DESEMPEÑO FÍSICO Y MORFOLÓGICO DE
COMPUESTOS CEMENTANTES CON ASERRÍN
TRATADO COMO SUSTITUTO DEL AGREGADO
FINO
PHYSICAL AND MORPHOLOGICAL PERFORMANCE OF
CEMENTITIOUS COMPOSITES WITH TREATED SAWDUST
AS FINE AGGREGATE SUBSTITUTE
Eulogio Daniel Garrido Cruz
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo
Humberto Iván Navarro Gómez
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo
Cutberto Rodríguez Álvarez
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo
Jesús Emmanuel Cerón Carballo
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo
Oliver Stiff Pérez Lugo
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo
pág. 6471
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v9i4.19260
Desempeño físico y morfológico de compuestos cementantes con aserrín
tratado como sustituto del agregado fino
Eulogio Daniel Garrido Cruz1
ga420871@uaeh.edu.mx
https://orcid.org/ 0009-0008-5342-8031
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo
Pachuca de Soto, México
Humberto Iván Navarro Gómez
humberto_navarro@uaeh.edu.mx
https://orcid.org/0000-0003-2338-4863
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo
Pachuca de Soto, México
Cutberto Rodríguez Álvarez
profe_7479@uaeh.edu.mx
https://orcid.org/0000-0002-9225-8695
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo
Pachuca de Soto, México
Jesús Emmanuel Cerón Carballo
jesus_ceronc@uaeh.edu.mx
https://orcid.org/0000-0003-2809-3387
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo
Pachuca de Soto, México
Oliver Stiff Pérez Lugo*
pe360563@uaeh.edu.mx
https://orcid.org/0009-0009-6089-3991
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo
Pachuca de Soto, México
RESUMEN
Este estudio evaluó el uso de aserrín de Pinus montezumae tratado químicamente como sustituto
parcial del agregado fino en compuestos cementantes destinados a aplicaciones no estructurales. El
tratamiento consistió en una alcalinización con hidróxido de sodio (NaOH), seguida de impregnación
con óxido de aluminio (Al₂O₃), con el objetivo de mejorar la morfología superficial del aserrín y su
compatibilidad con la matriz cementante. Se prepararon mezclas con 0 %, 10 %, 20 % y 30 % de
reemplazo, empleando cemento Portland, cal hidratada y agua potable. Se realizaron ensayos de
resistencia a la compresión, absorción de agua, densidad aparente y análisis morfológico mediante
microscopía electrónica de barrido (SEM, modelo JEOL JSM-6380), complementado con análisis
digital en ImageJ v1.54d. Las mezclas con hasta 20 % de aserrín tratado mostraron un desempeño
físico adecuado, con resistencia a la compresión superior a 34 kg/cm² y una reducción de densidad de
hasta 11 % respecto a la mezcla control, viables para prefabricados ligeros. Morfológicamente, el
tratamiento químico incrementó la apertura de poro y la funcionalización superficial, mejorando la
interacción con la matriz. Esta propuesta ofrece una alternativa técnica y ambientalmente viable para
aprovechar residuos lignocelulósicos en materiales constructivos sostenibles, con potencial aplicación
en vivienda social y procesos de autoconstrucción.
Palabras clave: aserrín tratado, compuestos cementantes, construcción sostenible, SEM, vivienda
social.
1 Autor principal
Correspondencia: ga420871@uaeh.edu.mx
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v9i4.19260
Desempeño físico y morfológico de compuestos cementantes con aserrín
tratado como sustituto del agregado fino
Eulogio Daniel Garrido Cruz1
ga420871@uaeh.edu.mx
https://orcid.org/ 0009-0008-5342-8031
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo
Pachuca de Soto, México
Humberto Iván Navarro Gómez
humberto_navarro@uaeh.edu.mx
https://orcid.org/0000-0003-2338-4863
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo
Pachuca de Soto, México
Cutberto Rodríguez Álvarez
profe_7479@uaeh.edu.mx
https://orcid.org/0000-0002-9225-8695
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo
Pachuca de Soto, México
Jesús Emmanuel Cerón Carballo
jesus_ceronc@uaeh.edu.mx
https://orcid.org/0000-0003-2809-3387
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo
Pachuca de Soto, México
Oliver Stiff Pérez Lugo*
pe360563@uaeh.edu.mx
https://orcid.org/0009-0009-6089-3991
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo
Pachuca de Soto, México
RESUMEN
Este estudio evaluó el uso de aserrín de Pinus montezumae tratado químicamente como sustituto
parcial del agregado fino en compuestos cementantes destinados a aplicaciones no estructurales. El
tratamiento consistió en una alcalinización con hidróxido de sodio (NaOH), seguida de impregnación
con óxido de aluminio (Al₂O₃), con el objetivo de mejorar la morfología superficial del aserrín y su
compatibilidad con la matriz cementante. Se prepararon mezclas con 0 %, 10 %, 20 % y 30 % de
reemplazo, empleando cemento Portland, cal hidratada y agua potable. Se realizaron ensayos de
resistencia a la compresión, absorción de agua, densidad aparente y análisis morfológico mediante
microscopía electrónica de barrido (SEM, modelo JEOL JSM-6380), complementado con análisis
digital en ImageJ v1.54d. Las mezclas con hasta 20 % de aserrín tratado mostraron un desempeño
físico adecuado, con resistencia a la compresión superior a 34 kg/cm² y una reducción de densidad de
hasta 11 % respecto a la mezcla control, viables para prefabricados ligeros. Morfológicamente, el
tratamiento químico incrementó la apertura de poro y la funcionalización superficial, mejorando la
interacción con la matriz. Esta propuesta ofrece una alternativa técnica y ambientalmente viable para
aprovechar residuos lignocelulósicos en materiales constructivos sostenibles, con potencial aplicación
en vivienda social y procesos de autoconstrucción.
Palabras clave: aserrín tratado, compuestos cementantes, construcción sostenible, SEM, vivienda
social.
1 Autor principal
Correspondencia: ga420871@uaeh.edu.mx
pág. 6472
Physical and morphological performance of cementitious composites with
treated sawdust as fine aggregate substitute
ABSTRACT
This study evaluated the use of chemically treated Pinus montezumae sawdust as a partial substitute
for fine aggregate in cementitious composites intended for non-structural applications. The treatment
involved alkalinization with sodium hydroxide (NaOH), followed by impregnation with aluminum
oxide (Al₂O₃), aiming to improve the sawdust’s surface morphology and compatibility with the cement
matrix. Mixtures with 0 %, 10 %, 20 %, and 30 % replacement levels were prepared, using Portland
cement, hydrated lime, and potable water. Compressive strength, water absorption, apparent density,
and morphological analyses were performed using scanning electron microscopy (SEM, JEOL JSM-
6380), supplemented by digital processing with ImageJ v1.54d. Mixtures containing up to 20 %
treated sawdust exhibited adequate physical performance, with compressive strength exceeding
34 kg/cm² and density reductions up to 11 % compared to the control mix, making them suitable for
lightweight prefabricated components. Morphological analysis showed that chemical treatment
increased pore openness and functionalized surface coverage, enhancing interaction with the matrix.
This proposal presents a technically and environmentally viable alternative for utilizing lignocellulosic
waste in the production of sustainable construction materials, with potential application in social
housing and self-construction contexts.
Keywords: treated sawdust, cementitious composites, sustainable construction, SEM, social housing
Artículo recibido 05 julio 2025
Aceptado para publicación: 25 julio 2025
Physical and morphological performance of cementitious composites with
treated sawdust as fine aggregate substitute
ABSTRACT
This study evaluated the use of chemically treated Pinus montezumae sawdust as a partial substitute
for fine aggregate in cementitious composites intended for non-structural applications. The treatment
involved alkalinization with sodium hydroxide (NaOH), followed by impregnation with aluminum
oxide (Al₂O₃), aiming to improve the sawdust’s surface morphology and compatibility with the cement
matrix. Mixtures with 0 %, 10 %, 20 %, and 30 % replacement levels were prepared, using Portland
cement, hydrated lime, and potable water. Compressive strength, water absorption, apparent density,
and morphological analyses were performed using scanning electron microscopy (SEM, JEOL JSM-
6380), supplemented by digital processing with ImageJ v1.54d. Mixtures containing up to 20 %
treated sawdust exhibited adequate physical performance, with compressive strength exceeding
34 kg/cm² and density reductions up to 11 % compared to the control mix, making them suitable for
lightweight prefabricated components. Morphological analysis showed that chemical treatment
increased pore openness and functionalized surface coverage, enhancing interaction with the matrix.
This proposal presents a technically and environmentally viable alternative for utilizing lignocellulosic
waste in the production of sustainable construction materials, with potential application in social
housing and self-construction contexts.
Keywords: treated sawdust, cementitious composites, sustainable construction, SEM, social housing
Artículo recibido 05 julio 2025
Aceptado para publicación: 25 julio 2025
pág. 6473
INTRODUCCIÓN
La industria de la construcción representa uno de los sectores con mayor impacto ambiental a nivel
global. De acuerdo con el Global Status Report for Buildings and Construction (GlobalABC, 2022),
este sector es responsable de aproximadamente el 37 % de las emisiones globales de dióxido de
carbono relacionadas con el consumo energético.
En el caso de México, el crecimiento urbano acelerado y la expansión de la infraestructura han
provocado una fuerte presión sobre los recursos naturales, como arena, grava y cemento, cuya
extracción y transformación generan altos costos ambientales, desde la alteración de ecosistemas
ribereños hasta la emisión de gases de efecto invernadero (Flores-López et al., 2020).
Simultáneamente, la industria maderera genera grandes cantidades de residuos lignocelulósicos, entre
los que destaca el aserrín, cuyo manejo inadecuado puede representar riesgos ecológicos debido a su
combustión espontánea y liberación de partículas contaminantes. Frente a este panorama, la
reutilización de residuos orgánicos en el sector construcción se plantea como una estrategia ambiental,
social y técnica relevante para fomentar la economía circular y reducir el uso de recursos vírgenes.
A nivel internacional, se han documentado múltiples beneficios del uso de aserrín en compuestos
cementantes, como la reducción de peso, propiedades aislantes y bajo costo (Olaiya et al., 2023;
Gómez-Pulido et al., 2020). Sin embargo, su incorporación directa presenta limitaciones importantes:
alta absorción de agua, escasa estabilidad dimensional y débil adherencia con matrices minerales
(Ghafor et al., 2021; Ramírez & Díaz, 2019).
Para superar estas barreras, se han explorado tratamientos químicos que mejoren la interacción entre el
aserrín y los ligantes cementantes. Los tratamientos alcalinos con NaOH han demostrado eficacia en la
eliminación de hemicelulosa y lignina, aumentando la porosidad superficial (Zhang et al., 2021),
mientras que la impregnación con óxidos metálicos como Al₂O₃ ha mostrado beneficios en la
estabilidad térmica, adherencia y funcionalización superficial (Li et al., 2020; Zhao et al., 2024). No
obstante, en América Latina persiste un vacío importante en la literatura sobre el uso de tratamientos
secuenciales (alcalino + funcionalización con óxidos) en residuos lignocelulósicos aplicados a mezclas
cementantes, así como su análisis combinado morfológico (SEM) y físico-mecánico.
