ARQUITECTURA SUSTENTABLE
MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN A BASE DE JALES
¿QUÉ ES EL JALES?
Mejor conocido como Jales Mineros, son los residuos o los
desechos de las rocas molidas que quedan después de la extracción de minerales
como el plomo, zinc, plata, y de otros minerales que han sido extraídos de
rocas que los contienen.
Los procesos de recuperación de minerales son solo
parcialmente eficientes por lo que existen residuos de minerales en las
llamadas minas de jales. Es decir que la extracción del Jales es prácticamente solo
un proceso de recuperación y de selección de los residuos de las minas
explotadas.
Todo este material ha sido empleado en la creación de tejas y
ladrillos de alta resistencia para las construcciones, convirtiéndose en un
material ecológico pues su fabricación tiene un muy bajo costo y su utilización
tiene un menor impacto ambiental, además que con la recuperación de todos estos
residuos se logra reducir los efectos secundarios de la contaminación que producen
las minas en los sectores donde están ubicadas.
¿CÓMO SE GENERA?
Los residuos mineros a los que se hace referencia en este
texto, son los conocidos como colas (tailings), relaves o jales; los cuales son
generados durante los procesos de recuperación de metales a partir de minerales
metalíferos tras de moler las rocas originales que los contienen y mezclar las
partículas que se forman con agua y pequeñas cantidades de reactivos químicos
que facilitan la liberación de los metales. A manera de ilustración, un mineral
típico puede contener alrededor de 6 por ciento de zinc y 3 por ciento de
plomo, que al ser concentrados generan alrededor de 850 kilogramos de residuos
sólidos y una cantidad equivalente de agua conteniendo cerca de un kilogramo de
sustancias químicas residuales, por cada tonelada de mineral procesado. Al producto
concentrado se le llama cabeza y al residuo se le denomina cola.
La mayoría de los relaves o jales se encuentran en
forma de lodos o de una mezcla líquida de materiales finos que en cierta manera
se comporta como un suelo, por lo que aplican para su caracterización los
principios de la mecánica de suelos; a condición de que se reconozcan los
procesos de consolidación que tienen lugar y la forma en que fluyen los lodos.
Entre las diferencias que tienen estos residuos con respecto de los suelos comunes,
se encuentran el hecho de que su densidad y cuerpo son inicialmente bajos y
crecen con el tiempo.
RIESGOS PROVOCADOS POR
JALES MINERALES
FABRICACIÓN
Primero lo que se hizo fue un proceso de caracterización del
producto con base en su composición química para así obtener la materia prima
alterna.
Para determinar la presencia y la concentración de cianuro y
metales pesados, se tomaron muestras representativas de los jales y se
analizaron, cualitativa y cuantitativamente por medio de técnicas
convencionales y nucleares. Posteriormente, se procedió a eliminar el contenido
de cianuro por medio de columnas termos atizadas acopladas, por cuyo proceso y
equipo, el ININ obtuvo una patente (8-9). Este proceso implica colocar las
muestras de jales en el interior de las columnas, agregar hipoclorito de sodio
y dejarlas 20 minutos a una temperatura de 28 OC. Concluida esta etapa, se
realiza la separación sólido-líquido: la muestra sólida se seca y se coloca
nuevamente en las columnas termos atizadas acopladas, a fin de lixiviar los
metales pesados. Esto se logra al mezclar la muestra de jales con agentes
reductores, surfactantes y complejantes y en esta forma se realiza el proceso
de lixiviación en diferentes rangos de pH, agregando un ácido o una base y
luego agitando la pulpa mediante la inyección de aire. Cada muestra se procesa
durante 120 minutos, a 60 0 C. Después se realiza la separación sólido-líquido
en la que el sólido se analiza cuantitativamente para verificar que ha
disminuido la concentración de cianuro y de metales pesados en las muestras y,
en caso de observar algún rango de concentración de un componente tóxico, se repite
la operación hasta obtener muestras inocuas.
En el ININ se demostró que los jales (desechos mineros)
pueden ser procesados para utilizarse, por ejemplo, en la construcción de
ladrillos y celosías, rellenos para la nivelación de carreteras, como aditivos
para mezclas asfálticas, o bien, en la construcción de diques. 2-7. En el caso
de la diatomita (material difícil de utilizarse como aditivo o como relleno por
la cantidad de material orgánico ocluido en su matriz química), en el ININ
pudimos aplicar un proceso físico-químico con el que eliminamos el material
orgánico, obteniéndose diatomita libre de este tipo de contaminantes. Estos
trabajos abren opciones para contribuir a la solución de problemas de
contaminación, a la vez que posibilitan la utilización productiva de desechos.
Procesos como el presentado en este artículo abren una oportunidad promisoria
para otros residuos sólidos granulares como los provenientes de las arenas de
fundición, la ceniza volcánica, los residuos de plásticos y los esmaltes y
otros, que pueden utilizarse en la industria de la construcción, o bien, en
otros usos como la elaboración de materiales cerámicos.
CARACTERÍSTICAS DE LOS
MATERIALES DE JALES
Los materiales como tejas
y ladrillos a base de jales mineros son materiales sustentables y su
fabricación ayuda a limpiar los residuos de las minas y a evitar que el polvo
que se produce al moler las rocas se propague totalmente en el aire. Este material
permite aprovechar un aproximado de 100 millones de toneladas de residuos
mineros que se han producido estos últimos 450 años.
