pág. 478
RELAVE MINERO NO CONTAMINANTE Y
ARCILLA EN EL COMPORTAMIENTO
FÍSICO-MECÁNICO DEL LADRILLO
PORTANTE, SANTIAGO DE CHUCO, 2025
RELAVE MINERO NO CONTAMINANTE Y ARCILLA
EN EL COMPORTAMIENTO FÍSICO-MECÁNICO DEL
LADRILLO PORTANTE, SANTIAGO DE CHUCO, 2025
Esgar Reinerio Rafaile Manrique
Universidad César Vallejo, Peru
Luis Alfonso Juan Barrantes Mann
Universidad César Vallejo, Peru
pág. 478
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v10i1.22140
Relave Minero no Contaminante y Arcilla en el Comportamiento Físico-
Mecánico del Ladrillo Portante, Santiago De Chuco, 2025
Esgar Reinerio Rafaile Manrique1
erafailem@ucvvirtual.edu.pe
https://orcid.org/0000-0003-3196-5262
Universidad César Vallejo
Lima, Perú
Luis Alfonso Juan Barrantes Mann
abarrantesma@ucvvirtual.edu.pe
https://orcid.org/0000-0002-2026-0411
Universidad César Vallejo
Lima, Perú
RESUMEN
El presente artículo tuvo su origen en el estudio realizado para optar el título profesional de Ingeniero
Civil en la Universidad César Vallejo, precisando por objetivo modificar el comportamiento físico-mecánico
del ladrillo portante mediante la incorporación de relave minero no contaminante en la arcilla, Santiago de Chuco
2025. La metodología fue de tipo aplicada, de enfoque cuantitativo y de diseño experimental. La población fue
la elaboración de 500 ladrillos y la muestra tomada de 435 especímenes las cuales fueron distribuidas en 5 grupos
experimentales para los ensayos físicos y mecánicos correspondientes de resistencia a compresión, variación
dimensional, absorción y eflorescencia. Los resultados evidenciaron que los ladrillos con adición de 5 % (42.13
kg/cm²) y 10 % (50.33 kg/cm²) de relave alcanzaron las mejores resistencias, mientras que la absorción
disminuyó conforme aumentó el porcentaje de relave. Se concluye que la adición de 5% y 10% de relave minero
optimizo las propiedades físico-mecánicas sin afectar su estabilidad dimensional, consolidándose como una
alternativa técnica y ambiental viable para la construcción
Palabras clave: materiales de construcción, minería, ingeniería civil, recursos naturales, desarrollo
sostenible
1
Autor principal
Correspondencia: erafailem@ucvvirtual.edu.pe
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Non-Polluting Mining Tailings and Clay in the Physical-Mechanical
Behavior of Load-Bearing Brick, Santiago de Chuco, 2025
ABSTRACT
This article originated from a study conducted to obtain the professional degree of Civil Engineer at César Vallejo
University. Its objective was to modify the physical-mechanical behavior of load-bearing bricks by incorporating
non-polluting mine tailings into the clay, in Santiago de Chuco, 2025. The methodology was applied, quantitative,
and experimental. The population consisted of 500 bricks, and the sample comprised 435 specimens, which were
distributed into 5 experimental groups for the corresponding physical and mechanical tests of compressive
strength, dimensional variation, absorption, and efflorescence. The results showed that bricks with the addition of
5% (42.13 kg/cm²) and 10% (50.33 kg/cm²) tailings achieved the best strengths, while absorption decreased as
the percentage of tailings increased. It is concluded that the addition of 5% and 10% mining tailings optimized the
physical-mechanical properties without affecting its dimensional stability, thus establishing it as a viable technical
and environmental alternative for construction.