Este estudio se propone como una contribución original a dicha área de conocimiento. El enfoque se
INTRODUCCIÓN
La industria de la construcción representa uno de los sectores con mayor impacto ambiental a nivel
global. De acuerdo con el Global Status Report for Buildings and Construction (GlobalABC, 2022),
este sector es responsable de aproximadamente el 37 % de las emisiones globales de dióxido de
carbono relacionadas con el consumo energético.
En el caso de México, el crecimiento urbano acelerado y la expansión de la infraestructura han
provocado una fuerte presión sobre los recursos naturales, como arena, grava y cemento, cuya
extracción y transformación generan altos costos ambientales, desde la alteración de ecosistemas
ribereños hasta la emisión de gases de efecto invernadero (Flores-López et al., 2020).
Simultáneamente, la industria maderera genera grandes cantidades de residuos lignocelulósicos, entre
los que destaca el aserrín, cuyo manejo inadecuado puede representar riesgos ecológicos debido a su
combustión espontánea y liberación de partículas contaminantes. Frente a este panorama, la
reutilización de residuos orgánicos en el sector construcción se plantea como una estrategia ambiental,
social y técnica relevante para fomentar la economía circular y reducir el uso de recursos vírgenes.
A nivel internacional, se han documentado múltiples beneficios del uso de aserrín en compuestos
cementantes, como la reducción de peso, propiedades aislantes y bajo costo (Olaiya et al., 2023;
Gómez-Pulido et al., 2020). Sin embargo, su incorporación directa presenta limitaciones importantes:
alta absorción de agua, escasa estabilidad dimensional y débil adherencia con matrices minerales
(Ghafor et al., 2021; Ramírez & Díaz, 2019).
Para superar estas barreras, se han explorado tratamientos químicos que mejoren la interacción entre el
aserrín y los ligantes cementantes. Los tratamientos alcalinos con NaOH han demostrado eficacia en la
eliminación de hemicelulosa y lignina, aumentando la porosidad superficial (Zhang et al., 2021),
mientras que la impregnación con óxidos metálicos como Al₂O₃ ha mostrado beneficios en la
estabilidad térmica, adherencia y funcionalización superficial (Li et al., 2020; Zhao et al., 2024). No
obstante, en América Latina persiste un vacío importante en la literatura sobre el uso de tratamientos
secuenciales (alcalino + funcionalización con óxidos) en residuos lignocelulósicos aplicados a mezclas
cementantes, así como su análisis combinado morfológico (SEM) y físico-mecánico.
Este estudio se propone como una contribución original a dicha área de conocimiento. El enfoque se
pág. 6474
justifica en tres ejes complementarios: (1) ambiental, por la valorización de residuos y reducción de
impactos ecológicos; (2) económico, mediante el desarrollo de materiales accesibles para vivienda
social o autoconstrucción; y (3) técnico, al buscar un equilibrio entre ligereza, funcionalidad y
compatibilidad con procesos cementantes convencionales.
Antecedentes
El sector de la construcción, uno de los mayores consumidores de recursos naturales a nivel mundial,
ha sido objeto de múltiples esfuerzos para reducir su huella ambiental mediante la integración de
materiales alternativos. En este contexto, los residuos lignocelulósicos, y en particular el aserrín, han
sido explorados como sustitutos parciales en compuestos cementantes. Diversas investigaciones han
demostrado que, al tratar adecuadamente estos residuos, es posible mejorar su compatibilidad con
matrices inorgánicas, logrando así desarrollos constructivos más sostenibles (Roslan et al., 2020;
Olaiya et al., 2023).
En México, la generación de aserrín a partir de especies como Pinus montezumae constituye un
problema ambiental significativo, dado el volumen de residuos y la falta de estrategias eficientes para
su reutilización (Flores-López et al., 2020). Sin embargo, la mayoría de los estudios locales han
abordado su uso sin tratamiento químico o en aplicaciones distintas al sector cemento-cal (Ramírez &
Díaz, 2019), lo que ha limitado su aplicación práctica. A pesar del interés creciente en tecnologías
verdes y economía circular, la evidencia científica en América Latina sobre tratamientos químicos
secuenciales (alcalinos y funcionalización con óxidos metálicos) sigue siendo escasa.
Recientemente, estudios como los de Farias et al. (2023) y Ortega et al. (2022) han empezado a
documentar resultados alentadores al aplicar tratamientos a residuos vegetales, pero aún falta
consolidar una base experimental sólida que incluya análisis morfológicos de alta resolución, como
SEM, y protocolos de evaluación físico-mecánica conforme a normas ASTM y NMX.
Justificación
El uso de materiales reciclados en la industria de la construcción es una prioridad estratégica frente al
agotamiento de recursos naturales y al aumento de emisiones de gases de efecto invernadero. El
aserrín, subproducto común de la industria maderera, representa una oportunidad significativa para
justifica en tres ejes complementarios: (1) ambiental, por la valorización de residuos y reducción de
impactos ecológicos; (2) económico, mediante el desarrollo de materiales accesibles para vivienda
social o autoconstrucción; y (3) técnico, al buscar un equilibrio entre ligereza, funcionalidad y
compatibilidad con procesos cementantes convencionales.
Antecedentes
El sector de la construcción, uno de los mayores consumidores de recursos naturales a nivel mundial,
ha sido objeto de múltiples esfuerzos para reducir su huella ambiental mediante la integración de
materiales alternativos. En este contexto, los residuos lignocelulósicos, y en particular el aserrín, han
sido explorados como sustitutos parciales en compuestos cementantes. Diversas investigaciones han
demostrado que, al tratar adecuadamente estos residuos, es posible mejorar su compatibilidad con
matrices inorgánicas, logrando así desarrollos constructivos más sostenibles (Roslan et al., 2020;
Olaiya et al., 2023).
En México, la generación de aserrín a partir de especies como Pinus montezumae constituye un
problema ambiental significativo, dado el volumen de residuos y la falta de estrategias eficientes para
su reutilización (Flores-López et al., 2020). Sin embargo, la mayoría de los estudios locales han
abordado su uso sin tratamiento químico o en aplicaciones distintas al sector cemento-cal (Ramírez &
Díaz, 2019), lo que ha limitado su aplicación práctica. A pesar del interés creciente en tecnologías
verdes y economía circular, la evidencia científica en América Latina sobre tratamientos químicos
secuenciales (alcalinos y funcionalización con óxidos metálicos) sigue siendo escasa.
Recientemente, estudios como los de Farias et al. (2023) y Ortega et al. (2022) han empezado a
documentar resultados alentadores al aplicar tratamientos a residuos vegetales, pero aún falta
consolidar una base experimental sólida que incluya análisis morfológicos de alta resolución, como
SEM, y protocolos de evaluación físico-mecánica conforme a normas ASTM y NMX.
Justificación
El uso de materiales reciclados en la industria de la construcción es una prioridad estratégica frente al
agotamiento de recursos naturales y al aumento de emisiones de gases de efecto invernadero. El
aserrín, subproducto común de la industria maderera, representa una oportunidad significativa para
pág. 6475
avanzar hacia modelos de economía circular, especialmente si se logra mejorar su comportamiento
físico y químico mediante tratamientos adecuados.
En particular, el aserrín de Pinus montezumae destaca por su abundancia en regiones como el estado
de Hidalgo (México) y por su potencial para ser transformado en un componente funcional dentro de
mezclas cementantes. Sin embargo, su uso presenta desafíos técnicos como su alta higroscopicidad,
pobre adherencia con ligantes minerales y baja resistencia estructural (Ghafor et al., 2021; Mansour et
al., 2014). Este estudio se justifica desde tres dimensiones complementarias:
• Ambiental, al ofrecer una solución al problema de los residuos madereros y reducir el uso de
agregados vírgenes como la arena.
• Técnica, al diseñar un protocolo de tratamiento químico basado en NaOH y Al₂O₃ que mejora
la compatibilidad del aserrín con matrices cementantes.
• Social, al permitir el desarrollo de materiales ligeros, accesibles y adecuados para aplicaciones
en vivienda social o sistemas de autoconstrucción.
Asimismo, se pretende contribuir a la literatura técnica con evidencia experimental que incluya
caracterización morfológica mediante SEM y análisis de desempeño conforme a normas
internacionales, generando una base replicable y útil para investigadores y técnicos del sector.).
Revisión de la literatura
En los últimos años, el tratamiento de fibras y residuos lignocelulósicos ha avanzado
significativamente como línea de investigación para la fabricación de compuestos cementantes
sostenibles. Estudios como los de Olaiya et al. (2023) y Li et al. (2020) han confirmado que la
activación química del aserrín, especialmente mediante tratamientos alcalinos o con nanopartículas,
permite superar barreras estructurales asociadas a su baja cohesión interna y alta absorción de
humedad.
La activación con hidróxido de sodio (NaOH) ha demostrado ser eficaz para eliminar lignina y
hemicelulosa, facilitando una mayor exposición de la celulosa cristalina y mejorando así la adherencia
con la matriz (Singh et al., 2019). Además, el uso de óxidos metálicos como el Al₂O₃ no solo mejora la
estabilidad térmica del material, sino que también modifica químicamente la superficie del aserrín
avanzar hacia modelos de economía circular, especialmente si se logra mejorar su comportamiento
físico y químico mediante tratamientos adecuados.
En particular, el aserrín de Pinus montezumae destaca por su abundancia en regiones como el estado
de Hidalgo (México) y por su potencial para ser transformado en un componente funcional dentro de
mezclas cementantes. Sin embargo, su uso presenta desafíos técnicos como su alta higroscopicidad,
pobre adherencia con ligantes minerales y baja resistencia estructural (Ghafor et al., 2021; Mansour et
al., 2014). Este estudio se justifica desde tres dimensiones complementarias:
• Ambiental, al ofrecer una solución al problema de los residuos madereros y reducir el uso de
agregados vírgenes como la arena.
• Técnica, al diseñar un protocolo de tratamiento químico basado en NaOH y Al₂O₃ que mejora
la compatibilidad del aserrín con matrices cementantes.
• Social, al permitir el desarrollo de materiales ligeros, accesibles y adecuados para aplicaciones
en vivienda social o sistemas de autoconstrucción.
Asimismo, se pretende contribuir a la literatura técnica con evidencia experimental que incluya
caracterización morfológica mediante SEM y análisis de desempeño conforme a normas
internacionales, generando una base replicable y útil para investigadores y técnicos del sector.).
