Escudo de la República de Colombia Escudo de la República de Colombia
/Lodos de flotación se utilizarían para material prefabricado de construcción
Ciencia y Tecnología

Lodos de flotación se utilizarían para material prefabricado de construcción

    A partir de estos residuos de la explotación de agregados, provenientes de canteras del suroeste antioqueño y que se utilizan en la fabricación de concreto, se desarrolló un nuevo prototipo de material ecológico y más económico que se podría integrar al sector de la construcción.

    Este modelo fue uno de los ganadores en los premios Medellín Investiga 2021, un programa de la Alcaldía de Medellín liderado por la Agencia de Educación Superior de Medellín y ejecutado por la Academia Colombiana de Ciencias Exactas y Naturales.

    El lodo de flotación es el resultado de un material (arenas y gravas) que se usa en la fabricación de concreto para obras de infraestructura. Para asegurar la calidad de estos materiales pétreos –que son extraídos de canteras o minas–, la Norma Técnica Colombiana exige que se deben lavar.

    En el proceso de lavado de los agregados genera una masa de lodo, el  70 % de la cual se libera después en efluentes hídricos o botaderos, que con la lluvia se desintegran y desembocan en ríos o mares. Estos residuos contaminan el pH del agua afectando la fauna y la vegetación de los ecosistemas marinos, según lo señala la Comisión Económica para América Latina y el Caribe (Cepal).

    El estudiante de Construcción Nicolás Zapata Pérez y el Semillero de Investigación en Materiales de Construcción (SIMC) de la Facultad de Arquitectura de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín adelantaron un diseño único para adicionar estabilizantes a este residuo y obtuvieron una matriz experimental –una “lista de dosificaciones”– que permitió determinar la mezcla con el mejor desempeño del lodo.

    “Primero caracterizamos el residuo para entender su composición química y mineralógica y saber cómo estabilizarlo. Luego obtuvimos un diseño experimental de las variaciones de las cantidades de estabilizadores de hidróxido de calcio –Ca(OH)2– e hidróxido de sodio (NaOH) que se le deben adicionar al lodo para obtener un nuevo material ecológico con potencial aplicación en el sector de la construcción”, explica el estudiante Zapata.

    Además hicieron varios ensayos de compactación para obtener el rango óptimo de humedad, ya que los lodos se pueden expandir fácilmente al contacto del agua debido a su naturaleza arcillosa. Estas pruebas de durabilidad y de compresión arrojaron un aumento del 800 % en las propiedades mecánicas y físicas del producto, una condición óptima para elementos de construcción.

    “Cabe resaltar que durante pandemia no pudimos ir al laboratorio, por lo que empezamos a emplear simulaciones computacionales”, señala el investigador.

    Según estudios de la Unidad de Planeación Minero Energética (UPME), respecto a 2013, en 2023 habrá un crecimiento del 48 % en la demanda de materiales provenientes de la explotación minera para uso en procesos constructivos.

    Así se aplica

    El investigador explica que “el nuevo producto se puede utilizar como complemento del concreto en las construcciones de infraestructuras. Su principal función es que se puede implementar en bloques o en ladrillos, es decir, cuando vamos a hacer un muro divisorio entre dos habitaciones se podría implementar este tipo de elementos prefabricados”.

    La importancia de la investigación también radica en que, por su tipo de fabricación, el material es más ecológico que el concreto y más económico que otros materiales que usan los campesinos para construir sus casas.

    “Nos dimos cuenta de que las personas están construyendo con instrumentos que no son sismorresistentes y que, en el peor de los casos, en el momento en que haya un movimiento sísmico, estas estructuras que no cumplen ningún tipo de normativa no van a garantizar la seguridad de las personas; entonces, esta nueva alternativa brinda la posibilidad de tener un material a bajo costo y que cumpla con los estándares internacionales”, señala el investigador.

    Cabe resaltar que el método es transversal y se puede aplicar en otras canteras e industrias teniendo en cuenta la caracterización de los lodos, porque cada uno tiene propiedades físicas y químicas distintas al residuo utilizado en la cantera de arenas del suroeste antioqueño, en el municipio de Amagá.

    El estudio fue desarrollado por el SIMC junto con los profesores Yhan Paul Arias y Juan Carlos Ochoa, y el estudiante de Construcción Andrés Felipe Restrepo, del Laboratorio de Construcción.