Autores:

Agustín González Pizarro; Carlos Rubilar Monje; Augusto San Juan Colillán.

Estudiantes de Quinto año de Ingeniería Civil, Mención Estructuras, Construcción y Geotecnia, Universidad de Chile. Ganadores del Primer Lugar en el Tercer Desafío Nacional del Hormigón 2026.

Ganar el Tercer Desafío Nacional del Hormigón representa para nosotros un gran honor, pero también el resultado de un proceso que estuvo marcado por ensayos, errores, discusiones y decisiones que muchas veces parecían pequeñas. Más allá del primer lugar, creemos que uno de los principales aprendizajes que nos dejó esta experiencia fue entender que enfrentarse a un problema de ingeniería requiere mucho más que encontrar una solución que simplemente funcione: implica definir correctamente el problema, conocer sus restricciones, identificar las variables relevantes y, sobre todo, estar dispuestos a cuestionar constantemente la solución propuesta.

Desde el comienzo decidimos no entrar directamente al laboratorio. Nuestro primer paso fue estudiar detalladamente las bases del desafío y establecer cuáles eran los límites dentro de los que podíamos trabajar. Luego analizamos qué parámetros serían evaluados y de qué manera podíamos intervenir sobre cada uno de ellos. La competencia no premiaba únicamente una mezcla capaz de fluir; también era necesario considerar su estabilidad, costo y huella de carbono. Por esto, desde un principio entendimos que optimizar significaba encontrar un equilibrio entre distintas variables que, en muchos casos, competían entre sí.

Uno de los aspectos que más llamó nuestra atención durante este análisis fue el impacto económico y ambiental asociado a la fabricación del cemento. Esto nos llevó a plantearnos la disminución de su uso, tendiendo el límite de cantidad mínima establecidas por las bases, nuestro objetivo fue disminuir su utilización tanto como fuera técnicamente posible y complementar la mezcla con un material de menor costo y menor huella de carbono, para lo cual se utilizó el Limestone Powder, que cumplia con lo que buscábamos.

Antes de comenzar los ensayos elaboramos además un código en Python que nos permitía evaluar distintas configuraciones de mezcla variando las proporciones de agua, arena, cemento y carbonato de calcio (Limestone Powder). A partir de estas combinaciones generamos matrices de colores, que nos permitieron visualizar la evolución en el costo y la huella de carbono y de esa manera, identificar regiones donde teóricamente podría existir una solución conveniente.

Las primeras mezclas estuvieron lejos de funcionar como esperábamos. Comenzamos trabajando con una arena gris y rápidamente observamos que existía un límite práctico. Podíamos continuar disminuyendo costos en nuestros cálculos, pero llegaba un punto en que la mezcla simplemente dejaba de comportarse como un fluido. En otras palabras, la solución matemáticamente más conveniente no necesariamente era una solución físicamente viable.

Durante esta etapa, aproximadamente una de nuestras primeras diez mezclas presentó el comportamiento que buscábamos. El problema fue que posteriormente no conseguimos replicar ese resultado. Esto, que inicialmente resultó bastante frustrante, terminó abriendo nuevas preguntas: ¿por qué una mezcla aparentemente idéntica podía comportarse de manera diferente? ¿Qué influencia tenía la humedad inicial de la arena? ¿Todas las arenas absorben agua de la misma manera? ¿Qué importancia tenían la forma, textura y distribución de tamaños de sus partículas?

Una de nuestras hipótesis fue que la arena gris estaba absorbiendo una cantidad importante de agua, disminuyendo aquella efectivamente disponible para entregar fluidez a la mezcla. Intentamos abordar este problema modificando la granulometría y utilizando una distribución cargada hacia partículas más gruesas, disminuyendo así la proporción de material fino. Sin embargo, aún con estos ajustes, los resultados no fueron suficientes.

Decidimos entonces cambiar completamente de arena, pero esta vez por una amarilla de características distintas, manteniendo condiciones granulométricas similares y utilizando como referencia los límites que habíamos identificado previamente. El comportamiento de las mezclas cambió considerablemente. Fue en ese momento cuando comenzamos a ver una posibilidad real de llegar a la competencia con una solución competitiva.

La nueva arena, acompañada de una granulometría cargada hacia tamaños más gruesos, fue finalmente la que utilizamos en la competencia nacional. Sin embargo, resolver un problema inmediatamente generó otro. Logramos una mezcla extremadamente fluida, pero comenzamos a observar dificultades de estabilidad. Esto nos mostró nuevamente que optimizar un sistema no consiste en maximizar una única propiedad. Una mezcla puede fluir rápidamente y aun así no ser una buena mezcla si pierde homogeneidad durante el proceso.

Hoy el desafío cambia de escala

Para la competencia internacional en Atlanta queremos volver a cuestionar los límites que encontramos durante la preparación nacional. Nuestro trabajo estará enfocado principalmente en mejorar la estabilidad sin perder la alta fluidez conseguida, explorar nuevos aditivos y estudiar si existen otros materiales capaces de complementar o mejorar las ventajas que encontramos utilizando Limestone Powder. También queremos seguir buscando hasta dónde podemos reducir costo y huella de carbono sin sacrificar el comportamiento físico de la mezcla con la nueva arena.

Representar a Chile en una competencia internacional es una oportunidad que valoramos profundamente y que asumimos también como una responsabilidad. La preparación, sin embargo, ocurre paralelamente a nuestras obligaciones como estudiantes. Compatibilizar cursos, evaluaciones y responsabilidades académicas con jornadas de laboratorio, reuniones, búsqueda de materiales y coordinación del viaje es parte de las dificultades que implica asumir un proyecto de estas características. Lejos de ser un aspecto separado del desafío, creemos que aprender a administrar esas restricciones también forma parte de nuestra formación.

Fotografía: en orden de aparición, Agustín González Pizarro, Carlos Rubilar Monje y Augusto San Juan Colillán.

La competencia además nos permitió acercarnos al mundo profesional y generar vínculos con personas y empresas que se han mostrado dispuestas a apoyarnos durante nuestra preparación para Atlanta. Para nosotros, esa oportunidad de aprender, generar contactos y poner a prueba nuestros conocimientos frente a un problema real constituye probablemente uno de los mayores premios que nos ha dejado esta experiencia.

Por eso, aunque ganar el Tercer Desafío Nacional del Hormigón fue un hito importante para nuestro equipo, no queremos entenderlo como el final del proceso. Queremos utilizarlo como un punto de partida.

Esperamos llegar a Atlanta siendo altamente competitivos y conseguir un buen resultado, pero también creemos que existe algo más importante detrás de representar a nuestra universidad y al país. Queremos demostrar cómo estudiantes formados en Chile pueden abordar un problema: estudiarlo, modelarlo, experimentar, equivocarse, discutir alternativas y volver a intentarlo hasta encontrar una solución.

Si algo nos dejó este desafío, es precisamente entender que en ingeniería pocas veces existe una única gran decisión que resuelva todo. Muchas veces el resultado está en preocuparse por cada variable, cuestionar aquello que parece evidente y comprender que incluso un ensayo que falla puede entregar información valiosa. En nuestro caso, fueron precisamente esos pequeños aprendizajes acumulados los que terminaron haciendo la diferencia.

Fotografía: equipo completo de la Universidad de Chile en el Tercer Desafío Nacional del Hormigón, junto al académico Diego Pizarro Pohl.