Revisión de la literatura
En los últimos años, el tratamiento de fibras y residuos lignocelulósicos ha avanzado
significativamente como línea de investigación para la fabricación de compuestos cementantes
sostenibles. Estudios como los de Olaiya et al. (2023) y Li et al. (2020) han confirmado que la
activación química del aserrín, especialmente mediante tratamientos alcalinos o con nanopartículas,
permite superar barreras estructurales asociadas a su baja cohesión interna y alta absorción de
humedad.
La activación con hidróxido de sodio (NaOH) ha demostrado ser eficaz para eliminar lignina y
hemicelulosa, facilitando una mayor exposición de la celulosa cristalina y mejorando así la adherencia
con la matriz (Singh et al., 2019). Además, el uso de óxidos metálicos como el Al₂O₃ no solo mejora la
estabilidad térmica del material, sino que también modifica químicamente la superficie del aserrín
pág. 6476
incrementando su resistencia y compatibilidad con la matriz cementante (Li et al., 2020; Zhao et al.,
2024).
Autores como Kim et al. (2022) han integrado técnicas avanzadas de análisis morfológico (SEM +
ImageJ) para caracterizar con precisión la porosidad y la modificación superficial de residuos tratados.
A nivel regional, Ortega et al. (2022) y Farias et al. (2023) han empezado a aplicar estas técnicas en
residuos vegetales para uso en morteros, pero sin protocolos estandarizados.
Investigaciones emergentes, como la de Chowdhury et al. (2023), exploran la combinación de
caracterización física, térmica y microestructural con nuevos agentes modificadores. Asimismo,
Fernández y Lima (2024) destacan la importancia de la replicabilidad de métodos en estudios de
materiales compuestos bio-inspirados. Estas obras indican una creciente necesidad de vincular el
análisis experimental con criterios de aplicabilidad real, bajo estándares técnicos normativos.
El presente estudio se sitúa dentro de este marco y aporta al cuerpo de conocimiento regional al aplicar
un tratamiento combinado (NaOH + Al₂O₃) a residuos de Pinus montezumae, acompañando esta
intervención con un análisis cuantitativo morfológico y físico-mecánico con base en normas ASTM y
NMX. Esta integración metodológica y contextual representa un avance relevante frente a estudios que
se han limitado a explorar efectos térmicos o estructurales de forma aislada.
Marco teórico
Problemática ambiental y técnica del aserrín
El aserrín es un residuo lignocelulósico generado en grandes volúmenes por la industria maderera, con
alto potencial de aprovechamiento en la construcción. En México, tan solo en el estado de Hidalgo, se
estima una producción anual de más de 25,000 toneladas de residuos de Pinus montezumae derivados
de actividades de aserrado y transformación primaria (Flores-López et al., 2020).
Apesar de su abundancia y bajo costo, su implementación como componente de mezclas cementantes
enfrenta desafíos técnicos importantes, como su alta higroscopicidad, escasa estabilidad dimensional,
y limitada adherencia con matrices minerales (Ramírez & Díaz, 2019; Ghafor et al., 2021).
Diversos estudios han identificado que el uso directo de aserrín sin pretratamiento puede ocasionar
baja cohesión interna, aumento en la absorción de agua, y debilitamiento estructural, lo que restringe
su aplicabilidad en elementos constructivos durables (Gómez-Pulido et al., 2020). Esto ha motivado la
incrementando su resistencia y compatibilidad con la matriz cementante (Li et al., 2020; Zhao et al.,
2024).
Autores como Kim et al. (2022) han integrado técnicas avanzadas de análisis morfológico (SEM +
ImageJ) para caracterizar con precisión la porosidad y la modificación superficial de residuos tratados.
A nivel regional, Ortega et al. (2022) y Farias et al. (2023) han empezado a aplicar estas técnicas en
residuos vegetales para uso en morteros, pero sin protocolos estandarizados.
Investigaciones emergentes, como la de Chowdhury et al. (2023), exploran la combinación de
caracterización física, térmica y microestructural con nuevos agentes modificadores. Asimismo,
Fernández y Lima (2024) destacan la importancia de la replicabilidad de métodos en estudios de
materiales compuestos bio-inspirados. Estas obras indican una creciente necesidad de vincular el
análisis experimental con criterios de aplicabilidad real, bajo estándares técnicos normativos.
El presente estudio se sitúa dentro de este marco y aporta al cuerpo de conocimiento regional al aplicar
un tratamiento combinado (NaOH + Al₂O₃) a residuos de Pinus montezumae, acompañando esta
intervención con un análisis cuantitativo morfológico y físico-mecánico con base en normas ASTM y
NMX. Esta integración metodológica y contextual representa un avance relevante frente a estudios que
se han limitado a explorar efectos térmicos o estructurales de forma aislada.
Marco teórico
Problemática ambiental y técnica del aserrín
El aserrín es un residuo lignocelulósico generado en grandes volúmenes por la industria maderera, con
alto potencial de aprovechamiento en la construcción. En México, tan solo en el estado de Hidalgo, se
estima una producción anual de más de 25,000 toneladas de residuos de Pinus montezumae derivados
de actividades de aserrado y transformación primaria (Flores-López et al., 2020).
Apesar de su abundancia y bajo costo, su implementación como componente de mezclas cementantes
enfrenta desafíos técnicos importantes, como su alta higroscopicidad, escasa estabilidad dimensional,
y limitada adherencia con matrices minerales (Ramírez & Díaz, 2019; Ghafor et al., 2021).
Diversos estudios han identificado que el uso directo de aserrín sin pretratamiento puede ocasionar
baja cohesión interna, aumento en la absorción de agua, y debilitamiento estructural, lo que restringe
su aplicabilidad en elementos constructivos durables (Gómez-Pulido et al., 2020). Esto ha motivado la
pág. 6477
búsqueda de estrategias que modifiquen su comportamiento superficial y mejoren su compatibilidad
con materiales inorgánicos como el cemento o la cal.
Tratamientos químicos previos (álcalis y óxidos metálicos)
Una de las estrategias más comunes para mejorar la interacción del aserrín con matrices cementantes
es el tratamiento alcalino, particularmente con soluciones de hidróxido de sodio (NaOH). Esta técnica
busca eliminar parcialmente lignina, hemicelulosa y otros componentes amorfos, permitiendo una
mayor exposición de la celulosa cristalina (Zhang et al., 2021). Al aumentar la porosidad, se mejora el
anclaje fisicoquímico del residuo en la matriz (Singh et al., 2019). Sin embargo, concentraciones
superiores al 5 % de NaOH pueden degradar la estructura fibrilar, debilitando el material tratado
(Mansour et al., 2014), por lo que el diseño del tratamiento debe considerar este equilibrio.
Más recientemente, se ha comenzado a explorar la impregnación con óxidos metálicos como técnica
de funcionalización superficial. En particular, el óxido de aluminio (Al₂O₃) ha demostrado beneficios
notables: favorece la adhesión superficial al generar enlaces con grupos hidroxilo de la celulosa,
mejora la resistencia a la humedad al reducir la energía superficial del aserrín, y contribuye a una
mayor estabilidad térmica del compuesto (Li et al., 2020).
El Al₂O₃ fue elegido en este estudio por su bajo costo, disponibilidad comercial y biocompatibilidad,
además de mostrar mejores resultados que otros óxidos como SiO₂ o TiO₂ en aplicaciones con residuos
vegetales (Zhao et al., 2024).
Experiencias regionales y brechas de investigación
A nivel internacional, se han reportado avances importantes. En el sudeste asiático, Roslan et al.
(2020) desarrollaron bloques ligeros a partir de aserrín de palma, logrando una reducción del 25 % en
peso y mejoras térmicas sin afectar la trabajabilidad. En India, Singh et al. (2019) lograron una mejora
del 18 % en cohesión al tratar el aserrín con NaOH. En Europa, Hughes y Ferreiro (2018) analizaron
fibras tratadas con álcalis y aditivos como meta caolín, obteniendo mejoras en su integración con
matrices geo poliméricas.
En contraste, la literatura en América Latina sigue siendo limitada. Ortega et al. (2022) y Farias et al.
(2023) documentan resultados prometedores al aplicar tratamientos químicos a residuos vegetales para
uso en morteros ecológicos. Sin embargo, la mayoría de los estudios mexicanos —como los de
búsqueda de estrategias que modifiquen su comportamiento superficial y mejoren su compatibilidad
con materiales inorgánicos como el cemento o la cal.
Tratamientos químicos previos (álcalis y óxidos metálicos)
Una de las estrategias más comunes para mejorar la interacción del aserrín con matrices cementantes
es el tratamiento alcalino, particularmente con soluciones de hidróxido de sodio (NaOH). Esta técnica
busca eliminar parcialmente lignina, hemicelulosa y otros componentes amorfos, permitiendo una
mayor exposición de la celulosa cristalina (Zhang et al., 2021). Al aumentar la porosidad, se mejora el
anclaje fisicoquímico del residuo en la matriz (Singh et al., 2019). Sin embargo, concentraciones
superiores al 5 % de NaOH pueden degradar la estructura fibrilar, debilitando el material tratado
(Mansour et al., 2014), por lo que el diseño del tratamiento debe considerar este equilibrio.
Más recientemente, se ha comenzado a explorar la impregnación con óxidos metálicos como técnica
de funcionalización superficial. En particular, el óxido de aluminio (Al₂O₃) ha demostrado beneficios
notables: favorece la adhesión superficial al generar enlaces con grupos hidroxilo de la celulosa,
mejora la resistencia a la humedad al reducir la energía superficial del aserrín, y contribuye a una
mayor estabilidad térmica del compuesto (Li et al., 2020).
El Al₂O₃ fue elegido en este estudio por su bajo costo, disponibilidad comercial y biocompatibilidad,
además de mostrar mejores resultados que otros óxidos como SiO₂ o TiO₂ en aplicaciones con residuos
vegetales (Zhao et al., 2024).
Experiencias regionales y brechas de investigación
A nivel internacional, se han reportado avances importantes. En el sudeste asiático, Roslan et al.
(2020) desarrollaron bloques ligeros a partir de aserrín de palma, logrando una reducción del 25 % en
peso y mejoras térmicas sin afectar la trabajabilidad. En India, Singh et al. (2019) lograron una mejora
del 18 % en cohesión al tratar el aserrín con NaOH. En Europa, Hughes y Ferreiro (2018) analizaron
fibras tratadas con álcalis y aditivos como meta caolín, obteniendo mejoras en su integración con
matrices geo poliméricas.
En contraste, la literatura en América Latina sigue siendo limitada. Ortega et al. (2022) y Farias et al.
(2023) documentan resultados prometedores al aplicar tratamientos químicos a residuos vegetales para
uso en morteros ecológicos. Sin embargo, la mayoría de los estudios mexicanos —como los de
pág. 6478
Ramírez y Díaz (2019)— se enfocan en fibras naturales sin pretratamiento, lo que ha arrojado
resultados limitados en cuanto a durabilidad, adherencia y resistencia mecánica. Este vacío técnico
impide aún el escalamiento de soluciones basadas en residuos como el aserrín de Pinus montezumae.
