EDUARDO CESAREscoria: 11 mil toneladas muy bien aprovechadasEDUARDO CESAR
Al juntar concreto con escoria de aluminio, el ingeniero metalúrgico Edval Gonçalves de Araújo creó un nuevo producto que abaratará el costo de los materiales utilizados en la construcción civil. Es un tipo especial de argamasa o mezcla denominada concreto celular, que suministra una finalidad útil -de una manera inédita- a la escoria de aluminio, un residuo contaminante de la industrialización de dicho metal. La cantidad de este material asciende a más de 11 mil toneladas anuales en Brasil.
La escoria, una vez procesada, actúa como un agente expansor, que incorpora aire a la mezcla y puede utilizarse en la fabricación de bloques (ladrillos), paneles prefabricados, contrapisos y otros tipos de revestimientos. Los dos productos utilizados actualmente como agentes expansores -polvo de aluminio y las sustancias químicas denominadas espumígenos- son muy caros y limitan el uso del concreto celular. El nuevo producto empezará a ser fabricado dentro de seis meses, en una planta piloto emplazada en la ciudad de Araçariguama, región de Sorocaba.
La principal ventaja de los materiales elaborados con este nuevo tipo de concreto celular con relación a los convencionales reside en la reducción de la cantidad de materia prima (arena, cemento y cal) hasta en un 30%, con lo cual disminuye el gasto con materiales de construcción. Esto se debe a que el empleo de concretos celulares permite una reducción del cuerpo estructural del edificio, integrado por vigas, columnas y pilares, lo que también contribuye para la disminución del precio final de la obra.
“El agente expansor funciona como un fermento en la elaboración de la mezcla”, explica Araújo, responsable del desarrollo del nuevo producto. El descubrimiento de la posibilidad de utilizar la escoria del aluminio como agente expansor se inició durante la elaboración de su tesis de doctorado en el área de ingeniería de materiales, que Araújo concluyó en 1992 en el Instituto de Investigaciones Energéticas y Nucleares (Ipen, sigla en portugués). “Durante su doctorado, logró elaborar un polvo de aluminio con láminas finas de dicho material.
Investigué probables aplicaciones para ese producto y vi que una de éstas era el concreto celular curado en autoclave”, comenta Araújo. “Pero como el mercado de láminas finas es muy cerrado, pues los proveedores de las bobinas de láminas finas compran los restos a los que las usan para su posterior reciclaje, decidí buscar otra materia prima, más barata y existente en mayor cantidad, que tuviera un buen potencial para la producción de gases en la mezcla, condición esencial para un agente expansor. Luego de muchos estudios y pruebas, llegué a la escoria de aluminio”.
Durante su posdoctorado, realizado en el área de reciclaje de aluminio en la Escuela Politécnica de la Universidad de São Paulo (USP), el investigador entró en contacto con Siporex, una empresa de la localidad de Ribeirão Pires, de la región metropolitana de São Paulo, una de la dos industrias nacionales especializadas en la fabricación de concreto celular curado en autoclave. La intención de Araújo era probar el polvo de aluminio reciclado de láminas finas y, en un segundo momento, la escoria tratada como agente expansor. “Fue de ese modo, y ante los buenos resultados, que nos decidimos a presentar un proyecto ante la FAPESP”, explica el investigador.
Dicho proyecto, iniciado en 2001, recibió financiamiento del Programa Innovación Tecnológica en Pequeñas Empresas (PIPE) y se extenderá hasta 2004. Es el plazo para que la primera fábrica especializada en el país en la producción de agentes expansores a base de escoria de aluminio empiece a producir comercialmente. La planta piloto funcionará en la empresa Recicla, de Araçariguama. Una buena parte de los recursos de 400 mil reales del financiamiento está siendo utilizada para la construcción de la planta, que en la fase inicial tendrá capacidad para producir 90 toneladas mensuales de agente expansor a base de escoria.
Siporex se asoció a Recicla, que en contrapartida cedió el terreno para construcción de la planta piloto, la escoria y la mano de obra. Esta empresa realiza el reciclaje de la escoria generada por varias industrias productoras de aluminio, como Alcoa y la Companhia Brasileira de Alumínio (CBA), las mayores de Brasil, y de Metalur -de la cual es subsidiaria. Se calcula que se generan en torno a 11,3 mil toneladas anuales de escoria primaria en el país. Dicha cantidad equivale al 1% de la producción de aluminio, que fue de 1,13 millones de toneladas en 2001, de acuerdo con datos de la Asociación Brasileña del Aluminio (Abal).
