El sector de la construcción en Chile -y el mundo- demanda un enorme y creciente volumen de áridos, que se extraen principalmente de ríos, pozos y canteras, que no dan abasto y cuya explotación tiene impactos negativos para el medio ambiente. Esto ha hecho indispensable buscar fuentes de áridos distintas a las naturales, dando paso a los áridos reciclados, provenientes de hormigón ya usado, y los artificiales, que pueden incluir múltiples materialidades resultantes de procesos industriales.

Para poder usarlos de manera segura, los áridos no naturales -o no convencionales- deben poseer ciertas características, pasar una serie de pruebas y ajustarse a la normativa. En este último punto, en Chile prácticamente no existen normas relativas a áridos no naturales, por lo que su utilización aún no se masifica. Sin embargo, esto está cambiando.

A finales de abril el Instituto Nacional de Normalización (INN) publicó la Norma Chilena NCh3851 “Áridos artificiales en base a escorias del proceso siderúrgico – Clasificación, caracterización y orientaciones para la valorización de escorias del proceso siderúrgico”. Se trata de la primera norma nacional sobre áridos artificiales y, si bien aún faltan otras normas para poder ampliar su uso, se trata de un paso relevante para avanzar en la economía circular en la construcción.

Desde el INN, el profesional de la División de Normas Emilio Rojas Carrasco explica que la NCh3851 entrega “lineamientos generales para reconocer un árido artificial en base a escorias siderúrgicas, y que se conozcan sus características generales para determinar si se puede evaluar su aplicación en algún uso específico”, aspecto que no se incluye en esta norma.

“Es una norma pionera, tanto a nivel local como regional, abriendo la puerta a futuros desarrollos, con una línea base técnica clara y consensuada con distintos actores de la industria de la construcción y otras industrias, convirtiendo a Chile en un referente técnico en la materia y a la vanguardia para seguir generando desarrollos innovadores que respondan a las necesidades actuales, aterrizando el concepto de economía circular en nuestro quehacer diario”, agrega el profesional.

Rojas, quien participó en la elaboración de esta norma en representación del INN, subraya que la nueva norma es altamente consensuada: “Reúne las miradas del Estado mediante la participación de distintos Ministerios y Programas Estratégicos Nacionales; de la academia, contando con representatividad de universidades que han realizado investigación y desarrollo con estos nuevos materiales; de los laboratorios de ensayo, quienes tendrán que realizar las determinaciones indicadas y conforme a los métodos descritos en las distintas normas que aparecen mencionadas; los productores de áridos, quienes quizás cobran una mayor relevancia ya que esta norma establece responsabilidades sobre ellos, en cuanto a la caracterización y declaración de producto de estos áridos no convencionales y otros actores relevantes que hoy están produciendo hierro y acero y que están muy interesados en valorizar los residuos que emanan de sus procesos”.

Una de las representantes de la academia en la elaboración de la NCh3851 fue la Dra. Viviana Letelier González, directora del Departamento de Ingeniería en Obras Civiles de la Universidad de la Frontera (UFRO), quien explica que “la publicación de esta normativa sirve como base para la incorporación de este tipo de áridos artificiales en otras normativas de materiales específicos, tales como áridos para morteros, hormigones o bases y subbases de carreteras, donde se establecen los requisitos que deben cumplir estos áridos, dependiendo del material donde se quiera utilizar. De esta forma, se han dado los primeros pasos para la comercialización de estos subproductos bajo criterios normativos, tal como se ha realizado en diversos países desarrollados, donde ya existe un mercado creado en torno a los áridos provenientes del proceso siderúrgico”.

A juicio de Letelier, quien es Doctora en Ingeniería de Materiales, de Aguas y del Terreno, esta normativa “facilita la economía circular ya que entrega indicaciones claras y normalizadas para generar experiencias exitosas en torno a la revalorización de los residuos siderúrgicos”, es decir, de los procesos de obtención de hierro y acero. Agrega que, al dar estas orientaciones, se da pie a la generación de un mercado de áridos artificiales donde se puedan realizar los procesos de revalorización correctamente, así como a la creación de normativas que den indicaciones de cómo utilizar estos subproductos de modo de no afectar las propiedades de los nuevos materiales.

También fue parte del equipo que confeccionó la NCh3851 el gerente general de EcoAZA, Matías Contreras Uribe, quien considera que este documento es “muy importante porque hace una primera declaración de que existen áridos artificiales, lo que es valioso porque abre una puerta a materiales que tienen desempeños comparables con los áridos que tradicionalmente veníamos conociendo”. Asimismo, “esta norma hace un reconocimiento al esfuerzo de la industria siderúrgica de poder integrar estos materiales a distintas cadenas productivas, lo que ya se está haciendo en otras partes del mundo”.

“El concepto de residuo empieza a quedar corto. Si bien en la normativa sanitaria actual las escorias son categorizados como residuo, eso es una particularidad chilena; en el mundo, las escorias de cobre y siderúrgicas son tratadas como productos secundarios, o subproducto. Entonces esa etiqueta de residuo es un poco injusta”, considera el ejecutivo de EcoAZA, empresa filial del Grupo AZA dedicada a valorizar los productos secundarios originados en la producción de acero a partir de chatarra ferrosa.

