La Normativa NCh163: Áridos para morteros y hormigones – Requisitos generales, actualmente está permitiendo un 10% de áridos reciclados en reemplazo de áridos naturales en la mezcla de hormigón estructural, porcentaje aún conservador pese a las potencialidades de este material en la industria de la construcción.
De acuerdo con la Hoja de Ruta Chile, Cemento y Concreto -Net Zero 2050, el uso de áridos reciclados de hormigón está alineado con los ejes que buscan reducir la huella de carbono del hormigón mediante la economía circular. Por otro lado, el árido reciclado de hormigón es bastante prometedor debido a que “no solo tiene la capacidad de absorber CO2, sino que cuando absorbe dióxido de carbono, lo transforma y mejora su microestructura reduciendo su porosidad”, comenta Viviana Letelier, académica de la Universidad de la Frontera y miembro del Centro de Innovación del Hormigón UC.
El presente reportaje aborda los desafíos y oportunidades que enfrentan los áridos reciclados de hormigón para ser incorporados en la industria de la construcción con cemento y hormigón en Chile a partir de una entrevista realizada a la académica Viviana Letelier, directora del proyecto FONDEF “Desarrollo de un nuevo árido reciclado de hormigón de mejor calidad en base a tratamientos de absorción de CO2”.
Proceso de captura de C02
Para lograr la carbono neutralidad en la industria del cemento y del hormigón a nivel nacional, se requiere del esfuerzo experto de distintas áreas mediante proyectos e iniciativas que podrían desarrollarse de forma simultánea en el sector productivo. De esta manera, es posible minimizar la cantidad de cemento a través de materiales cementicios suplementarios, a la vez que se avanza en disminución y/o mejoras en las dosificaciones, regulación en el uso de agua, desarrollo de investigaciones que permitan capturar el C02 que se emite en el proceso de clinkerización, así como utilizar áridos artificiales o reciclados en reemplazo de áridos naturales. Inclusive, es posible utilizar el C02 capturado en el proceso de fabricación del cemento, inyectarlo en áridos reciclados de hormigón y mejorar su microestructura, lo que aumenta su resistencia.
A partir de este interés, surgió el proyecto FONDEF “Desarrollo de un nuevo árido reciclado de hormigón de mejor calidad en base a tratamientos de absorción de C02” a través del trabajo colaborativo de los académicos Mauricio López Casanova y Viviana Letelier, y que a la fecha ha conseguido pruebas exitosas en la industria y avances normativos. Si bien en diversas partes del mundo ya se había analizado la capacidad de absorción de C02 de los áridos reciclados de hormigón, la relevancia de esta investigación se centró en los desafíos y oportunidades de este material para adaptarlo a la realidad chilena.
Viviana Letelier
Directora Proyecto
En la actualidad se habla bastante sobre el ataque por carbonatación en el hormigón armado producto de la captura de C02. ¿Cómo esta misma opción puede otorgarle ventajas al árido reciclado?
En realidad el proceso es muy interesante, porque el árido reciclado no solo tiene la capacidad de absorber C02, sino que cuando lo absorbe, mejora sus propiedades en la medida que va sellando la porosidad existente en ellos. Hay distintas reacciones, pero la principal es que el C02 reacciona con el hidróxido de calcio presente en el mortero adherido al árido reciclado y se genera la calcita, la cual va sellando los poros del árido reciclado.
En el caso del hormigón armado, efectivamente el C02 es un ataque a la armadura, pero es porque tiene acceso a través de los poros abiertos presentes en el hormigón. Por lo tanto, si densificas o le rellenas los poros al árido reciclado, algo que antes pudiese haber sido un problema porque le daba más accesibilidad para llegar a la armadura, ahora lo sella.
Dentro de los estudios que hemos realizado, hemos visto cómo este proceso de carbonatación de los áridos reciclados no solo permite aumentar la proporción de áridos reciclados que utilizas, sino que además es posible mejorar propiedades mecánicas y de durabilidad.
Es por este motivo que el principal desafío que tenemos es adaptar este material a la realidad de Chile y asegurar la calidad en el proceso. Qué tanto maximizas esa capacidad de absorber C02, qué tan eficiente es esa carbonatación, esos son los nuevos desafíos a nivel de investigación.
Pensando en la economía circular, ¿es posible reutilizar un árido reciclado dos o hasta tres veces? ¿Cuántas oportunidades tiene este tipo de árido de ser revalorizado?
Ahí entran en juego las mejoras, porque en la medida que se va reciclando se van adquiriendo nuevas capas de mortero sobre el árido natural, cubriéndolo parcial o completamente. Para algunos esto podría considerarse una debilidad, pero si consideramos que ese mortero es el que captura C02, entonces puede ser una oportunidad.
Entonces el problema es que cada vez que vas reciclando, se van uniendo distintas capas de morteros de distintos orígenes y por lo tanto de distintas ITZ (Zonas de Transición Interfacial). En este momento tiene sentido hacer mejoras, como por ejemplo introducir los áridos reciclados en procesos de autoimpacto, el cual comienza a disminuir el mortero adherido donde el material residual no se desecha, sino que puede tener otros usos.