Además, otros métodos como la carbonización térmica han mostrado mejoras en estabilidad
dimensional, pero provocan una reducción crítica en la cohesión interna del residuo (Zulkifli et al.,
2021). También se han evaluado tratamientos con ácidos minerales (HCl, H₂SO₄), pero estos generan
una degradación acelerada de la matriz celulósica, disminuyendo drásticamente la resistencia del
compuesto (Mansour et al., 2014).
Bases normativas y tecnológicas para el estudio
La aplicabilidad técnica del aserrín tratado en compuestos cementantes debe evaluarse con base en
normas como la ASTM D1037 (para paneles lignocelulósicos), la ASTM C140 (para resistencia y
absorción de unidades de mampostería) y la norma mexicana NMX-C-414 (para agregados no
convencionales). Estudios recientes (Hassan et al., 2022) subrayan que el éxito en propuestas de
innovación con residuos depende no solo de la caracterización morfológica, sino también de
protocolos experimentales reproducibles, que incluyan análisis comparativos y estandarización de
variables.
Conexión con la hipótesis del presente estudio
Estudios previos (Li et al., 2020; Zhang et al., 2021) respaldan que la combinación de tratamientos
alcalinos con funcionalización por óxidos metálicos puede mejorar la adherencia, estabilidad y
compatibilidad del aserrín con matrices minerales. Sin embargo, ninguno de estos estudios ha aplicado
esta estrategia combinada en aserrín de Pinus montezumae para su uso como reemplazo parcial de
agregado fino en morteros o bloques cementantes, ni ha incorporado una caracterización integral que
combine análisis SEM con procesamiento digital cuantitativo. Este trabajo busca cubrir dicha brecha,
proponiendo una metodología replicable con potencial técnico y ambiental.
Ramírez y Díaz (2019)— se enfocan en fibras naturales sin pretratamiento, lo que ha arrojado
resultados limitados en cuanto a durabilidad, adherencia y resistencia mecánica. Este vacío técnico
impide aún el escalamiento de soluciones basadas en residuos como el aserrín de Pinus montezumae.
Además, otros métodos como la carbonización térmica han mostrado mejoras en estabilidad
dimensional, pero provocan una reducción crítica en la cohesión interna del residuo (Zulkifli et al.,
2021). También se han evaluado tratamientos con ácidos minerales (HCl, H₂SO₄), pero estos generan
una degradación acelerada de la matriz celulósica, disminuyendo drásticamente la resistencia del
compuesto (Mansour et al., 2014).
Bases normativas y tecnológicas para el estudio
La aplicabilidad técnica del aserrín tratado en compuestos cementantes debe evaluarse con base en
normas como la ASTM D1037 (para paneles lignocelulósicos), la ASTM C140 (para resistencia y
absorción de unidades de mampostería) y la norma mexicana NMX-C-414 (para agregados no
convencionales). Estudios recientes (Hassan et al., 2022) subrayan que el éxito en propuestas de
innovación con residuos depende no solo de la caracterización morfológica, sino también de
protocolos experimentales reproducibles, que incluyan análisis comparativos y estandarización de
variables.
Conexión con la hipótesis del presente estudio
Estudios previos (Li et al., 2020; Zhang et al., 2021) respaldan que la combinación de tratamientos
alcalinos con funcionalización por óxidos metálicos puede mejorar la adherencia, estabilidad y
compatibilidad del aserrín con matrices minerales. Sin embargo, ninguno de estos estudios ha aplicado
esta estrategia combinada en aserrín de Pinus montezumae para su uso como reemplazo parcial de
agregado fino en morteros o bloques cementantes, ni ha incorporado una caracterización integral que
combine análisis SEM con procesamiento digital cuantitativo. Este trabajo busca cubrir dicha brecha,
proponiendo una metodología replicable con potencial técnico y ambiental.
pág. 6479
METODOLOGÍA
Diseño experimental
Se adoptó un diseño experimental de tipo exploratorio-comparativo, con enfoque cuantitativo,
orientado a evaluar el comportamiento físico-mecánico y morfológico de mezclas cementantes que
incorporan aserrín tratado químicamente como reemplazo parcial del agregado fino.
Se establecieron tres proporciones de sustitución del agregado fino: 10 %, 20 % y 30 %, además de una
mezcla patrón sin aserrín utilizada como grupo control. Adicionalmente, se evaluó el impacto de dos
tratamientos químicos secuenciales sobre la morfología del aserrín: sin tratamiento, tratamiento con
NaOH, y tratamiento con NaOH + Al₂O₃.
La variable independiente fue el tipo de tratamiento aplicado al aserrín y su proporción en la mezcla.
Las variables dependientes incluyeron: resistencia a la compresión, absorción de agua, densidad
aparente, tamaño de poro, grado de cobertura superficial y rugosidad morfológica.
Las muestras se organizaron en tres grupos experimentales con tres réplicas por condición (n = 3) para
garantizar confiabilidad estadística preliminar. El análisis de datos se realizó de manera descriptiva; no
se aplicaron pruebas de tipo inferencial en esta fase.
Materiales
• Cemento Portland CPC 30R: seleccionado por su disponibilidad y comportamiento probado en
mezclas convencionales.
• Cal hidratada tipo NMX-C-021-ONNCCE: incorporada como estabilizante para mejorar
cohesión y reducir retracción por secado.
• Aserrín de Pinus montezumae: recolectado en un aserradero del estado de Hidalgo. Se cribó a
<0.5 mm y se utilizó seco.
• Agua potable: conforme a la norma NMX-AA-003-1980, en proporción ajustada a cada
mezcla.
• Hidróxido de sodio (NaOH, ≥97 % pureza, grado reactivo): utilizado al 5 % m/v para el
tratamiento alcalino del aserrín.
• Óxido de aluminio (Al₂O₃, nano particulado, pureza 99.5 %): disuelto al 2 % en etanol
absoluto.
METODOLOGÍA
Diseño experimental
Se adoptó un diseño experimental de tipo exploratorio-comparativo, con enfoque cuantitativo,
orientado a evaluar el comportamiento físico-mecánico y morfológico de mezclas cementantes que
incorporan aserrín tratado químicamente como reemplazo parcial del agregado fino.
Se establecieron tres proporciones de sustitución del agregado fino: 10 %, 20 % y 30 %, además de una
mezcla patrón sin aserrín utilizada como grupo control. Adicionalmente, se evaluó el impacto de dos
tratamientos químicos secuenciales sobre la morfología del aserrín: sin tratamiento, tratamiento con
NaOH, y tratamiento con NaOH + Al₂O₃.
La variable independiente fue el tipo de tratamiento aplicado al aserrín y su proporción en la mezcla.
Las variables dependientes incluyeron: resistencia a la compresión, absorción de agua, densidad
aparente, tamaño de poro, grado de cobertura superficial y rugosidad morfológica.
Las muestras se organizaron en tres grupos experimentales con tres réplicas por condición (n = 3) para
garantizar confiabilidad estadística preliminar. El análisis de datos se realizó de manera descriptiva; no
se aplicaron pruebas de tipo inferencial en esta fase.
Materiales
• Cemento Portland CPC 30R: seleccionado por su disponibilidad y comportamiento probado en
mezclas convencionales.
• Cal hidratada tipo NMX-C-021-ONNCCE: incorporada como estabilizante para mejorar
cohesión y reducir retracción por secado.
• Aserrín de Pinus montezumae: recolectado en un aserradero del estado de Hidalgo. Se cribó a
<0.5 mm y se utilizó seco.
• Agua potable: conforme a la norma NMX-AA-003-1980, en proporción ajustada a cada
mezcla.
• Hidróxido de sodio (NaOH, ≥97 % pureza, grado reactivo): utilizado al 5 % m/v para el
tratamiento alcalino del aserrín.
• Óxido de aluminio (Al₂O₃, nano particulado, pureza 99.5 %): disuelto al 2 % en etanol
absoluto.
pág. 6480
• Etanol (C₂H₆O, 99.5 %): medio dispersante para el proceso de modificación química
superficial.
Preparación y tratamiento de las muestras
El aserrín fue recolectado en un aserradero del estado de Hidalgo y corresponde a desechos de Pinus
montezumae. Tras su recolección, el material fue tamizado a un tamaño <0.5 mm para asegurar
homogeneidad y posteriormente secado en estufa a 80 °C durante 24 h para eliminar humedad
residual.
El tratamiento alcalino consistió en la inmersión del aserrín en una solución de hidróxido de sodio
(NaOH) al 5 % (m/v), bajo agitación constante a 80 °C durante 2 horas. Este procedimiento buscó
eliminar lignina y hemicelulosa parcialmente, con base en protocolos previos validados en la literatura
(Ghafor et al., 2021; Singh et al., 2019).
Finalizado el tratamiento, las muestras fueron lavadas repetidamente con agua destilada hasta alcanzar
pH neutro (medido con tira indicadora), y posteriormente secadas nuevamente a 80 °C por 24 horas.
Para la funcionalización, se sumergieron las muestras alcalinizadas en una disolución etanólica al 2 %
de óxido de aluminio (Al₂O₃) en condiciones ambientales controladas (23 ± 2 °C) durante 4 horas. El
etanol actuó como medio dispersante y facilitador de adherencia superficial. Finalmente, las muestras
fueron calentadas a 80 °C sobre una parrilla magnética con agitación continua a 800 rpm hasta lograr
la evaporación total del etanol, permitiendo la deposición del óxido sobre la superficie del aserrín,
posteriormente fueron almacenadas en recipientes herméticos.
Las mezclas se elaboraron con una relación agua/cemento que ha ido ajustada para cada contenido de
aserrín, procurando mantener la trabajabilidad. Se utilizaron moldes metálicos para fabricar
especímenes de 20 × 10 × 7 cm. Cada muestra fue compactada manualmente con una presión
constante y curada durante 28 días en cámara húmeda (temperatura de 25 ± 2 °C y 95% de humedad
relativa).
Caracterización morfológica
La caracterización se realizó mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) con un equipo JEOL
JSM-6380, operado a 5 kV con recubrimiento previo de oro (Au) de 10 nm mediante sputtering. Se
• Etanol (C₂H₆O, 99.5 %): medio dispersante para el proceso de modificación química
superficial.
Preparación y tratamiento de las muestras
El aserrín fue recolectado en un aserradero del estado de Hidalgo y corresponde a desechos de Pinus
montezumae. Tras su recolección, el material fue tamizado a un tamaño <0.5 mm para asegurar
homogeneidad y posteriormente secado en estufa a 80 °C durante 24 h para eliminar humedad
residual.
