Polvo de vidrio mejora la resistencia y durabilidad del concreto

En esta parte del país, tan alejada de centros urbanos, materiales como la arena y la grava son escasos, de mala calidad y extremadamente costosos. Por ejemplo, mientras en Medellín 1 m³ de piedra triturada cuesta unos $82.000, en Leticia supera los $500.000, pues la región carece de minas locales y depende de los materiales traídos desde Brasil.

A esto se suma que el relleno sanitario de la ciudad, con una vida útil proyectada de 17,3 años, recibe cada día unas 10 toneladas de residuos, de los cuales el 6 % corresponden a vidrio. Aunque parecen problemas distintos, están profundamente conectados: Leticia no tiene agregados para elaborar concreto propios, y al mismo tiempo desecha a diario un material compuesto principalmente por arena que se acumula sin una salida práctica.

Esta doble limitación motivó a Jesús David Velásquez Builes, magíster en Construcción de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín, a fabricar un concreto con polvo de vidrio reciclado para sustituir los agregados tradicionales. Al aplicar pruebas de resistencia, durabilidad e impermeabilidad, el nuevo material superó el desempeño de las mezclas convencionales en casi el doble.

Del reciclaje artesanal a una tecnología viable

La investigación nació al observar que habitantes y recicladores de Leticia trituraban botellas a mano y las mezclaban de forma artesanal con concreto. El trabajo del magíster consistió en tomar esa práctica comunitaria y convertirla en una tecnología fiable, estudiada y económica.

El proceso inició con la recolección de las botellas, que se lavaron para eliminar papel, residuos o pegamento que pudieran afectar la calidad del concreto. Luego, usando una guadaña de pasto adaptada como molino, las botellas se trituraron hasta obtener un polvo con una textura muy similar a la arena fina.

Con ese material se prepararon cuatro mezclas: una con arena tradicional y otras tres que reemplazaron la arena en un 10, 25 y 35 % por polvo de vidrio. Para evaluarlas se elaboraron cilindros de 10 cm de diámetro por 20 cm de alto, que se sometieron a la presión de una prensa hidráulica. La carga máxima aplicada antes del colapso del cilindro se convirtió a megapascales (MPa).

El resultado más alto alcanzó 45,3 MPa en la mezcla con 35 % de polvo de vidrio, pero incluso los reemplazos del 10 y 25 % superaron al concreto convencional. Esto convierte el material en una alternativa ideal para vías, pisos, paredes y otras estructuras, excepto edificios de gran altura.

Concreto más duro y repelente

Para evaluar su durabilidad, el investigador aplicó pruebas con un equipo de ultrasonido que mide el tiempo que tarda una onda en atravesar el cilindro. A mayor velocidad, mejor es la calidad interna del concreto, pues indica un material más denso, homogéneo y con menos vacíos.

Los resultados mostraron una mejora notable: mientras el concreto tradicional registró 4.204 metros por segundo (m/s) —clasificado como “bueno”—, las mezclas con 35 % de polvo de vidrio alcanzaron 4.869 m/s, una categoría considerada como “excelente”, según estándares internacionales.

Durante las pruebas también se analizó el patrón de fractura de los cilindros. Todas las mezclas con polvo de vidrio presentaron una fractura “ideal”, con una distribución uniforme de los esfuerzos. Esto indica que el vidrio reciclado no genera puntos débiles, sino que se integra adecuadamente a la matriz del concreto.

Además, su menor porosidad refuerza la resistencia a la penetración de agua y agentes químicos, una propiedad que se confirmó con ensayos específicos. El investigador expuso el producto al ataque de sustancias químicas agresivas, específicamente sulfatos de sodio y magnesio, procedimiento que consistió en sumergir muestras en soluciones sulfatadas.

Después de múltiples ciclos midió la pérdida de masa del material. El polvo de vidrio mostró una pérdida de apenas 1 %, mientras que la arena convencional perdió 14 % de esta. La explicación de esta notable diferencia radica en que el vidrio es inherentemente resistente a los ataques químicos, como lo demuestra su uso común para almacenar productos químicos agresivos.

La investigación también incluyó proyectos piloto exitosos en Leticia (2007) y San Andrés (2015), en los cuales se procesaron más de 70 toneladas de vidrio para fabricar bloques y mobiliario urbano como paredes, sillas y postes de energía. Según el investigador, “la tecnología desarrollada es simple, de bajo costo y operable con equipos básicos, lo que facilita su adopción en comunidades apartadas que enfrentan altos costos de construcción y dificultades en la gestión de residuos”.