Estos materiales contienen un 65% de residuos de jales y el
resto de arcilla, tiene una alta resistencia estructural y una gran durabilidad,
pues posee un tiempo aproximado de vida útil de 250 años.
La importancia de los Jales radica en la aplicación que se le
pueda dar en bloques, ladrillos y vidrios para la construcción, superando a los
materiales comúnmente utilizados que tienen un costo más elevado y una
resistencia más baja debido su materia prima. En este punto es donde se
interviene y radica el interés de este material que aporta de manera ecológica;
ayudando a la reducción de suelos residuales y minimizando un impacto ambiental
generado por la mina, y de manera constructiva; aportando a la inserción en el
mercado de un nuevo material con mejores características, menor costo y más
resistencia dando así un gran avance al desarrollo de la construcción.
VENTAJAS DE LOS
MATERIALES DE JALES
- El proceso de reutilización de los jales toma material residual de los procesos mineros y los pone en un ámbito de servicio para la construcción, lo que hace que se reduzca los niveles de contaminación cada vez que aumenta la producción de estos materiales.
- En la elaboración de Jales de minería se utilizan procesos que hacen que la materia prima utilizada sea más estable luego de ser tratada lo que ocasiona la detención de los procesos contaminantes a causa de la erosión eólica provocada por el viento que hace desprender los metales causando en la población efectos adversos a la salud, especialmente a la vista y al sistema respiratorio.
- Las tejas elaboradas a base de Jales tienen propiedades físicas y mecánicas superiores a las comunes.
- En la elaboración de Ladrillos a base de Jales de Minería se ha creado mezclas como Jal+Vermiculita y Jal+Perlita para generar materiales aislantes térmicos y aislantes acústicos.
- Las tejas y ladrillos elaborados a base de jales tienes un costo de entre el 20% y 30% menos que el de los materiales fabricados con materia prima normal, debido a su composición (65% de Residuos y 35% de Arcilla)
- Tienen una mayor resistencia mecánica y menor porosidad.
- La cantidad de jales requerido para la fabricación de 10 tejas y 10 ladrillos es alrededor de 200 kg de jales.
PROYECTO
Este material ha comenzado como un proyecto llamado “Aprovechamiento
de los residuos de la industria minero-metalúrgica del estado de Hidalgo y su posible
uso como material industrial alterno” y desarrollado primero en la
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo con la dirección de Juan Hernández Avila
(profesor investigador del Área Académica de ciencias de la Tierra).
El objetivo del proyecto es establecer el esquema para la
flotación de sílice contenida en los jales y así desarrollar una liga cerámica
para la producción de block, ladrillo, teja, piso cerámico y vidrio, mejorando
considerablemente sus propiedades físicas actuales. Estos materiales, afirma
Juan Hernández, no representan riesgo para la salud, ya que resultados de
exámenes de toxicología y caracterización muestran que los minerales se
encuentran en forma estable y forman compuestos, y sólo se liberarían si se
someten a alta temperatura.
El investigador universitario, miembro del Cuerpo Académico
de Metalurgia, explicó que durante este estudio se han mezclado jal y mineral
de vermiculita, así como jal y perlita, obteniendo ladrillos aislantes térmicos
y acústicos con mejores propiedades que un ladrillo convencional. También se
fabricaron tejas con cualidades físicas y mecánicas superiores a las tejas
comunes.
La UAEH se vinculará con la Universidad Católica de Perú para
aplicar éstos métodos de tratamiento. Actualmente se trabaja con los jales
del distrito minero Pachuca Real del Monte.
“Aprovechar los residuos del sector minero para la
fabricación de nuevos productos beneficia a la ecología”, puntualizó Hernández
Ávila. “Gracias a esta investigación, la UAEH se ha posicionado a nivel mundial
entre las principales instituciones que realizan investigaciones relacionadas
con jales”, detalló.
Los resultados de este trabajo se han difundido en revistas
arbitradas e indexadas, así como en congresos nacionales e internacionales.
Artículo tomado de "Monitor universitario",
disponible en la web
en: http://www.monitoruniversitario.com.mx/investigaciones/investigador-de-la-uaeh-alenta-la-utilizacion-de-jales-mineros-para-elaborar-tejas-y-ladrillos-de-alta-resistencia/
JALES EN EL MARCADO
En un principio la comunidad científica acogió con gran
recelo este proyecto, pero tras ver los resultados de este nuevo material se le
ha abierto las puertas del mercado libre con una gran aceptación.
Empresarios de Coahuila además de inversionistas e
investigadores de Perú se han acercado a la UAEH para observar los avances de
la misma.
La UAEH se ha
vinculado con la Universidad Católica de Perú para aplicar éstos métodos de
tratamiento. Actualmente se trabaja con los jales del distrito minero
Pachuca Real del Monte.
CONCLUSIÓN
Este material se ha vuelto una excelente opción ecológica en el momento de construir pues al ser reciclado de los jales minerales, (el cual a pesar de ser residuos de las rocas de donde extrae los minerales) no pierde sus propiedades y por eso con el tratamiento correcto se obtener puede obtener materiales como tejas, ladrillos, vidrio comprimido, de mejor calidad y resistencia.
Gracias a la re utilización de jales se ha reducido notoriamente el impacto ambiental de las grandes empresas mineras, y es por eso que estas se han interesado en el proyecto.
Al ser calificados como materiales de alta resistencia y por sus propiedades de aislante térmicos son aptos para construcciones en lugares cálido secos.