El tratamiento alcalino consistió en la inmersión del aserrín en una solución de hidróxido de sodio
(NaOH) al 5 % (m/v), bajo agitación constante a 80 °C durante 2 horas. Este procedimiento buscó
eliminar lignina y hemicelulosa parcialmente, con base en protocolos previos validados en la literatura
(Ghafor et al., 2021; Singh et al., 2019).
Finalizado el tratamiento, las muestras fueron lavadas repetidamente con agua destilada hasta alcanzar
pH neutro (medido con tira indicadora), y posteriormente secadas nuevamente a 80 °C por 24 horas.
Para la funcionalización, se sumergieron las muestras alcalinizadas en una disolución etanólica al 2 %
de óxido de aluminio (Al₂O₃) en condiciones ambientales controladas (23 ± 2 °C) durante 4 horas. El
etanol actuó como medio dispersante y facilitador de adherencia superficial. Finalmente, las muestras
fueron calentadas a 80 °C sobre una parrilla magnética con agitación continua a 800 rpm hasta lograr
la evaporación total del etanol, permitiendo la deposición del óxido sobre la superficie del aserrín,
posteriormente fueron almacenadas en recipientes herméticos.
Las mezclas se elaboraron con una relación agua/cemento que ha ido ajustada para cada contenido de
aserrín, procurando mantener la trabajabilidad. Se utilizaron moldes metálicos para fabricar
especímenes de 20 × 10 × 7 cm. Cada muestra fue compactada manualmente con una presión
constante y curada durante 28 días en cámara húmeda (temperatura de 25 ± 2 °C y 95% de humedad
relativa).
Caracterización morfológica
La caracterización se realizó mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) con un equipo JEOL
JSM-6380, operado a 5 kV con recubrimiento previo de oro (Au) de 10 nm mediante sputtering. Se
pág. 6481
obtuvieron imágenes de alta resolución con detectores SED (Secondary Electron Detector) para
topografía y BED-C (Backscattered Electron Detector – Compositional) para contraste de fases.
S Se seleccionaron 30 puntos de medición por muestra (10 por réplica) para analizar el tamaño de
poro, densidad de partículas modificadas superficialmente, rugosidad y uniformidad superficial. El
procesamiento digital se efectuó con ImageJ v1.54d, utilizando los complementos “Analyze Particles”
y “Fractal BoxCount” para cuantificación.
Se calcularon promedios de tamaño de poro, área modificada en μm², porcentaje de cobertura por
partícula y desviación estándarEvaluación técnica y normativa
Los datos morfológicos obtenidos se interpretaron en función de su aplicabilidad potencial conforme a
los criterios establecidos en las siguientes normas:
• ASTM D1037: Métodos de prueba para propiedades físicas y mecánicas de paneles
lignocelulósicos.
• ASTM C140/C140M-22: Ensayos para absorción, densidad y volumen en unidades de
mampostería.
• ASTM E96/E96M: Determinación de transmisión de vapor de agua (para etapas posteriores).
• NMX-C-414-ONNCCE-2013: Requisitos para materiales de construcción con agregados no
convencionales.
Ensayos realizados
• Resistencia a la compresión: determinada conforme a la norma ASTM C140, utilizando una
prensa hidráulica a velocidad constante.
• Absorción de agua: mediante el método de inmersión total establecido en la NMX-C-037.
• Densidad aparente y porosidad: se calculó por método gravimétrico y confirmación digital con
software ImageJ.
• Análisis morfológico: se aplicó microscopía electrónica de barrido (SEM) a fragmentos de los
especímenes para observar la interacción entre matriz y partícula.
obtuvieron imágenes de alta resolución con detectores SED (Secondary Electron Detector) para
topografía y BED-C (Backscattered Electron Detector – Compositional) para contraste de fases.
S Se seleccionaron 30 puntos de medición por muestra (10 por réplica) para analizar el tamaño de
poro, densidad de partículas modificadas superficialmente, rugosidad y uniformidad superficial. El
procesamiento digital se efectuó con ImageJ v1.54d, utilizando los complementos “Analyze Particles”
y “Fractal BoxCount” para cuantificación.
Se calcularon promedios de tamaño de poro, área modificada en μm², porcentaje de cobertura por
partícula y desviación estándarEvaluación técnica y normativa
Los datos morfológicos obtenidos se interpretaron en función de su aplicabilidad potencial conforme a
los criterios establecidos en las siguientes normas:
• ASTM D1037: Métodos de prueba para propiedades físicas y mecánicas de paneles
lignocelulósicos.
• ASTM C140/C140M-22: Ensayos para absorción, densidad y volumen en unidades de
mampostería.
• ASTM E96/E96M: Determinación de transmisión de vapor de agua (para etapas posteriores).
• NMX-C-414-ONNCCE-2013: Requisitos para materiales de construcción con agregados no
convencionales.
Ensayos realizados
• Resistencia a la compresión: determinada conforme a la norma ASTM C140, utilizando una
prensa hidráulica a velocidad constante.
• Absorción de agua: mediante el método de inmersión total establecido en la NMX-C-037.
• Densidad aparente y porosidad: se calculó por método gravimétrico y confirmación digital con
software ImageJ.
• Análisis morfológico: se aplicó microscopía electrónica de barrido (SEM) a fragmentos de los
especímenes para observar la interacción entre matriz y partícula.
pág. 6482
RESULTADOS
Análisis morfológico
Los análisis mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) revelaron una transformación
sustancial de la microestructura del aserrín de Pinus montezumae tras los tratamientos aplicados. Las
muestras alcalinizadas presentaron una mayor apertura de poros y una eliminación parcial de
componentes amorfos como la lignina y la hemicelulosa. La impregnación con óxido de aluminio
(Al₂O₃) produjo una cobertura superficial heterogénea, observándose aglomerados dispersos sobre la
matriz celulósica.
El análisis de las muestras revela que la estructura del aserrín sin tratar es densa y cerrada (Figura 1).
Las fibras se encuentran aún recubiertas por lignina y hemicelulosa, lo cual limita la exposición de
superficies activas y disminuye el potencial de interacción con otros compuestos.
Figura 1. Micrografías SEM del aserrín sin tratamiento
Fuente: Elaboración propia con asistencias de los técnicos del laboratorio de la U.A.E.H. en Apan, Hidalgo.
Nota: Imagen SEM a 100× del aserrín natural. Se observa una superficie compacta, con fibras agrupadas y baja porosidad.
El tratamiento alcalino con NaOH provocó la remoción parcial de la hemicelulosa y lignina presentes
en el aserrín, lo que permitió abrir la estructura interna del aserrín (Figura 2). Esta apertura favorece
una mayor capacidad del material para absorber compuestos y facilita la formación de enlaces con
matrices cementantes.
RESULTADOS
Análisis morfológico
Los análisis mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) revelaron una transformación
sustancial de la microestructura del aserrín de Pinus montezumae tras los tratamientos aplicados. Las
muestras alcalinizadas presentaron una mayor apertura de poros y una eliminación parcial de
componentes amorfos como la lignina y la hemicelulosa. La impregnación con óxido de aluminio
(Al₂O₃) produjo una cobertura superficial heterogénea, observándose aglomerados dispersos sobre la
matriz celulósica.
El análisis de las muestras revela que la estructura del aserrín sin tratar es densa y cerrada (Figura 1).
Las fibras se encuentran aún recubiertas por lignina y hemicelulosa, lo cual limita la exposición de
superficies activas y disminuye el potencial de interacción con otros compuestos.
Figura 1. Micrografías SEM del aserrín sin tratamiento
Fuente: Elaboración propia con asistencias de los técnicos del laboratorio de la U.A.E.H. en Apan, Hidalgo.
Nota: Imagen SEM a 100× del aserrín natural. Se observa una superficie compacta, con fibras agrupadas y baja porosidad.
El tratamiento alcalino con NaOH provocó la remoción parcial de la hemicelulosa y lignina presentes
en el aserrín, lo que permitió abrir la estructura interna del aserrín (Figura 2). Esta apertura favorece
una mayor capacidad del material para absorber compuestos y facilita la formación de enlaces con
matrices cementantes.
pág. 6483
Figura 2. Micrografías del aserrín tratado con NaOH
Fuente: Elaboración propia con asistencias de los técnicos del laboratorio de la U.A.E.H. en Apan, Hidalgo.
Nota: Imagen SEM a 100× del aserrín tratado con NaOH. Se observan fibras parcialmente expuestas, superficie rugosa y
fragmentación de matriz lignocelulósica.
El tratamiento con óxido de aluminio produjo una deposición superficial heterogénea sobre las
muestras tratadas (Figura 3), pero claramente adherida a las zonas con mayor apertura de poros. Este
comportamiento sugiere que el pretratamiento alcalino con NaOH fue efectivo para crear una
estructura propicia para la fijación del Al₂O₃.
Figura 3. Micrografías del aserrín con Al₂O₃ adherido
Fuente: Elaboración propia con asistencias de los técnicos del laboratorio de la U.A.E.H. en Apan, Hidalgo.
Nota: Imagen SEM a 4000×. Se observa la presencia de partículas de óxido de aluminio (Al₂O₃) fijadas sobre zonas porosas
del aserrín.
Se presentan los parámetros morfológicos observados en las muestras de aserrín bajo diferentes
tratamientos químicos (Tabla 1). Se comparan valores como el tamaño promedio de poro, la cobertura
Figura 2. Micrografías del aserrín tratado con NaOH
Fuente: Elaboración propia con asistencias de los técnicos del laboratorio de la U.A.E.H. en Apan, Hidalgo.
Nota: Imagen SEM a 100× del aserrín tratado con NaOH. Se observan fibras parcialmente expuestas, superficie rugosa y
fragmentación de matriz lignocelulósica.
El tratamiento con óxido de aluminio produjo una deposición superficial heterogénea sobre las
muestras tratadas (Figura 3), pero claramente adherida a las zonas con mayor apertura de poros. Este
comportamiento sugiere que el pretratamiento alcalino con NaOH fue efectivo para crear una
estructura propicia para la fijación del Al₂O₃.
Figura 3. Micrografías del aserrín con Al₂O₃ adherido
Fuente: Elaboración propia con asistencias de los técnicos del laboratorio de la U.A.E.H. en Apan, Hidalgo.
Nota: Imagen SEM a 4000×. Se observa la presencia de partículas de óxido de aluminio (Al₂O₃) fijadas sobre zonas porosas
del aserrín.
Se presentan los parámetros morfológicos observados en las muestras de aserrín bajo diferentes
tratamientos químicos (Tabla 1). Se comparan valores como el tamaño promedio de poro, la cobertura
pág. 6484
de partículas, la densidad aparente y la rugosidad superficial, con el fin de evaluar los efectos del
tratamiento alcalino con NaOH y la posterior impregnación con óxido de aluminio (Al₂O₃).