Keywords: construction materials, mining, civil engineering, natural resources, sustainable development
Artículo recibido: 15 de diciembre 2025
Aceptado para publicación: 22 de enero 2025
pág. 480
INTRODUCCIÓN
Desde tiempos antiguos, los ladrillos portantes constituyen un material esencial en la construcción,
principalmente por su firmeza en oposición a las fuerzas de compresión y su estabilidad ante la
humedad. Estas propiedades favorecen su uso extendido; sin embargo, la creciente demanda de este
insumo originó una extracción intensiva de arcilla, recurso no renovable cuya sobreexplotación generó
impactos ambientales considerables, tales como la degradación del paisaje, el deterioro de los
ecosistemas y la reducción progresiva de reservas naturales.
Por otro lado, el almacenamiento de relaves en depósitos especiales debido a la abundancia de material
fino, es uno de los problemas ambientales más importantes asociados con la minería. y saturado que se
acumulan, estos depósitos, si no cuentan con un plan de cierre adecuado generan riesgos de filtraciones,
deslizamientos y contaminación de fuentes de agua subterránea y superficial (Schwarz, 1998).
En la zona de La Libertad en 2025, se tuvo registro un promedio de 307 empresas mineras formalizadas,
cifra que reflejo un avance en el proceso de formalización minera Impulsado por el Ministerio de
Energía y Minas en nombre del Estado (MINEM 2025). Ver figura 1
Figura 1: Estructura de producción de oro por empresas
Nota. MINEM
En este sentido, la situación reflejó una doble problemática, por un lado, la presión creciente sobre un
recurso natural limitado como la arcilla y por otro la subutilización de residuos mineros que pueden ser
aprovechados en procesos productivos. Ante este panorama, se planteó la necesidad de explorar
alternativas que permitieran mitigar ambos impactos.
Por lo tanto, en la provincia se encontraron diversos pasivos mineros, trabajados de distintas formas ya
sean por oxidación, flotación y cianuración, la más representativa se encuentra al borde de la carretera
pág. 481
liberteña, Trujillo; Santiago de chuco (relavera Santa Catalina), de aproximadamente 800,000m3 de
pasivo minero localizada en el distrito de Shorey.
En consecuencia, resultó pertinente desarrollar una investigación aplicada que evaluó cómo la adición
de relave minero en la arcilla incidía en el comportamiento del ladrillo portante. Es así, que el análisis
permitió determinar su viabilidad técnica, a la vez que contribuyó a la valorización de pasivos mineros
y a la promoción de alternativas sostenibles dentro del sector construcción.
En el ámbito internacional, en Nigeria el autor Akanwa (2022), indico que, a nivel mundial, las áreas
forestales desaparecían rápidamente debido a actividades como la explotación humana, entre ellas la
minería, la cual avanzaba agresivamente en las zonas con vegetación.
Asimismo, Arunashantha (2020), analizó la huella ambiental de la manufactura de la arcilla, llamando
la atención sobre problemas como la erosión del suelo y la pérdida de biodiversidad, los cambios en la
calidad del agua y la transformación del uso del suelo.
De igual manera, Saha (2023), Los sistemas de drenaje natural se vieron afectados por importantes
problemas ambientales como la contaminación del suelo, el agua y el aire; el deterioro de los paisajes
agrícolas vitales para la economía local y cambios en los ciclos hidrológicos.
Por otro lado, en el ámbito nacional Araujo et al. (2022), indico que la minería fue una industria
importante que representó el 6,9 % del PIB mundial. Sin embargo, el desarrollo global promovió una
demanda acelerada, lo que resultó en la acumulación de residuos peligrosos en entornos terrestres,
marítimos y aéreos.
De igual manera, Huaranga et al. (2021), en su estudio abordó la necesidad de evaluar el impacto
ecológico que podían causar los metales pesados en suelos contaminados del territorio peruano,
considerando la existencia de numerosos depósitos de relaves distribuidos en distintas regiones del país.
Para ello, se planteó la importancia de identificar especies de plantas vasculares que actuaran como
bioindicadores de contaminación y que, además, poseyeran capacidad de fitorremediación.