El origen, la NCh163

Desde Construye2025, programa que busca transformar al sector construcción desde la productividad y la sustentabilidad, la Coordinadora de Sustentabilidad, Alejandra Tapia Soto, comenta que las definiciones que establece la NCh3851 para los áridos artificiales provenientes del proceso siderúrgico son “aspectos fundamentales para poder establecer los estándares básicos necesarios para determinar su uso en forma general. En cuanto a su aplicación en elementos constructivos específicos, se requiere de otras normas, como las de bases y subbases para pavimentos, y áridos para morteros y hormigones, las que definirán estándares más detallados”.

De hecho, según explica Emilio Rojas del INN, la NCh3851 surgió a partir de la actualización de otra norma, la NCh163 “Áridos para morteros y hormigones – Requisitos”, que hasta ahora solo considera el uso de áridos naturales. El proceso de actualización comenzó en 2021 y en esa instancia “se estableció la necesidad de ampliar el alcance y campo de aplicación de dicha norma, para incorporar áridos no convencionales en este uso específico”.

“Si bien cuando se inició el estudio de la NCh163 existía mucha bibliografía acerca de estos áridos distintos a los naturales, no existía una norma nacional -ni regional- que estableciera claramente qué se entendía como, por ejemplo, árido artificial. Desde esa necesidad se estableció como prioritario trabajar en normas que vayan en una línea más general que la NCh163, ya que los áridos no convencionales sirven para el uso específico en hormigón y mortero, así como en otros usos específicos como: bases y subbases de pavimentos, mezclas asfálticas, entre otros”, comenta el profesional del Instituto Nacional de Normalización.

Asimismo, explica que los áridos artificiales pueden provenir de distintas fuentes o procesos productivos, y “se consideró necesario separar los alcances de estas nuevas normativas, limitándolos al proceso productivo que entrega el subproducto a valorizar como árido artificial y que estuviera mencionado, ya sea de manera normativa o informativa, en la discusión de la norma NCh163. Es así como se identifican rápidamente los áridos artificiales en base a: escorias siderúrgicas, escorias del proceso pirometalúrgico del cobre, y cenizas volantes”. En este punto, las distintas fuentes consultadas adelantaron que ya se está trabajando en una normativa específica para las escorias provenientes de la minería del cobre.

El gerente general de EcoAZA comenta que en la medida que se sumen más tipos de áridos artificiales, las empresas de hormigón, de construcción de caminos, etc., van a tener más alternativas y en un mayor volumen “de materiales con un desempeño homólogo” para reemplazar los áridos naturales, “con los beneficios socioambientales que significa minimizar la extracción y consumo” de arena, grava y gravilla.

Triada de normas

Con todo, aún habrá que esperar a la publicación de la actualización de la NCh163 y otras normas sobre usos específicos para masificar la utilización de áridos artificiales, tanto de escoria siderúrgica como otros. No obstante, Matías Contreras, de EcoAZA explica que actualmente los áridos artificiales de escoria siderúrgica son utilizados “en soluciones que siguen la lógica del caso a caso, vía permiso sanitario, lo que es muy acotado”. A modo de ejemplo, menciona que hace un par de años en EcoAZA hicieron un piloto de camino en el relleno de KDM, donde usaron los áridos que ellos fabrican, “y los desempeños fueron tan buenos o mejores que con áridos naturales, porque redujimos la polución, disminuimos las emisiones de carbono en el transporte y, además, resolvimos la problemática del camino que se llenaba de baches y se inundaba. (…) Aplicaciones como esa se podrán dinamizar teniendo todas las normas”.

En este sentido, Contreras habla de una “triada” de normas en relación a áridos artificiales a partir de la escoria siderúrgica: la primera es la recién publicada NCh3851, que caracteriza el producto, y luego dos normas de aplicación, una para morteros y hormigones (NCh163), y otra para bases y subbases de pavimentos (que aún no empieza a discutirse).

“La publicación de la primera norma chilena para áridos artificiales es una muy buena noticia. Desde el Grupo AZA creemos que es un primer paso de varios para avanzar en tener un país cada vez más sostenible. Tenemos el convencimiento de que el reciclaje es una forma muy real de hacer que Chile se desarrolle de una manera socioambiental razonable”, subraya el gerente general de EcoAZA.

Por su parte, Emilio Rojas del INN señala que la NCh3851 es una “norma paraguas”, de la cual se espera que se desprendan muchos otros desarrollos técnicos. “En términos de estructura normativa, genera un orden lógico debido a que esta norma se identifica en una línea superior a la de los usos específicos. Por lo tanto, una vez que hemos determinado qué es un árido artificial en base a escorias del proceso siderúrgico y conocemos sus características, podemos seguir generando documentos técnicos que apunten a establecer los requisitos que se deben cumplir para determinados usos y los métodos de ensayo adicionales que se deben realizar para verificar que se cumplan dichos requisitos en usos específicos”.

