Propuesta de procedimiento de reutilización de fibra de polipropileno recuperada en hormigón proyectado: caso estudio: Proyecto Chuquicamata subterráneo

Abstract

El objetivo de esta memoria es evaluar la factibilidad de reutilizar fibras de polipropileno que quedan del lavado de camiones de hormigón proyectado para ser ocupada nuevamente en el uso de hormigón en el Proyecto Minero Chuquicamata Subterráneo (PMCHS). En la actualidad dichas fibras son acumuladas en instalaciones de la mina, siendo catalogadas como un residuo sólido, y en vista del compromiso Plan Maestro de sustentabilidad, es que se busca dar un valor a este residuo.

Para establecer un protocolo de reutilización de esta fibra se estudian 3 dosificaciones distintas (D1: 100% nueva, D2: 50% nueva + 50% reutilizada y D3: 100% reutilizada) para tres ensayos de caracterización que permiten comparar la trabajabilidad, la resistencia a compresión y tenacidad como capacidad de absorción de energía. Se considera el caso de revestimiento de túnel sin malla. El primer ensayo evalúa hormigón fresco (NCh1019: docilidad), y los dos ensayos siguientes son de hormigón endurecido (NCh1037: resistencia a compresión cilíndrica y ensayo EN83515: método Barcelona). Se comparan los resultados entre el desempeño de fibra nueva (D1) y las muestras con fibras reutilizadas, además de incorporar los criterios de calidad en shotcrete de CODELCO. Se estudian complementariamente las condiciones iniciales y finales de la fibra luego de ser recuperada.

Los resultados indican que la docilidad no se ve afectada ante la presencia de fibra reutilizada. En el ensayo de resistencia a compresión se aprecia que D2 presenta un resultado menor y el mejor desempeño lo obtiene D3. En las 3 muestras se supera la resistencia especificada de f'c=30 MPa ya a los 7 días. En el tercer ensayo la capacidad de absorción de energía se ve afectada al momento de tener fibras reutilizadas, disminuyendo su capacidad respecto a D1 en hasta un 20% menos. La principal causa de esta disminución es debido a la falla de extracción (pull-out) que sufren las fibras por los residuos impregnados en la fibra que disminuyen su capacidad de adherencia matriz/fibra. Al contrastar los requerimientos de calidad para el shotcrete de CODELCO con los resultados, se aprecia que estos logran estar dentro de los márgenes que permite la factibilidad de reutilizar la fibra, por lo tanto, a su vez es posible mantener la línea actual de recuperación entregando adicionalmente sugerencias y consideraciones con respecto al uso y almacenamiento de dichas fibras.

Finalmente, de aprobarse la reutilización de la fibra se lograría ahorrar 21.710 kg de fibra entre los años 2020 a 2024, siguiendo la línea del Plan Maestro de Sustentabilidad de CODELCO que impulsa el compromiso del cuidado del medio ambiente y el desarrollo sustentable.