Tabla 1, Parámetros morfológicos comparativos entre tratamientos
Parámetro Sin tratamiento NaOH (solo) NaOH + Al₂O₃
Tamaño promedio de poro (μm) 9.2 15.6 17.4
Cobertura de partículas (%) 8.7 — 61.8
Densidad aparente (g/cm³) 0.28 0.24 0.21
Rugosidad observada (cualitativa) Baja Media Alta
Fuente: elaboración propia con base en resultados de SEM e ImageJ v1.54d.
Resultados cuantitativos
El tamaño de poro promedio aumentó de 9.2 μm en la muestra control a 15.6 μm en el tratamiento con
NaOH y 17.4 μm en la muestra con Al₂O₃. La cobertura superficial de partículas de Al₂O₃ fue en
promedio del 61.8 % en superficie químicamente modificada, frente a solo 8.7 % en la muestra sin
tratamiento.
La densidad aparente del aserrín tratado disminuyó de 0.28 g/cm³ a 0.21 g/cm³, lo que sugiere una
estructura más abierta y ligera.
La Tabla 2 resume los resultados obtenidos en cuanto a profundidad de poro, homogeneidad
superficial, adhesión de aditivos, porosidad visible, y su aplicabilidad para usos no estructurales.
Tabla 2. Comparación de propiedades físicas promedio según tratamiento aplicado
Criterio evaluado Requisito normativo
(ASTM/NMX)
Resultado
obtenido Cumple
Profundidad de poro (visual
estimada) No definido Moderada -
Homogeneidad de superficie Uniformidad parcial Parcial si
Adhesión de aditivos Adhesión superficial
observable Alta si
Porosidad visible (comparación
SEM) Consistencia visual Adecuada si
Aplicabilidad para uso no
estructural
Integración física con
ligantes Viable si
Fuente: elaboración propia a partir de observaciones SEM y criterios tomados de ASTM D1037, ASTM C140 y NMX-C-
414.
de partículas, la densidad aparente y la rugosidad superficial, con el fin de evaluar los efectos del
tratamiento alcalino con NaOH y la posterior impregnación con óxido de aluminio (Al₂O₃).
Tabla 1, Parámetros morfológicos comparativos entre tratamientos
Parámetro Sin tratamiento NaOH (solo) NaOH + Al₂O₃
Tamaño promedio de poro (μm) 9.2 15.6 17.4
Cobertura de partículas (%) 8.7 — 61.8
Densidad aparente (g/cm³) 0.28 0.24 0.21
Rugosidad observada (cualitativa) Baja Media Alta
Fuente: elaboración propia con base en resultados de SEM e ImageJ v1.54d.
Resultados cuantitativos
El tamaño de poro promedio aumentó de 9.2 μm en la muestra control a 15.6 μm en el tratamiento con
NaOH y 17.4 μm en la muestra con Al₂O₃. La cobertura superficial de partículas de Al₂O₃ fue en
promedio del 61.8 % en superficie químicamente modificada, frente a solo 8.7 % en la muestra sin
tratamiento.
La densidad aparente del aserrín tratado disminuyó de 0.28 g/cm³ a 0.21 g/cm³, lo que sugiere una
estructura más abierta y ligera.
La Tabla 2 resume los resultados obtenidos en cuanto a profundidad de poro, homogeneidad
superficial, adhesión de aditivos, porosidad visible, y su aplicabilidad para usos no estructurales.
Tabla 2. Comparación de propiedades físicas promedio según tratamiento aplicado
Criterio evaluado Requisito normativo
(ASTM/NMX)
Resultado
obtenido Cumple
Profundidad de poro (visual
estimada) No definido Moderada -
Homogeneidad de superficie Uniformidad parcial Parcial si
Adhesión de aditivos Adhesión superficial
observable Alta si
Porosidad visible (comparación
SEM) Consistencia visual Adecuada si
Aplicabilidad para uso no
estructural
Integración física con
ligantes Viable si
Fuente: elaboración propia a partir de observaciones SEM y criterios tomados de ASTM D1037, ASTM C140 y NMX-C-
414.
pág. 6485
El comportamiento del tamaño de poro según el tipo de tratamiento aplicado se representa en la figura
4. Se observa una tendencia creciente en la apertura de poros, desde la muestra sin tratamiento hasta la
muestra tratada con NaOH y posteriormente impregnada con Al₂O₃, lo cual coincide con los datos
presentados en la Tabla 1.
Figura 4. Histograma de distribución de tamaño de poro por tipo de tratamiento
Fuente: elaboración propia a partir de análisis SEM
Estos resultados son consistentes con lo reportado por Ghafor et al. (2021), quienes señalaron un
incremento en la compatibilidad hidráulica tras la activación alcalina. Sin embargo, se observó una
distribución no uniforme del Al₂O₃, lo cual podría limitar la estabilidad térmica si no se optimiza la
técnica de impregnación.
Resultados físico-mecánicos
El análisis físico-mecánico se realizó sobre mezclas con 0 %, 10 %, 20 % y 30 % de reemplazo del
agregado fino por aserrín tratado. Los resultados se compararon frente a la mezcla patrón, utilizando la
resistencia a compresión como variable principal, y la densidad y absorción como parámetros de
soporte (Tabla 3). Los valores obtenidos fueron:
• Resistencia a la compresión. Disminuyó con el aumento del contenido de aserrín,
manteniéndose dentro del rango aceptable hasta el 20 %, en concordancia con los límites técnicos para
El comportamiento del tamaño de poro según el tipo de tratamiento aplicado se representa en la figura
4. Se observa una tendencia creciente en la apertura de poros, desde la muestra sin tratamiento hasta la
muestra tratada con NaOH y posteriormente impregnada con Al₂O₃, lo cual coincide con los datos
presentados en la Tabla 1.
Figura 4. Histograma de distribución de tamaño de poro por tipo de tratamiento
Fuente: elaboración propia a partir de análisis SEM
Estos resultados son consistentes con lo reportado por Ghafor et al. (2021), quienes señalaron un
incremento en la compatibilidad hidráulica tras la activación alcalina. Sin embargo, se observó una
distribución no uniforme del Al₂O₃, lo cual podría limitar la estabilidad térmica si no se optimiza la
técnica de impregnación.
Resultados físico-mecánicos
El análisis físico-mecánico se realizó sobre mezclas con 0 %, 10 %, 20 % y 30 % de reemplazo del
agregado fino por aserrín tratado. Los resultados se compararon frente a la mezcla patrón, utilizando la
resistencia a compresión como variable principal, y la densidad y absorción como parámetros de
soporte (Tabla 3). Los valores obtenidos fueron:
• Resistencia a la compresión. Disminuyó con el aumento del contenido de aserrín,
manteniéndose dentro del rango aceptable hasta el 20 %, en concordancia con los límites técnicos para
pág. 6486
elementos no estructurales definidos por ONNCCE. Estos hallazgos coinciden con lo reportado por
Zhang et al. (2021) y Farias et al. (2023).
• Densidad aparente. Se redujo de 1.88 g/cm³ (control) a 1.58 g/cm³ (30 % aserrín). Esta
disminución representa una ventaja en construcciones ligeras o elementos prefabricados móviles.
• Absorción de agua. Se incrementó de 12.1 % (control) a 14.2 % y 15.8 % para las mezclas
con 10 % y 20 % de aserrín, respectivamente. La mezcla con 30 % superó el 20 %, lo cual indica una
mayor vulnerabilidad a la humedad y a la degradación por ciclos de secado-humedad.
• Análisis morfológico en mezclas. Las imágenes SEM de los especímenes mostraron una
mejor integración entre matriz y partícula en las mezclas con 10 % y 20 % de aserrín. En la mezcla con
30 %, se observaron vacíos no ligados, pérdida de cohesión y una morfología más frágil.
Tabla 3. Propiedades físico-mecánicas según porcentaje de aserrín tratado
Porcentaje de aserrín
tratado (%)
Resistencia a la
compresión (kg/cm2)
Densidad aparente
(g/cm³)
Absorción de
agua (%)
0 (Control) 42 1.88 12.1
10 38 1.74 14.2
20 34 1.66 15.8
30 26 1.58 20.4
Fuente.: Elaboración propia con base en ensayos físicos y análisis gravimétrico.
La Figura 5 muestra la relación inversa entre el porcentaje de aserrín tratado incorporado en la mezcla
y la resistencia a la compresión obtenida. Se observa una disminución progresiva de la resistencia
conforme aumenta la proporción de aserrín, lo cual sugiere que su uso debe mantenerse dentro de un
límite óptimo para garantizar la viabilidad mecánica del compuesto.
elementos no estructurales definidos por ONNCCE. Estos hallazgos coinciden con lo reportado por
Zhang et al. (2021) y Farias et al. (2023).
• Densidad aparente. Se redujo de 1.88 g/cm³ (control) a 1.58 g/cm³ (30 % aserrín). Esta
disminución representa una ventaja en construcciones ligeras o elementos prefabricados móviles.
• Absorción de agua. Se incrementó de 12.1 % (control) a 14.2 % y 15.8 % para las mezclas
con 10 % y 20 % de aserrín, respectivamente. La mezcla con 30 % superó el 20 %, lo cual indica una
mayor vulnerabilidad a la humedad y a la degradación por ciclos de secado-humedad.
• Análisis morfológico en mezclas. Las imágenes SEM de los especímenes mostraron una
mejor integración entre matriz y partícula en las mezclas con 10 % y 20 % de aserrín. En la mezcla con
30 %, se observaron vacíos no ligados, pérdida de cohesión y una morfología más frágil.
Tabla 3. Propiedades físico-mecánicas según porcentaje de aserrín tratado
Porcentaje de aserrín
tratado (%)
Resistencia a la
compresión (kg/cm2)
Densidad aparente
(g/cm³)
Absorción de
agua (%)
0 (Control) 42 1.88 12.1
10 38 1.74 14.2
20 34 1.66 15.8
30 26 1.58 20.4
Fuente.: Elaboración propia con base en ensayos físicos y análisis gravimétrico.
La Figura 5 muestra la relación inversa entre el porcentaje de aserrín tratado incorporado en la mezcla
y la resistencia a la compresión obtenida. Se observa una disminución progresiva de la resistencia
conforme aumenta la proporción de aserrín, lo cual sugiere que su uso debe mantenerse dentro de un
límite óptimo para garantizar la viabilidad mecánica del compuesto.
pág. 6487
Figura 5. Relación entre porcentaje de aserrín tratado y la resistencia a la compresión promedio
obtenida
Fuente: elaboración propia
DISCUSIÓN
El tratamiento secuencial del aserrín con hidróxido de sodio (NaOH) y óxido de aluminio (Al₂O₃)
generó efectos morfológicos notables, evidenciados en el aumento del tamaño de poro, mayor
rugosidad y una cobertura superficial modificada significativa. Estos cambios, observados mediante
microscopía electrónica de barrido (SEM) y cuantificados con ImageJ, indican una activación efectiva
del residuo lignocelulósico, que mejora su integración en matrices cementantes.
