Investigadora de la Universidad de Magallanes lidera un estudio que evalúa la elaboración de hormigón autocalefactante con fibras metálicas recicladas de neumáticos. Con esta alternativa, se podría mejorar el deshielo de pavimentos en climas fríos, logrando eficiencias térmicas hasta 3.4 veces superiores a las tecnologías tradicionales.
Deshielar la calzada en las ciudades de Magallanes, es un desafío de seguridad vial que se sortea cada invierno con motoniveladoras y toneladas de sal. Pero tanto el barrido mecánico como el cloruro de sodio tienen efectos adversos a largo plazo en la infraestructura, al incrementar la degradación superficial del hormigón.
La idea de un grupo de investigadoras e investigadores del Departamento de Ingeniería en Construcción de la Universidad de Magallanes (UMAG), es reemplazar estos métodos tradicionales de remoción de nieve y hielo por una solución sostenible a largo plazo: el uso de neumáticos fuera de uso (FMNFU) en la fabricación de hormigón autocalefactante, que eleva la temperatura superficial por encima de 0 °C, favoreciendo la continuidad operativa del tránsito.
El equipo, liderado por la Dra. Yasna Segura Sierpe, estudia el uso de Hormigón Eléctricamente Conductivo (HEC), que genera calor mediante la aplicación de una corriente eléctrica a través de agregados conductores, como carbón o acero, para promover el deshielo.
Fibras de neumático con acero
La región de Magallanes se caracteriza por tener temperaturas bajas durante todo el año, con heladas que pueden ocurrir en cualquier época. En invierno (junio, julio y agosto), eventos de nieve pueden generar acumulaciones de hasta 10 cm en vías, causando dificultades para el tránsito, interrupciones económicas y retrasos de vuelos en el aeropuerto de Punta Arenas, entre otros impactos.
Al mismo tiempo, al igual que el resto del país, este territorio no ha podido contener la acumulación de neumáticos de desecho, los cuales plantean graves problemas ambientales y de salud, principalmente por la lixiviación de contaminantes tóxicos como metales pesados, su lento proceso de degradación, y su potencial para ser focos de plagas y causar incendios difíciles de controlar.
El estudio analizó la viabilidad de sustituir las fibras metálicas industriales (FMI) por fibra de neumáticos fuera de uso (FMNFU) y viruta de acero (VA) reciclada. Los resultados mostraron una notable ventaja en el desempeño térmico de las mezclas que utilizan materiales reciclados. “Se observa un desempeño térmico superior en la mezcla con FMNFU, la cual muestra una eficiencia 3.4 veces mayor en el incremento de temperatura interna en comparación con la mezcla que incorpora FMI,” destacó la docente Yasna Segura.
Específicamente, la probeta con FMNFU y VA incrementó su temperatura a una tasa promedio de 0,14 °C/min, lo que representa una capacidad de autocalefacción 88% mayor en comparación con el hormigón que utilizó fibras industriales. Este incremento ocurre de forma controlada y sostiene un aumento térmico adecuado durante el proceso.
Acompañan en este proyecto a la Dra. Segura, los académicos de la Facultad de Ingeniería Berta Vivar, Claudio Villarreal y Rolando Aguilar. Incluye además la colaboración de los egresados de la UMAG Cristian Bórquez (Dirección Regional de Aeropuertos) y de Pedro Vidal (Constructora Salfa). Este último, en 2024 mientras era estudiante, se adjudicó el Fondo de Fomento al Desarrollo Científico y Tecnológico de Valoración de la Investigación Universitaria (FONDEF VIU), de la Agencia Nacional de Innovación y Desarrollo (ANID), con su proyecto “HEC: Sistemas de pavimentos autodescongelantes con hormigón eléctricamente conductivo a base de neumáticos fuera de uso“.
La búsqueda del equilibrio
Si bien la FMNFU demostró ser excepcionalmente eficaz en la generación de calor, su incorporación presentó desafíos en otras áreas. La adición de fibras metálicas, tanto industriales como recicladas, redujo la fluidez inicial del hormigón fresco a niveles cercanos a cero, complicando el amasado.
Además, aunque la mezcla que usó fibras metálicas industriales (FMI) con viruta de acero (VA) logró igualar la resistencia a la compresión del hormigón convencional (25,4 MPa frente a 25,1 MPa a los 28 días), la mezcla con FMNFU experimentó una reducción significativa, registrando solo 18,6 MPa. Esta disminución en la resistencia se atribuyó a la posible presencia de contaminantes en el material reciclado.
A pesar de los retos mecánicos que requieren optimización, la investigación evidencia un camino prometedor hacia una construcción más sustentable.
Sobre las implicaciones generales del hallazgo, Segura concluyó que “en conjunto, estos resultados sugieren oportunidades de innovación para la industria del hormigón, al evidenciar que la utilización de materiales reciclados como la FMNFU puede contribuir no solo a la reducción de costos y de la huella de carbono, sino también a una mejora del comportamiento térmico en pavimentos”.
De cara al futuro, la clave es seguir ajustando la dosificación para equilibrar la resistencia mecánica con el excelente rendimiento térmico. Según la Dra. Segura, “aunque aún se requiere optimizar su implementación práctica, estos resultados abren la posibilidad de mejorar el rendimiento térmico con un menor consumo energético, lo que representa un avance prometedor en el desarrollo de hormigones autocalefaccionantes”.
