1. Introducción
La creciente demanda de infraestructura y el acelerado
proceso de urbanización han intensificado la explotación de
recursos naturales, particularmente de agregados pétreos,
generando impactos ambientales significativos y problemas
de disponibilidad a mediano y largo plazo. (Carrera &
Medina, 2019) En este contexto, la industria de la
construcción enfrenta el desafío de desarrollar materiales
alternativos que reduzcan el consumo de recursos vírgenes y
la generación de residuos, sin comprometer el desempeño
mecánico del hormigón convencional (Abed et al., 2020).
Una de las estrategias más estudiadas para abordar esta
problemática es el uso de agregados reciclados provenientes
de residuos de construcción y demolición. Diversas
investigaciones recientes han demostrado que el agregado
grueso reciclado (AGR) puede emplearse en la elaboración
de hormigón, aunque su uso suele estar asociado a una
reducción de la resistencia a la compresión, atribuida
principalmente a su mayor porosidad, absorción de agua y a
la presencia de mortero adherido (Muñoz Pérez et al., 2021).
Por esta razón, la mayoría de los estudios se han centrado en
sustituciones parciales, manteniendo un porcentaje
significativo de agregados naturales.
Paralelamente, el catalizador agotado de craqueo catalítico
fluidizado (FCC), un residuo generado en la industria
petroquímica ha despertado interés como material
alternativo en matrices cementicias debido a su composición
rica en sílice y alúmina y a su potencial comportamiento
puzolánico. Investigaciones recientes han reportado su uso
principalmente como adición mineral o como sustituto
parcial del cemento, evidenciando mejoras en la
microestructura y la durabilidad del hormigón cuando se
emplea en proporciones controladas (Silva Urrego et al.,
2022). No obstante, existen escasos estudios que analicen el
uso del FCC como sustituto total del agregado fino, y aún
menos que evalúen su desempeño combinado con AGR en
un mismo sistema de hormigón.
En este sentido, la principal contribución científica del
presente estudio radica en la evaluación experimental del
comportamiento mecánico del hormigón simple elaborado
con sustitución total (100%) de los agregados naturales,
empleando simultáneamente agregado grueso reciclado y
FCC como reemplazo del agregado fino. A diferencia de
estudios previos, esta investigación no se limita a analizar
sustituciones parciales, sino que explora un escenario
extremo de reciclaje total, permitiendo identificar con mayor
claridad las limitaciones técnicas reales de este tipo de
hormigón y su potencial campo de aplicación. (Zúñiga &
Picado, 2022)
Adicionalmente, el estudio incorpora un análisis económico
contextualizado a la realidad ecuatoriana, aspecto que ha
sido abordado de forma limitada en la literatura reciente.
Este enfoque permite no solo evaluar el desempeño
mecánico del material, sino también analizar su viabilidad
económica frente al hormigón convencional, considerando
costos locales de materiales y procesos, lo cual resulta
fundamental para una eventual aplicación práctica.
En Ecuador, la gestión de residuos de construcción y
demolición, así como de subproductos industriales como el
FCC, continúa representando un desafío ambiental relevante.
A pesar del creciente interés por materiales sostenibles,
persiste una brecha de conocimiento respecto al
comportamiento del hormigón con sustitución total de
agregados y al impacto económico asociado a su
implementación. En este contexto, el presente estudio busca
aportar evidencia experimental y económica que contribuya
a la toma de decisiones técnicas informadas sobre el uso de
AGR y FCC en aplicaciones no estructurales, promoviendo
la economía circular y la reducción del impacto ambiental en
el sector de la construcción.
2. Metodología
2.1. Enfoque experimental
La investigación se desarrolló bajo un enfoque cuantitativo
experimental, con el objetivo de evaluar el efecto de la
sustitución total de los agregados naturales por agregado
grueso reciclado (AGR) y catalizador agotado de craqueo
catalítico fluidizado (FCC) como agregado fino sobre la
resistencia a la compresión del hormigón simple. El estudio
incluyó la caracterización de los materiales constituyentes,
el diseño y elaboración de mezclas de hormigón, la
evaluación de propiedades mecánicas y el análisis
comparativo de costos.
2.2. Materiales
Los materiales empleados en la investigación fueron:
cemento Portland tipo GU, agua potable, agregado grueso
natural, agregado fino natural, agregado grueso reciclado
(AGR) y catalizador agotado de craqueo catalítico fluidizado
(FCC).
El agregado grueso reciclado provino de residuos de
construcción y demolición de origen local, mientras que el
FCC fue obtenido como subproducto de la refinería de
Esmeraldas. Además, equipamiento de laboratorio como por
ejemplo: hornos eléctricos, balanzas electrónicas, tamices,
tamizadora, picnómetros, termómetros, moldes, varillas,
máquina de Los Ángeles, moldes cilíndricos para probetas,
concretera eléctrica, cámara de curado y demás implementos
para la preparación, curado y ensayo de especímenes
cilíndricos.