La escoria de cobre podría ser el árido del futuro

• Un grupo de investigadores ha encontrado una solución sostenible y de alto rendimiento para reutilizar la escoria de cobre, un subproducto industrial que actualmente es un pasivo ambiental, transformándolo en un reemplazo efectivo para la arena en la construcción de pavimentos y hormigón.

El hormigón es uno de los materiales más utilizados en el mundo. Sin embargo, su fabricación requiere grandes cantidades de arena y áridos, cuya extracción genera importantes impactos ambientales, como la erosión y la pérdida de suelos naturales. La demanda mundial de áridos supera los 50.000 millones de toneladas anuales, y se estima que sólo la demanda de arena podría aumentar un 60% para mediados de 2050.

Mientras el mundo enfrenta una posible escasez de arena, en regiones como Magallanes se acumula otro material: la escoria de cobre residual (ECr).

Chile es un productor de cobre clave a nivel mundial, y una de sus industrias asociadas genera un residuo de segundo uso: la escoria de cobre. Este material oscuro y granular se origina cuando empresas dedicas al mantenimiento de estructuras metálicas (como los cascos de los barcos) limpian o “granallan” el metal, eliminando revestimientos, corrosión o contaminantes no deseados.

Actualmente, este residuo se encuentra en grandes cantidades en los botaderos de la empresa Asmar Magallanes, sin ningún uso. Actúa como un “pasivo ambiental” con externalidades negativas, como impedir el crecimiento de la vegetación natural del sector.

De residuo a recurso:
la solución de la
economía circular

La investigación, liderada por Yasna Segura Sierpe, del Departamento de Ingeniería en Construcción de la Universidad de Magallanes (Umag), fue presentada en el VIII Encuentro de Investigadores de la Patagonia Austral. Abordó esta situación desde la perspectiva del desarrollo sostenible: la reutilización de subproductos industriales es una estrategia más económica y segura.

El objetivo central del estudio fue utilizar esta escoria de cobre residual (ECr) como un reemplazo para la arena en la elaboración del hormigón destinado a pavimentos. Esto se alinea con los principios de la economía circular.

El proceso para obtener el material de reemplazo implica recolectar la granalla de cobre usada y limpiarla para que pueda ser utilizada nuevamente como árido fino.

Las pruebas científicas:
¿Funciona en el hormigón?

Para determinar si la escoria de cobre podía sustituir a la arena, los investigadores elaboraron mezclas de hormigón reemplazando la arena en un 50% y un 75% del volumen.

Se realizaron ensayos de laboratorio (resistencia a la compresión y trabajabilidad) bajo normativas. Los resultados fueron sumamente alentadores:

Alta resistencia: El resultado más favorable se obtuvo al reemplazar el 75% de la arena por la escoria de cobre. Esta mezcla alcanzó una resistencia a la compresión y supera los 40 Mpa. Esto es significativamente superior a la resistencia mínima generalmente establecida para el hormigón de 35 Mpa.

Densidad y absorción: Las pruebas físicas mostraron que la escoria de cobre (ECr) tiene una mayor densidad real en estado seco en comparación con la arena. Además, la absorción de agua de la escoria de cobre difiere de la arena.

Manejo y uniformidad: Al sustituir hasta un 75% del volumen de la arena por la escoria de cobre, los investigadores observaron que el material resultante mantuvo una homogeneidad similar a la mezcla de hormigón de control, sin generar dificultades en la trabajabilidad.

Conclusión: un
material óptimo

Los investigadores concluyeron que la escoria de cobre residual es un material óptimo para reemplazar hasta un 75% del volumen de la arena en las mezclas de hormigón. Esto representa una doble victoria: se aborda la necesidad de materiales de construcción de alto rendimiento y se ofrece una solución de valor a un residuo industrial contaminante.