Nuestros resultados muestran que el tamaño de poro promedio se incrementó en un 89 % respecto a la
muestra sin tratamiento, alcanzando 17.4 μm tras la funcionalización con Al₂O₃. Este hallazgo es
consistente con lo reportado por Singh et al. (2019), quienes observaron incrementos similares en
fibras vegetales activadas alcalinamente, y por Li et al. (2020), quienes demostraron que el uso de
óxidos metálicos mejora la interacción interfacial entre fibras y matrices. A diferencia de estos
estudios, sin embargo, el presente trabajo aplica un tratamiento doble y analiza cuantitativamente su
efecto morfológico, lo que representa un avance metodológico significativo.
Figura 5. Relación entre porcentaje de aserrín tratado y la resistencia a la compresión promedio
obtenida
Fuente: elaboración propia
DISCUSIÓN
El tratamiento secuencial del aserrín con hidróxido de sodio (NaOH) y óxido de aluminio (Al₂O₃)
generó efectos morfológicos notables, evidenciados en el aumento del tamaño de poro, mayor
rugosidad y una cobertura superficial modificada significativa. Estos cambios, observados mediante
microscopía electrónica de barrido (SEM) y cuantificados con ImageJ, indican una activación efectiva
del residuo lignocelulósico, que mejora su integración en matrices cementantes.
Nuestros resultados muestran que el tamaño de poro promedio se incrementó en un 89 % respecto a la
muestra sin tratamiento, alcanzando 17.4 μm tras la funcionalización con Al₂O₃. Este hallazgo es
consistente con lo reportado por Singh et al. (2019), quienes observaron incrementos similares en
fibras vegetales activadas alcalinamente, y por Li et al. (2020), quienes demostraron que el uso de
óxidos metálicos mejora la interacción interfacial entre fibras y matrices. A diferencia de estos
estudios, sin embargo, el presente trabajo aplica un tratamiento doble y analiza cuantitativamente su
efecto morfológico, lo que representa un avance metodológico significativo.
pág. 6488
La cobertura superficial modificada observada (61.8 %) también supera los valores reportados en
estudios como el de Kim et al. (2022), quienes trabajaron con fibras de celulosa modificadas con
sílice, alcanzando valores de entre 40–50 %. Esto sugiere que el uso de Al₂O₃ en medio etanólico es
más eficiente para la adhesión superficial en residuos con alta porosidad inducida por tratamiento
alcalino.
Desde el punto de vista físico-mecánico, las mezclas con 10 % y 20 % de aserrín tratado mantuvieron
una resistencia a compresión mayor a 34 kg/cm², valor suficiente para aplicaciones no estructurales
según la norma NMX-C-414-ONNCCE y estudios previos como el de Roslan et al. (2020), que
documentaron valores similares en bloques a base de residuos de palma.
La ligera caída en resistencia observada en mezclas con 30 % de aserrín es coherente con lo señalado
por Ghafor et al. (2021), quienes advierten sobre la pérdida de cohesión cuando se excede el contenido
de agregados vegetales sin reforzamiento adicional.
El comportamiento de la densidad aparente mostró una tendencia decreciente, alcanzando una
reducción del 11 % respecto a la mezcla control, lo cual representa una ventaja en la fabricación de
componentes prefabricados ligeros. Este hallazgo concuerda con lo documentado por Olaiya et al.
(2023), quienes indican que una menor densidad es una propiedad deseable para sistemas de montaje
modular o viviendas de rápida construcción. No obstante, se debe considerar que dicha reducción
también se acompaña de una mayor absorción de agua, como también lo señala Zulkifli et al. (2021),
lo cual obliga a considerar tratamientos hidrofóbicos complementarios si se desea utilizar el material
en ambientes húmedos o exteriores.
En cuanto a la adherencia entre el aserrín químicamente modificado y la matriz cementante, las
micrografías SEM muestran una integración mucho más compacta y continua en las muestras con
10 % y 20 % de aserrín tratado, en comparación con las mezclas con aserrín sin tratar o en
proporciones elevadas. Esta observación es clave, ya que estudios como el de Hughes y Ferreiro
(2018) subrayan que la calidad de la interfase fibra-matriz es determinante en la durabilidad de
materiales compuestos.
Adicionalmente, el uso de ImageJ para análisis cuantitativo morfológico, tal como lo aplicaron
Chowdhury et al. (2023), aporta un valor metodológico significativo, permitiendo replicabilidad y
La cobertura superficial modificada observada (61.8 %) también supera los valores reportados en
estudios como el de Kim et al. (2022), quienes trabajaron con fibras de celulosa modificadas con
sílice, alcanzando valores de entre 40–50 %. Esto sugiere que el uso de Al₂O₃ en medio etanólico es
más eficiente para la adhesión superficial en residuos con alta porosidad inducida por tratamiento
alcalino.
Desde el punto de vista físico-mecánico, las mezclas con 10 % y 20 % de aserrín tratado mantuvieron
una resistencia a compresión mayor a 34 kg/cm², valor suficiente para aplicaciones no estructurales
según la norma NMX-C-414-ONNCCE y estudios previos como el de Roslan et al. (2020), que
documentaron valores similares en bloques a base de residuos de palma.
La ligera caída en resistencia observada en mezclas con 30 % de aserrín es coherente con lo señalado
por Ghafor et al. (2021), quienes advierten sobre la pérdida de cohesión cuando se excede el contenido
de agregados vegetales sin reforzamiento adicional.
El comportamiento de la densidad aparente mostró una tendencia decreciente, alcanzando una
reducción del 11 % respecto a la mezcla control, lo cual representa una ventaja en la fabricación de
componentes prefabricados ligeros. Este hallazgo concuerda con lo documentado por Olaiya et al.
(2023), quienes indican que una menor densidad es una propiedad deseable para sistemas de montaje
modular o viviendas de rápida construcción. No obstante, se debe considerar que dicha reducción
también se acompaña de una mayor absorción de agua, como también lo señala Zulkifli et al. (2021),
lo cual obliga a considerar tratamientos hidrofóbicos complementarios si se desea utilizar el material
en ambientes húmedos o exteriores.
En cuanto a la adherencia entre el aserrín químicamente modificado y la matriz cementante, las
micrografías SEM muestran una integración mucho más compacta y continua en las muestras con
10 % y 20 % de aserrín tratado, en comparación con las mezclas con aserrín sin tratar o en
proporciones elevadas. Esta observación es clave, ya que estudios como el de Hughes y Ferreiro
(2018) subrayan que la calidad de la interfase fibra-matriz es determinante en la durabilidad de
materiales compuestos.
Adicionalmente, el uso de ImageJ para análisis cuantitativo morfológico, tal como lo aplicaron
Chowdhury et al. (2023), aporta un valor metodológico significativo, permitiendo replicabilidad y
pág. 6489
comparación entre estudios. En ese sentido, el presente trabajo también se alinea con los principios
propuestos por Hassan et al. (2022) sobre la necesidad de diseñar estudios con métricas estandarizadas
y variables controladas para fortalecer la investigación en materiales alternativos.
Finalmente, debe destacarse que este estudio no solo se limita a reproducir hallazgos existentes, sino
que introduce una especie endémica poco estudiada (Pinus montezumae) y demuestra, con datos
empíricos, su potencial técnico cuando se somete a un protocolo de activación química doble. Esta
contribución es especialmente valiosa en el contexto latinoamericano, donde la investigación aplicada
sobre residuos locales sigue siendo escasa (Ortega et al., 2022; Fernández & Lima, 2024).
CONCLUSIONES
Los hallazgos de esta investigación permiten establecer que el aserrín de Pinus montezumae, al ser
sometido a un tratamiento químico secuencial con hidróxido de sodio (NaOH) e impregnación con
óxido de aluminio (Al₂O₃), adquiere propiedades morfológicas y físico-mecánicas adecuadas para su
integración como reemplazo parcial del agregado fino en compuestos cementantes no estructurales.
Esta mejora se traduce en un aumento del tamaño de poro, una mayor rugosidad y una cobertura
superficial modificada efectiva, todos ellos factores clave para la adherencia con la matriz cementante.
Desde el punto de vista técnico, las mezclas con hasta un 20 % de aserrín tratado demostraron un
equilibrio positivo entre ligereza, resistencia mecánica y absorción de agua, cumpliendo con los
criterios establecidos por normas ONNCCE y ASTM para aplicaciones no estructurales.
Este desempeño es comparable, e incluso superior en algunos casos, al reportado por estudios previos
con otros residuos lignocelulósicos, lo que valida tanto el protocolo de tratamiento como la especie
utilizada.
Además, este estudio aporta valor metodológico al integrar análisis SEM con procesamiento digital
cuantitativo (ImageJ), ofreciendo una caracterización objetiva y replicable. Este enfoque fortalece la
calidad de la evidencia presentada y establece un precedente para futuras investigaciones sobre
materiales compuestos sostenibles.
En términos ambientales y sociales, la reutilización del aserrín tratado representa una vía prometedora
para reducir la demanda de agregados vírgenes, disminuir el impacto ambiental de la industria
maderera y generar soluciones constructivas de bajo costo y alta accesibilidad, especialmente en
comparación entre estudios. En ese sentido, el presente trabajo también se alinea con los principios
propuestos por Hassan et al. (2022) sobre la necesidad de diseñar estudios con métricas estandarizadas
y variables controladas para fortalecer la investigación en materiales alternativos.
Finalmente, debe destacarse que este estudio no solo se limita a reproducir hallazgos existentes, sino
que introduce una especie endémica poco estudiada (Pinus montezumae) y demuestra, con datos
empíricos, su potencial técnico cuando se somete a un protocolo de activación química doble. Esta
contribución es especialmente valiosa en el contexto latinoamericano, donde la investigación aplicada
sobre residuos locales sigue siendo escasa (Ortega et al., 2022; Fernández & Lima, 2024).
CONCLUSIONES
Los hallazgos de esta investigación permiten establecer que el aserrín de Pinus montezumae, al ser
sometido a un tratamiento químico secuencial con hidróxido de sodio (NaOH) e impregnación con
óxido de aluminio (Al₂O₃), adquiere propiedades morfológicas y físico-mecánicas adecuadas para su
integración como reemplazo parcial del agregado fino en compuestos cementantes no estructurales.
Esta mejora se traduce en un aumento del tamaño de poro, una mayor rugosidad y una cobertura
superficial modificada efectiva, todos ellos factores clave para la adherencia con la matriz cementante.
Desde el punto de vista técnico, las mezclas con hasta un 20 % de aserrín tratado demostraron un
equilibrio positivo entre ligereza, resistencia mecánica y absorción de agua, cumpliendo con los
criterios establecidos por normas ONNCCE y ASTM para aplicaciones no estructurales.
Este desempeño es comparable, e incluso superior en algunos casos, al reportado por estudios previos
con otros residuos lignocelulósicos, lo que valida tanto el protocolo de tratamiento como la especie
utilizada.
