación que obedecería a la ubicación geográfica, el clima, y la falta de inversión y de soluciones definitivas.

“El 70 % de las vías colombianas se clasifican como “terciarias”, es decir las que unen las cabeceras municipales y las veredas, por lo que son fundamentales para el desarrollo de la economía regional”, expuso el profesor de la UNAL Ary Alain Hoyos, ingeniero civil, doctor en Ingeniería - Ciencia y Tecnología de Materiales y líder de la investigación.

Ante esta problemática, la UNAL Sedes Medellín y Orinoquia se unieron para adelantar un proyecto que explora soluciones de economía circular, es decir aprovechar al máximo todos los recursos materiales para reducir, reciclar y reutilizar lo que se desecha.

Los investigadores encontraron en la producción arrocera un recurso útil para aportar a la solución del estado de las vías terciarias de la región: “elegimos la ceniza de la cascarilla de arroz como materia prima porque esta ya pasó por todo un proceso químico, la huella de carbono es mucho más baja y es algo que no se utiliza, es un residuo”, explica el profesor Hoyos.

La ceniza de cascarilla de arroz mejoraría el suelo vial

La cascarilla de arroz suministrada por la Comercializadora de los Llanos fue la materia prima de la investigación: “su ceniza se adquiere mediante un proceso de quema controlada, el cual implica calentarla a temperaturas específicas, y de allí se produce la calcinación y se transforma en cenizas. Después, este subproducto se incorpora en mezclas de concreto como un sustituto parcial del cemento, lo que mejora la resistencia y durabilidad del material”, explica el docente.

Aclara además que “el proceso para aprovechar este residuo consiste en recolectar la ceniza y mezclarla con el suelo en ciertas proporciones, y a esa mezcla agregarle activadores alcalinos, lo que permite disolver parte de la ceniza para obtener lo que se necesita –en este caso silicio y aluminio– y generar un material que se pueda conglomerar”.

Aunque todo el proceso se estudió en laboratorio para saber cómo funcionarían los componentes en la vía, el líder del proyecto manifiesta que “la aplicación sería muy similar a la actual. El pavimento está formado por 4 capas: subrasante, subbase, base y carpeta de rodadura; las vías terciarias tienen máximo 2 de estas, por eso se presenta un deterioro más rápido en estas carreteras”.

“Para hacer la mezcla se realiza un levantamiento del suelo para mezclarlo con la ceniza y el activador; luego las volquetas van colocando la ceniza cada cierta distancia, posteriormente la moto niveladora mezcla el suelo existente con la ceniza, y por último un carro riega el activador. Es importante aclarar que este procedimiento se realizó desde 0 hasta los primeros 50 cm de suelo de la vía, y dio resultados satisfactorios”, indica el profesor Hoyos.

Aportes educativos y tecnológicos

Los beneficios del estudio se observan no solo en la sostenibilidad sino también en la articulación entre la academia, el Estado y la industria, pues además de la participación del sector privado se contó con el vínculo entre las Sedes Medellín y Orinoquia de la UNAL, la Institución Universitaria Pascual Bravo de Medellín y la Universidad Minuto de Dios, que aportaron el conocimiento de sus profesionales y los espacios de investigación en laboratorios. También contribuyeron de los departamentos Arauca, Casanare, Guainía, Guaviare, Meta, Vaupés y Vichada, cuyos esfuerzos buscan no solo resolver la problemática, sino además promover la ciencia y el progreso de esta región.

El objetivo principal del proyecto es fortalecer las capacidades científicas, que se reflejan en la dotación de equipos de alta tecnología para la UNAL usados durante el estudio, como el microscopio electrónico de barrido que queda a disposición de la comunidad académica de la Sede Orinoquia.

En la investigación también participaron estudiantes del Doctorado en Ingeniería - Ciencia y Tecnología de Materiales, y de la Maestría en Ingeniería Materiales y Procesos, contratados para formar parte del equipo investigador, y quienes a su vez apoyaron a estudiantes de pregrado, uno de los cuales fabricó un tipo de cemento.

Este proyecto evidencia los logros del fortalecimiento de la ciencia para la sostenibilidad, los cuales se gestan desde la academia y sus beneficios se enfocan en pro de la región y de las comunidades rurales, que pueden aportar a iniciativas locales gubernamentales para mejorar las vías y el progreso de la Orinoquia, que repercutiría en una mayor competitividad y calidad de vida para los llaneros.