Construcción Civil UC El hormigón es el material manufacturado más utilizado por el ser humano y, por lo tanto, uno de los insumos principales en la industria de la construcción. Sin embargo, también representa una fuente importante de emisiones antropogénicas de dióxido de carbono (CO₂), un gas de efecto invernadero clave en el cambio climático. En particular, el cemento Portland —el principal agente aglutinante del hormigón— es responsable de aproximadamente el 8 % de las emisiones globales de CO₂.
Autores: Yimmy Fernando Silva PhD. y Gerardo Araya-Letelier PhD. , Construcción Civil UC
Ante este desafío, tanto la industria de la construcción como las empresas cementeras están desarrollando estrategias innovadoras para avanzar hacia los objetivos globales de descarbonización al año 2050. Una de las soluciones más prácticas y efectivas consiste en la fabricación de materiales más sostenibles, mediante el uso de materiales cementicios suplementarios (MCS), capaces de reemplazar parcialmente el cemento Portland y reducir así su demanda e impacto ambiental.
En este contexto, académicos de la Escuela de Construcción Civil de la Pontificia Universidad Católica de Chile, los cuales también están vinculados al Centro de Innovación del Hormigón (CIH – UC), investigan el potencial de valorización de la escoria de cobre (copper slag, CS) como un MCS alternativo. Este subproducto industrial surge en la producción de cobre, generándose entre 2,2 y 3 toneladas de escoria por cada tonelada de metal producido. Dado que Chile es uno de los principales productores de cobre del mundo —con 5,5 millones de toneladas producidas en 2024, según datos de la Comisión Chilena del Cobre (Cochilco)—, la escoria de cobre representa una fuente abundante y local de insumo para la industria de la construcción. En este sentido, la escoria de cobre se perfila como una opción estratégica y sustentable para reducir la huella de carbono de los materiales de construcción.
El estudio titulado “Short-and long-term experimental performance of concrete with copper slag: Mechanical and physical properties assessment”[2] evaluó el desempeño mecánico a diferentes edades de curado de mezclas de hormigón con reemplazos parciales de escoria de cobre por cemento (entre 0% y 20% en volumen). En la figura 1 se presenta la escoria de cobre tal cual como se genera, y después de un proceso de molienda. En la Figura 2, se observa las resistencias a la compresión desarrolladas por hormigones con 0, 10% y 20% de reemplazo parcial del cemento a los 28 y 360 días de curado, donde se evidencia una pequeña perdida en esta propiedad mecánica que se hace mínima e incluso no hay diferencia significativa con entre la mezcla con 100% cemento (Ref.) y la mezcla con 10% escoria de cobre (10% CS). Estos resultados dejan las puertas abiertas para seguir investigando sobre las ventajas que tendría el uso de este subproducto industrial.
Otro aspecto clave para avanzar hacia una construcción más sostenible es el diseño de hormigones adaptados a usos específicos. En esa línea, se está evaluando cómo se comportan los hormigones con escoria de cobre cuando están expuestos a ambientes agresivos, como aquellos con presencia de sulfatos, en particular sulfato de sodio (Na₂SO₄). La Figura 3 muestra un efecto positivo del uso de escoria de cobre en estas condiciones, ya que ayuda a reducir el daño físico en las muestras (expansión), como se evidencia en las esquinas y bordes de las probetas prismáticas.
Otra alternativa en estudio es el uso de la escoria de cobre como árido en la elaboración de hormigón y morteros. Las investigaciones preliminares han mostrado resultados muy promisorios en términos de desempeño mecánico, especialmente al reemplazar parcialmente el árido natural. Sin embargo, es importante destacar que, al tratarse de un subproducto industrial, su incorporación debe evaluarse de manera integral. Por ello, además de sus propiedades mecánicas, se siguen investigando aspectos relacionados con su comportamiento en ambientes agresivos, su potencial de lixiviación y otros factores claves para garantizar su uso seguro y sostenible en la construcción.
Paralelamente a estas investigaciones, el Instituto Nacional de Normalización (INN), a través de su comité técnico —que reúne a representantes de la industria, el mundo académico (incluyendo a un profesor de la Escuela de Construcción Civil de la UC), y otros actores claves, están trabajando en un proyecto de norma el cual entregará lineamientos para la valorización de este tipo de subproductos. Estos esfuerzos, que apuntan a reducir el impacto ambiental del hormigón y, al mismo tiempo, ofrecer una alternativa sustentable para el manejo de este sub-producto industrial, reflejan cómo la colaboración entre distintos sectores permite abordar de manera conjunta los desafíos de una construcción más sostenible.
Referencias
[1] Producción chilena de cobre crece 4,9% en 2024, quebrando tendencia a la baja de los últimos cinco años. Comisión Chilena del Cobre (Cochilco). https://www.cochilco.cl/web/produccion-chilena-de-cobre-crece-49-en-2024-quebrando-tendencia-a-la-baja-de-los-ultimos-cinco-anos/#:~:text=CHILENA%20DEL%20COBRE-,Producci%C3%B3n%20chilena%20de%20cobre%20crece%204%2C9%25%20en%202024%2C,alta%20mensual%20de%20la%20historia. (acceso: 16 de mayo, 2025)
[2] Y. F. Silva, C. Burbano-Garcia, G. Araya-Letelier, y M. González, «Short- and long-term experimental performance of concrete with copper slag: Mechanical and physical properties assessment», Case Studies in Construction Materials, vol. 20, n.o March, 2024, doi: 10.1016/j.cscm.2024.e03302.
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