Además, este estudio aporta valor metodológico al integrar análisis SEM con procesamiento digital
cuantitativo (ImageJ), ofreciendo una caracterización objetiva y replicable. Este enfoque fortalece la
calidad de la evidencia presentada y establece un precedente para futuras investigaciones sobre
materiales compuestos sostenibles.
En términos ambientales y sociales, la reutilización del aserrín tratado representa una vía prometedora
para reducir la demanda de agregados vírgenes, disminuir el impacto ambiental de la industria
maderera y generar soluciones constructivas de bajo costo y alta accesibilidad, especialmente en
pág. 6490
contextos de vivienda social, autoconstrucción o emergencia habitacional. Sin embargo, deben
reconocerse ciertas limitaciones que condicionan la aplicabilidad inmediata del material: la falta de
ensayos de durabilidad a largo plazo, la dispersión heterogénea del Al₂O₃ observada en algunas
muestras, y la necesidad de validar el comportamiento del material bajo condiciones reales de obra.
Estas cuestiones abren nuevas líneas de investigación que deberán considerar factores como el
comportamiento térmico, acústico y frente al fuego, así como estudios de ciclo de vida (LCA) para
cuantificar el impacto ambiental global del material.
En síntesis, este trabajo no solo confirma la viabilidad técnica del aserrín tratado como componente de
mezclas cementantes, sino que establece las bases para una propuesta sostenible, replicable y
adaptable a contextos latinoamericanos. Sus resultados invitan a seguir explorando el potencial de los
residuos vegetales como materiales funcionales dentro de una industria de la construcción más
responsable.
Consideraciones finales y líneas de continuidad
Aunque los resultados obtenidos son alentadores, existen aspectos que requieren atención para validar
la aplicabilidad del material propuesto en escenarios reales de construcción.
Limitaciones del estudio
• Condiciones de laboratorio: Todos los tratamientos y ensayos fueron realizados bajo
condiciones controladas (temperatura, humedad, presión). Esto garantiza reproducibilidad, pero limita
la extrapolación a entornos variables.
• Durabilidad a largo plazo: No se incluyeron pruebas de envejecimiento acelerado, exposición
a ciclos de humedad-sequedad o agentes agresivos. Estos ensayos son fundamentales para evaluar la
vida útil real del material.
• Comportamiento térmico y acústico: No se analizaron parámetros como conductividad
térmica, aislación acústica ni resistencia al fuego, factores claves en aplicaciones habitacionales.
• Distribución del Al₂O₃: Se observó una cierta dispersión heterogénea del modificador químico
sobre el aserrín, lo que podría comprometer la uniformidad del desempeño si no se optimiza la técnica
de impregnación.
contextos de vivienda social, autoconstrucción o emergencia habitacional. Sin embargo, deben
reconocerse ciertas limitaciones que condicionan la aplicabilidad inmediata del material: la falta de
ensayos de durabilidad a largo plazo, la dispersión heterogénea del Al₂O₃ observada en algunas
muestras, y la necesidad de validar el comportamiento del material bajo condiciones reales de obra.
Estas cuestiones abren nuevas líneas de investigación que deberán considerar factores como el
comportamiento térmico, acústico y frente al fuego, así como estudios de ciclo de vida (LCA) para
cuantificar el impacto ambiental global del material.
En síntesis, este trabajo no solo confirma la viabilidad técnica del aserrín tratado como componente de
mezclas cementantes, sino que establece las bases para una propuesta sostenible, replicable y
adaptable a contextos latinoamericanos. Sus resultados invitan a seguir explorando el potencial de los
residuos vegetales como materiales funcionales dentro de una industria de la construcción más
responsable.
Consideraciones finales y líneas de continuidad
Aunque los resultados obtenidos son alentadores, existen aspectos que requieren atención para validar
la aplicabilidad del material propuesto en escenarios reales de construcción.
Limitaciones del estudio
• Condiciones de laboratorio: Todos los tratamientos y ensayos fueron realizados bajo
condiciones controladas (temperatura, humedad, presión). Esto garantiza reproducibilidad, pero limita
la extrapolación a entornos variables.
• Durabilidad a largo plazo: No se incluyeron pruebas de envejecimiento acelerado, exposición
a ciclos de humedad-sequedad o agentes agresivos. Estos ensayos son fundamentales para evaluar la
vida útil real del material.
• Comportamiento térmico y acústico: No se analizaron parámetros como conductividad
térmica, aislación acústica ni resistencia al fuego, factores claves en aplicaciones habitacionales.
• Distribución del Al₂O₃: Se observó una cierta dispersión heterogénea del modificador químico
sobre el aserrín, lo que podría comprometer la uniformidad del desempeño si no se optimiza la técnica
de impregnación.
pág. 6491
Aplicaciones técnicas potenciales
Pese a estas limitaciones, el material desarrollado presenta un alto potencial para usos concretos:
• Bloques de cerramiento no portantes, paneles divisorios y módulos ligeros prefabricados.
• Viviendas sociales y autoconstrucción rural, donde el bajo costo y la facilidad de fabricación
son prioritarios.
• Elementos constructivos móviles o de rápida instalación en contextos de emergencia o
reconstrucción post-desastre.
Estas aplicaciones se beneficiarían de un material más ligero que el concreto tradicional, con buena
trabajabilidad y costos reducidos gracias al aprovechamiento de residuos.
Recomendaciones para futuras investigaciones
• Pruebas de durabilidad: Incorporar ensayos según normas ASTM D559 (ciclos de humedad),
E119 (resistencia al fuego) y E96 (transmisión de vapor de agua).
• Análisis de ciclo de vida (LCA): Evaluar el impacto ambiental total del material, incluyendo
extracción, tratamiento, fabricación, uso y disposición final.
• Optimización del tratamiento: Experimentar con distintas concentraciones de NaOH y Al₂O₃,
así como otros óxidos (TiO₂, ZnO) o compuestos híbridos.
• Escalado industrial: Validar la viabilidad de la propuesta en entornos semiindustriales, con
mezcla por lotes, curado al aire libre y aplicación real en obra.
Proyección regional
El enfoque de este estudio —centrado en una especie endémica, una metodología replicable y un
problema regional real— representa un paso significativo hacia una construcción más responsable y
descentralizada. Su integración en políticas públicas, programas de vivienda y estrategias comunitarias
podría consolidarse mediante alianzas entre universidades, municipios y actores productivos.
Agradecimientos
Los autores agradecen a la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo y al personal técnico del
laboratorio por las facilidades otorgadas para la realización de los ensayos, así como a quienes
colaboraron en el procesamiento y análisis de los resultados experimentales.
Aplicaciones técnicas potenciales
Pese a estas limitaciones, el material desarrollado presenta un alto potencial para usos concretos:
• Bloques de cerramiento no portantes, paneles divisorios y módulos ligeros prefabricados.
• Viviendas sociales y autoconstrucción rural, donde el bajo costo y la facilidad de fabricación
son prioritarios.
• Elementos constructivos móviles o de rápida instalación en contextos de emergencia o
reconstrucción post-desastre.
Estas aplicaciones se beneficiarían de un material más ligero que el concreto tradicional, con buena
trabajabilidad y costos reducidos gracias al aprovechamiento de residuos.
Recomendaciones para futuras investigaciones
• Pruebas de durabilidad: Incorporar ensayos según normas ASTM D559 (ciclos de humedad),
E119 (resistencia al fuego) y E96 (transmisión de vapor de agua).
• Análisis de ciclo de vida (LCA): Evaluar el impacto ambiental total del material, incluyendo
extracción, tratamiento, fabricación, uso y disposición final.
• Optimización del tratamiento: Experimentar con distintas concentraciones de NaOH y Al₂O₃,
así como otros óxidos (TiO₂, ZnO) o compuestos híbridos.
• Escalado industrial: Validar la viabilidad de la propuesta en entornos semiindustriales, con
mezcla por lotes, curado al aire libre y aplicación real en obra.
Proyección regional
El enfoque de este estudio —centrado en una especie endémica, una metodología replicable y un
problema regional real— representa un paso significativo hacia una construcción más responsable y
descentralizada. Su integración en políticas públicas, programas de vivienda y estrategias comunitarias
podría consolidarse mediante alianzas entre universidades, municipios y actores productivos.
Agradecimientos
Los autores agradecen a la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo y al personal técnico del
laboratorio por las facilidades otorgadas para la realización de los ensayos, así como a quienes
colaboraron en el procesamiento y análisis de los resultados experimentales.
pág. 6492
Este trabajo fue desarrollado sin financiamiento externo, como parte de una iniciativa académica
independiente.
Declaración de no existencia de conflicto de intereses
Los autores declaran que no existe conflicto de intereses relacionado con la publicación de este
artículo. Ninguna institución, empresa o entidad ha influido en el diseño, desarrollo, análisis o
redacción del presente trabajo.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ASTM C140/C140M-22. (2022). Standard Test Methods for Sampling and Testing Concrete Masonry
Units and Related Units. ASTM International.
ASTM C518-17. (2017). Standard Test Method for Steady-State Thermal Transmission Properties by
Means of the Heat Flow Meter Apparatus. ASTM International.
https://doi.org/10.1520/C0518-17
ASTM D1037-12. (2012). Standard Test Methods for Evaluating Properties of Wood-Base Fiber and
Particle Panel Materials. ASTM International.
ASTM D559-03. (2003). Standard Test Methods for Wetting and Drying Compacted Soil-Cement
Mixtures. ASTM International.
ASTM E119-22. (2022). Standard Test Methods for Fire Tests of Building Construction and
Materials. ASTM International.
ASTM E90-09(2016). (2016). Standard Test Method for Laboratory Measurement of Airborne Sound
Transmission Loss of Building Partitions and Elements. ASTM International.
ASTM E96/E96M-16. (2016). Standard Test Methods for Water Vapor Transmission of Materials.
ASTM International.
Chowdhury, S., Alam, M. S., & Roy, P. (2023). Dual-treatment strategies for lignocellulosic residues
in eco-concrete applications. Sustainable Construction Materials Journal, 18(2), 113–126.
Farias, M., Carrillo, C., & Mendoza, P. (2023). Compatibilidad de residuos lignocelulósicos tratados
en mezclas con cemento y cal. Materiales de Construcción, 73(349), 7–18.
Fernández, J., & Lima, R. (2024). Replicabilidad metodológica en compuestos bioinspirados.
Materiales Avanzados Latinoamericanos, 14(2), 45–59.
Este trabajo fue desarrollado sin financiamiento externo, como parte de una iniciativa académica
independiente.
Declaración de no existencia de conflicto de intereses
Los autores declaran que no existe conflicto de intereses relacionado con la publicación de este
artículo. Ninguna institución, empresa o entidad ha influido en el diseño, desarrollo, análisis o
redacción del presente trabajo.
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Transmission Loss of Building Partitions and Elements. ASTM International.
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pág. 6493
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