Desafíos de estandarización
Debido a que cada hormigón tiene diferentes propiedades de origen, sus características al momento de adquirirlos como áridos reciclados es fundamental para asegurar su comportamiento y posterior utilización. Actualmente no hay normativas que estandaricen este procedimiento, por lo que es un tema que se debe trabajar en miras al futuro.
Lo importante es que “estamos comenzando y se continuará hasta que se cree un buen hábito, y un buen uso del árido reciclado”, destaca la académica Viviana Letelier.
Viviana Letelier
Directora Proyecto
En este sentido, la realidad local implicaría revisar los tipos de hormigón existentes, ya que los hormigones chilenos no son iguales a otros países.
Mas que nada por el tipo de cemento y qué relación agua/cemento tenían. Un hormigón por ejemplo de 15 MPa, tiene una capacidad de absorción de CO2 distinta de un hormigón de 50 MPa. Entonces hay distintas variables, como por ejemplo el tipo de cemento, porosidad existente o procedencia. En este sentido, es fundamental considerar que hay un importante desafío respecto a cómo estandarizamos la selección del material.
Eso implica contar con entidades responsables de rescatar el material idóneo para desarrollar áridos reciclados. ¿Existe en este momento algún estándar de cómo separarlo, limpiarlo?
No, en este momento pasa por buenas prácticas principalmente. A modo de ejemplo, a mí me gusta cómo trabaja la empresa Sacyr porque son proactivos. Siempre están un paso adelante en temas de innovación y desarrollo, por lo que ya comenzaron a separar sus residuos en obra, tal como lo hicieron en la construcción del Hospital de Villarrica. Sin embargo, todavía hay un gran grupo de residuos que se les llama escombros donde está todo mezclado. Dentro de esos escombros hay hormigón, el cual está contaminado con otros residuos, lo que dificulta su utilización. Hacer la separación es posible, pero implica un gran esfuerzo, entonces también este sentido hay un gran trabajo que se tiene que hacer. Hay algunas normas sobre la gestión de residuos en obra que ya te dan algunas indicaciones de qué tienes que hacer para la separación, pero son generales. Por lo tanto, es fundamental considerar la separación de los residuos en obra como un importante desafío para generar una buena circularidad.
En cambio, hay residuos de pavimentos de hormigón que en general son bastante limpios. Los mismos hormigones de retorno son hormigones que vienen limpios, por lo que ya pasa por identificar cuál es mi residuo y cómo lo puedo reutilizar.
¿Hay que otros tipos de áridos reciclados? ¿Cuáles son los más comunes?
La mayor parte de los áridos reciclados se originan de residuos de la construcción y demolición, y dentro de esos áridos hay diferentes tipos. Actualmente el que cuenta con mayor potencial normativo es el que proviene del hormigones limpios, sin enfierradura, sin mortero, y sin ningún tipo de material adherido. Es precisamente este tipo de árido reciclado con el que estamos trabajando para incorporar en nuevos hormigones.
También existen los residuos mixtos, los cuales tienen mampostería o ladrillos mezclados con mortero. Están los ladrillos, los asfaltos, residuos de vidrio, entre otros que son propios de los residuos de construcción y demolición. Si bien no son parte de nuestra actual investigación, sí tienen un alto potencial de reutilización en diversos materiales de construcción.
Viviana Letelier
Directora Proyecto
Desafíos normativos
La normativa NCh163: Áridos para morteros y hormigones – Requisitos generales, está permitiendo un máximo de 10% en áridos reciclados excepto que existan autorizaciones sectoriales -en cuyo caso es posible el uso de porcentajes mayores-. De acuerdo a lo explicado por la académica Viviana Letelier, es posible que para algunas aplicaciones se cuente por ejemplo con autorización del SERVIU para utilizar un porcentaje mayor de áridos reciclados si el proyecto cumple con sus reglamentos o especificaciones técnicas. Por este motivo, la académica Letelier pretende dirigir sus esfuerzos en generar difusión y capacitación en este tipo de instituciones para que conozcan las características de los áridos reciclados, sus posibles aplicaciones y autorizar un porcentaje de uso mayor en la medida que se cumplan con las licitaciones y requerimientos exigidos.
Viviana Letelier
Directora Proyecto
¿Qué avances considera que son los que serían más importantes a nivel de normativa pensando para este año para el 2024?
Para este año está bien estructurado lo que se viene. Se vienen las cuatro normativas que son dos asociadas al uso de escorias y de áridos reciclados como base y subbase de pavimentos y están las normativas asociadas a la clasificación más general de estos áridos reciclados, de escorias, pero también se vienen normativas asociadas al uso de relaves mineros.
Yo creo que no pensemos en el 2024, si no que, en el año 2025, pensar en distintas normativas que puedan autorizar la utilización de aquellos áridos que no son óptimos para hormigones estructurales. La NCh163 es para hormigones estructurales, pero están todos los hormigones no estructurales que pudiesen permitir todos estos áridos reciclados, mixtos o los que están con mampostería. Para eso se necesita que los hormigones no estructurales permitan el uso de áridos que no están permitidos para construcciones estructurales. Por ejemplo, mobiliarios urbanos donde se pueden incorporar algún tipo de residuo, o desarrollar mobiliario dentro de las mismas universidades, de forma que se puedan ir monitoreando y la gente conozca sus posibilidades.
Autora: Valeria F. Moraga D.