En Chile el último tiempo se ha avanzado bastante en ensayos sobre áridos artificiales, materia en la cual el Departamento de Ingeniería en Obras Civiles de la UFRO, que dirige la Dra. Letelier, ha realizado múltiples trabajos. Ella comenta que los áridos artificiales provenientes de procesos siderúrgicos se clasifican dependiendo de su procedencia, por lo que según el tipo de horno -de alto horno (y sus subclases), de horno de arco eléctrico, o de horno de oxígeno básico-, que se utiliza para la fabricación del acero o hierro y el proceso de enfriamiento de las escorias, tendrán distintas clasificaciones.

“De acuerdo a la experiencia nacional e internacional, la gran mayoría de estos áridos artificiales tienen un muy buen comportamiento cuando se utilizan como reemplazo de áridos naturales y, dependiendo del material donde se utilicen, se permitirá diversos porcentajes de reemplazo, llegando en algunos casos a poder reemplazarse hasta un 100% de áridos naturales”, comenta la académica de la UFRO.

Consultada sobre eventuales desventajas, explica que “algunos de estos áridos artificiales tienen naturaleza expansiva, lo que podría afectar negativamente su desempeño en materiales en base a cemento. Sin embargo, existen distintos tratamientos que permiten la estabilización de estos áridos, siendo posible utilizarlos sin problema luego de la aplicación de un proceso de estabilización adecuado”.

Impacto ambiental

El uso de áridos no convencionales, explican los especialistas, es indispensable para abordar una serie de impactos ambientales asociados al sector construcción. En primer lugar, mitigar el deterioro que causa la sobreexplotación de los áridos naturales, asimismo contribuir a la reducción de los pasivos ambientales de diversas industrias, incluida la construcción, sector productivo que genera la mayor cantidad de residuos a nivel nacional.

Alejandra Tapia, de Construye2025 comenta sobre este punto que “el reciclaje de residuos representa una opción viable para cubrir el enorme volumen de áridos que se demanda para la construcción de carreteras y edificios, por tanto, los áridos artificiales son una alternativa importante para el consumo de este tipo de materiales. Por otra parte, contribuye a la reducción de pasivos ambientales generados por las actividades productivas vinculadas a la fabricación del hierro y acero, no solo mitigando los impactos de la producción, sino que también los producidos por la extracción de materias vírgenes como los áridos”.

A su vez, Emilio Rojas, del INN, explica que “es ampliamente conocido que la demanda de áridos en el sector construcción es mucho más elevada que la oferta. Se estima que el requerimiento de áridos a nivel nacional es de 11 millones de metros cúbicos al año, sin embargo, las plantas de extracción tienen la capacidad de generar 4 millones de metros cúbicos al año. Esta diferencia en el mercado se suple con extracción de material con un origen de difícil trazabilidad, lo que genera impactos ambientales como degradación de ríos y afectación de la vegetación, sumado a inestabilidad en obras de infraestructura como puentes y ductos. Además, se debe considerar que una de las materialidades más utilizada en la construcción en Chile es el hormigón, donde los áridos representan entre un 65% y un 75% de su volumen total”.

“Toma relevancia no solo hablar de las escorias de los distintos procesos, sino también identificar la problemática que se genera con los Residuos de Construcción y Demolición (RCD), los cuales también tienen un alto poder de valorización para ser utilizados como áridos reciclados para distintos usos específicos”, señala Rojas .

El profesional del INN subraya la existencia de una variada investigación y desarrollo que ha motivado la “incorporación de áridos reciclados y artificiales con aplicaciones en tramos y mezclas de prueba, lo que ha permitido visualizar cual es el desempeño de estos áridos no convencionales en usos como mortero y hormigón, bases y subbases de pavimentos, rellenos de zanjas, mezclas asfálticas, entre otros, obteniendo una base de datos real y probada para poder ir volcando ese conocimiento en normas técnicas que fortalezcan la inclusión de este tipo de productos en la industria de la construcción chilena”.

Emilio Rojas manifiesta que “las normas recientemente publicadas y en desarrollo forman parte de un conjunto de Normas Chilenas en el ámbito de la Economía Circular. En el INN nos hemos centrado en la creación de normas con el objetivo de establecer un entendimiento común en economía circular, especialmente en el sector de la construcción, como respaldo a las estrategias nacionales para la economía circular establecidas para el año 2040”.

“La normalización en desarrollo en el ámbito de los áridos reciclados y artificiales tiene como principal objetivo promover la minimización del uso de recursos naturales y materias primas críticas. Esto se logra mediante estrategias y procesos diseñados para facilitar la circulación eficiente de materiales, maximizando así la vida útil de los productos. Cuando se establece una norma con requisitos para un producto, estos requisitos pueden ser verificados por un tercero, lo cual proporcionará confianza al ecosistema de la industria de la construcción”, concluye el profesional del INN.