Las actividades del sector de la construcción, han estado incrementando la demanda de materiales provenientes de la explotación minera para uso en procesos constructivos. Entre ellos se destacan: la mampostería confinada (62% material pétreo), sistemas industrializados (19% material pétreo), mampostería estructural (15 % material pétreo) y otros sistemas (4%) (UPME, 2012). Se estima que para el 2023 habrá un crecimiento del 48% en esta demanda con respecto al 2013. La explotación de materiales pétreos en Colombia, utilizados en la industria de la construcción para el año 2015, representó un total de 33.033.666 m3, en donde la región antioqueña, tomando en cuenta sólo un total de 19 municipios, aportaron en minería legal aproximadamente el 3%, es decir, 1.769.510,615 m3 ; siendo la generación de lodo residual o lodos de flotación del orden de 6 % equivalente a 90.637 m3. El lodo de flotación es resultado de procesos intrínsecos a las tecnologías de beneficio en las canteras, dado que la Norma Técnica Colombiana exige eliminar lodos que acompañan a los materiales pétreos. Este lodo está compuesto por altos contenidos de arcillas de carácter expansiva, con tamaños de partícula del orden de 25 micrómetros. Actualmente se considera un problema ya que dispone en botaderos que finalmente terminan facilitando el vertido del residuo a afluentes hídricos. Se estima que un 90 % de los contaminantes terrestres, transportados por los ríos al mar, afectan los ecosistemas marinos y ambientes asociados, sumado a la turbidez de las aguas provocada por la sedimentación, la cual disminuye la penetración de luz solar necesaria para la fotosíntesis de las algas.
A través del desarrollo del presente proyecto, se pretende obtener el prototipo de un elemento de construcción innovador, a partir del proceso de recuperación de un lodo de flotación o desperdicio generado por la industria minera colombiana, específicamente de las canteras de arenisca. Este material se estabiliza mediante el uso de cargas minerales de SiO2, con tamaños de partículas variables para mejorar su solidez y también se utiliza Ca (OH)2 y Na(OH) para mejorar su desempeño mecánico y durabilidad. Se busca obtener la dosificación adecuada de lodo y estabilizantes para prefabricar un elemento de mampostería, con buena capacidad de carga y estabilidad dimensional, que pueda ser utilizado en la industria de la construcción. Igualmente se pretende mejorar las técnicas de elaboración tradicionales de elementos de mampostería, que conlleven a prácticas más eficientes, y que cumplan los estándares de calidad nacionales exigidos para elementos de este tipo (NTC 5324). Para lograr los objetivos, se utiliza un modelo experimental estadístico de superficie de respuesta con el fin de identificar el comportamiento mecánico del lodo estabilizado, y se complementará con simulaciones computacionales aplicadas a fenómenos de transferencia de calor en el material, de manera que se pueda usar en un sistema constructivo y evaluar el confort térmico en una bioclimática o microclima en particular. La validación se realizará en laboratorio con el fin de evaluar el desempeño tanto del prototipo propuesto como del sistema constructivo. El uso de lodos de flotación en la fabricación de elementos constructivos, sin duda alguna, aportará a procesos más sostenibles en la cadena de producción del sector minero y de la construcción, generando una innovación con impacto social, económico y ambiental |