Cuando el agente expansor es adicionado a la mezcla, cumple la función de volverla porosa, reduciendo la densidad de los productos fabricados. Este efecto expansor se logra debido que, al reaccionar en el medio alcalino de la mezcla común (cemento, cal y arena), se desencadena la liberación de los gases hidrógeno (H2) y metano (CH4), formando burbujas, que se incorporan al material. El concreto celular, pese a ser hasta un 30% menos denso que la argamasa convencional, puede atender todos los requerimientos de resistencia a la compresión, según la aplicación a la cual se destine. Los bloques concreto celular con escoria poseen la misma resistencia a la compresión que la de los bloques comunes.
En función de su alto precio, el uso del concreto celular es todavía escaso en Brasil. Mientras que el metro cuadrado de este material cuesta 14 reales, el del ladrillo común sale por 6 reales y el del bloque de concreto agujereado, por 8 reales. El precio alto obedece al costo de los actuales agentes expansores. El polvo de aluminio y el agente espumígeno cuestan respectivamente 5 y 4,50 dólares el kilo -por eso son poco usados en el país. “El agente expansor a base de escoria de aluminio sustituirá a los dos productos y será diez veces más barato que éstos”, asevera Araújo. El precio estimado para el kilo de agente expansor a base de escoria es de 1,50 reales.
Beneficios ambientales
Al margen de su bajo costo, el agente expansor de escoria de aluminio genera otros beneficios, cuando se lo compara con sus competidores, el polvo de aluminio y el agente espumígeno. El primero de éstos es ambiental. “Nuestra intención es aprovechar un desecho altamente contaminante en la producción de concretos livianos”, explica Edval Araújo. La escoria de aluminio suele ser descartada de manera inapropiada, principalmente por los recicladores secundarios (que efectúan el reciclaje de la escoria primaria o de la chatarra de aluminio), como por ejemplo, aquéllos que retiran el aluminio de la escoria de las fundiciones. Éstos arrojan la escoria en lagos, ríos y campos, ocasionando graves perjuicios al ambiente.
Tanto la escoria de aluminio calificada como primaria, proveniente de la producción de aluminio, como la secundaria, pueden utilizarse en la fabricación del agente expansor, aunque la primera ofrece mayores ventajas, debido a sus bajos tenores de sales indeseables resultantes del proceso. Otro importante atractivo del agente expansor elaborado con base a escoria de aluminio es que no son necesarios equipos específicos, tales como el autoclave o el generador de espuma para producir la mezcla especial.
Según Araújo, la planta piloto tendrá cerca de 40 metros cuadrados y estará compuesta de una central de molienda, un ventilador centrífugo, un clasificador tipo ciclón (una especie de zaranda) y un silo de almacenamiento. “Si el agente expansor se muestra adecuado para su uso en la argamassa de relleno o acuñamiento -utilizada para rellenar el espacio que queda entre las paredes de material y las vigas o losas-, por ejemplo, la demanda del mercado será mucho mayor que la capacidad de producción de la planta piloto (de 90 toneladas mensuales)”, afirma Araújo. “Si todo sale bien, tenemos planes para incrementar la producción a 500 toneladas por mes”, dice el ingeniero. En ese caso, se necesitarán inversiones adicionales del orden de los dos millones de dólares.
Pedido de patente
Existe solamente una patente en el mundo relacionada con la transformación de la escoria de aluminio en agente expansor para concreto celular curado en autoclave, pero que no registra producción comercial. Dicha patente fue otorgada en 1976 a un investigador ruso radicado en Estados Unidos. “Hasta ahora nadie ha desarrollado el producto para su aplicación en concreto celular o para su uso como aditivo en la mezcla.
En vista de su carácter inédito, el nuevo producto se encuentra en fase de patentado. “Iniciamos el trámite en enero de 2002, con la mediación del Núcleo de Patentes y Licencias de Tecnología (Nuplitec) de la FAPESP. La patente abarca el proceso de fabricación, que es diferente al elaborado por el investigador ruso, y los diversos productos generados con el agente expansor”, dice Araújo. Son depositarios de la patente la FAPESP, el investigador y Siporex. Una buena asociación que, al margen de crear nuevos productos para la construcción civil, representa un reconocimiento al trabajo de Araújo e inserta a la empresa en el terreno de la innovación tecnológica.
El Proyecto
Desarrollo de un Agente Expansor a Base de Escoria de Aluminio para la Producción de Concretos Celulares Curados en Autoclave o Moldeados in situ (nº 01/03059-9); Modalidad Programa Innovación Tecnológica en Pequeñas Empresas (PIPE) y Programa de Apoyo a la Propiedad Intelectual (PAPI); Coordenador Edval Gonçalves de Araújo – Siporex; Inversiones R$ 396.490,80 (PIPE) y R$ 6.000,00 (PAPI)