Por lo tanto, el presente estudio ofreció una estrategia centrada en los relaves mineros en respuesta a
este problema ambiental y a la necesidad de sostenibilidad de los recursos, por lo que este residuo de
minería se consideró un subproducto de interés con gran potencial. Los bbjetivos de desarrollo
sostenible (ODS) 9 (Industria, innovación e infraestructura), 11 (Ciudades y comunidades sostenibles),
pág. 482
12 (Producción y consumo responsables), 13 (Acción por el clima) y 15 (Vida de ecosistemas terrestres)
se vieron favorecidos por este enfoque creativo y sostenible de la construcción.
Como consecuencia a lo expuesto se efectuó a mencionar, el Problema General:
• ¿Cómo la incorporación de relave minero no contaminante en la arcilla modificaría el
comportamiento físico-mecánico del ladrillo portante, Santiago de Chuco, 2025?
Además, la presente investigación encuentra justificación teórica la revisión de diversos estudios
previos que evidenciaban el manejo de relaves mineros debido a sus características potenciales útiles
para formularlos y obtener materiales que ofrecieran resultados óptimos en la industria de la
construcción, los cuales sirvieron como base para futuras investigaciones. Como justificación práctica,
se consideró importante modificar el comportamiento físico-mecánico del ladrillo portante mediante el
uso de relaves mineros no contaminantes en combinación con tierra arcillosa, con la finalidad de brindar
una solución técnica y viable en zonas como Santiago de Chuco, donde predominaba la producción
artesanal de ladrillos cuya calidad solía ser deficiente, especialmente en lo que compete a la respuesta
mecánica, durabilidad y estabilidad dimensional. Por otro lado, la justificación metodológica presentó
un enfoque cuantitativo experimental, considerado idóneo para comprobar cómo se alteraba el
comportamiento físico-mecánico del ladrillo portante al formular el relave minero no contaminante con
arcilla. Este enfoque permitió establecer la relación causal entre ambas variables al ser manipuladas
(porcentaje de relave y arcilla), reflejándose los resultados en el comportamiento del ladrillo (respuesta
mecánica a la compresión, densidad, absorción, contracción lineal, entre otras). En cuanto a la
justificación social, esta abordó una demanda urgente de soluciones habitacionales dignas, accesibles
y sostenibles, especialmente en regiones con altos índices de pobreza y viviendas precarias como
Santiago de Chuco y otras zonas andinas del Perú. Además, se contempló la justificación económica,
al proponerse una alternativa viable para la producción de ladrillos portantes mediante el uso de relave
minero no contaminante y arcilla. Esta opción representó un ahorro significativo en los costos de
producción frente al uso intensivo de recursos vírgenes tradicionales, ya que este subproducto se
encontraba disponible en grandes extensiones y su costo era bajo o nulo. Finalmente, la justificación
tecnológica buscó promover el desarrollo orientado al aprovechamiento de subproductos generados por
la minería, que eran acumulados en grandes extensiones y afectaban los ecosistemas circundantes. Por
pág. 483
lo tanto, esta investigación integró dichos residuos para elaborar un material con alta demanda actual,
ofreciendo una nueva perspectiva en la innovación de ladrillos portantes eso contribuiría a mejorar las
condiciones de vida de las personas de bajos ingresos.
Por consecuencia, se obtuvo como Objetivo General
• Modificar el comportamiento físico-mecánico del ladrillo portante mediante la incorporación de
relave minero no contaminante en la arcilla, Santiago de Chuco, 2025.
Mientras que por Hipótesis General
• Incorporando relave minero no contaminante en la arcilla modifica el comportamiento físico-
mecánico del ladrillo portante, Santiago de Chuco, 2025.
METODOLOGÍA
Tipo y diseño de investigación
Este estudio fue de tipo aplicada, según Tamayo (2006), el cual constituye una clasificación
metodológica que permite orientar el estudio según el propósito que se persigue, el nivel de profundidad
del conocimiento que se busca alcanzar y el tipo de datos que se analizarán.
El enfoque cuantitativo, según Hernández et al (2021), considera cuantitativo porque se realiza una
medición numérica y estadística, por lo que es fue fundamental en el análisis de datos numéricos
relacionados con las características físico-mecánicas del ladrillo portante procesados a base de relave
minero no contaminante y arcilla.
El diseño de investigación experimental, para Monjaras (2019), se explica como una estrategia global
organizada que orienta a los investigadores hacia la búsqueda de soluciones a sus preguntas o la
comprobación de sus hipótesis. Este diseño establece las estrategias y procedimientos específicos,
definiendo el tipo de estudio, la selección de muestras, las técnicas de recolección y el análisis, con la
finalidad de avalar la coherencia, confiabilidad y validez del estudio.
El nivel de la investigación explicativo, según Hernández et al. (2014), esta área explica la profundidad
y alcance con que se aborda en una problemática científica, clasificándose generalmente en
exploratorio, descriptivo y explicativo. Es así que se empleó este alcance con el fin de comprobar la
hipótesis sugerida mediante el examen de la relación de causa y efecto entre el comportamiento físico-
mecánico del ladrillo y las características de los materiales utilizados.
pág. 484
Población, muestra y muestreo
Población, según Hernández et al. (2014), nos indican que la población se compone de todos los
elementos con rasgos compartidos, que para efecto operacional la parte poblacional está conformada
por un total de 500 especímenes elaborados a base de relave minero no contaminante y arcilla.
Muestra, según Hernández eta al. (2014), precisa que es una porción representativa de la población,
para el estudio se tomo un total de 435 especímenes distribuidos en 5 grupos experimentales según el
porcentaje de remplazo de relave minero respecto al peso seco de la arcilla, cada grupo experimental
estuvo conformado por 87 unidades de ensayo, de las cuales se destinaron especímenes para las pruebas
correspondientes.
Muestreo, según Hernández et al. (2014) referencia que es el proceso de selección de un subconjunto
representativo, el cual para el estudio el muestreo fue no probabilístico de tipo intencional, debido a que
las unidades de análisis fueron seleccionadas de manera planificada según los requerimientos del diseño
experimental.
Técnicas e instrumentos de recolección de datos
Para Hernández et al. (2014), los datos experimentales del estudio son la aplicaron técnicas e
instrumentos de recolección de datos, el cual comprende procedimientos sistemáticos que el
investigador utiliza para obtener información relevante y validad sobre las variables de estudio. Es así
que, para los datos experimentales del estudio, se aplicaron técnicas de observación directa, pruebas de
laboratorio y formularios de recopilación de datos de conformidad con los protocolos descritos en las
normas técnicas peruanas (NTP).
Validez
La validez, según Hernández et al. (2014), señala que es el valor en que un instrumento mide realmente
la variable para la que ha sido diseñado, por lo tanto, primordial dentro del estudio. Esta investigación
fue verificada por el dictamen de expertos en ingeniería civil, verificando la legitimidad de los métodos
empleados en el proceso ensayos.
Confiabilidad de los instrumentos
La confiabilidad, según Hernández et al. (2014), nos dice que es el grado con el cual se proporcionan
resultados coherentes y concisos el cual se utilizan técnicas como el test-retest, que sirve para comparar
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los resultados de la misma prueba a través de métodos como el alfa de Cronbach que verifica la similitud
de las respuestas de los ítems. Por lo tanto, la confiabilidad de los resultados se garantizó mediante la
repetición de los ensayos bajo las mismas condiciones experimentales y utilizando muestras
representativas del mismo lote de producción.
Los instrumentos y equipos empleados balanzas, moldes, horno de cocción, prensa hidráulica, entre
otros fueron calibrados previamente, garantizando mediciones precisas y reproducibles. De esta manera,
los procedimientos y herramientas utilizadas demostraron validez técnica y confiabilidad estadística,
permitiendo obtener resultados confiables y representativos de las propiedades mecánicas y físicas de
los especímenes portantes fabricados a partir de residuos mineros no contaminantes.
Aspectos éticos
En el desarrollo de los aspectos éticos de este estudio se siguieron estrictamente las directrices éticas
que rigen la conducta científica. Se garantizó la transparencia a lo largo de todo el proceso de
investigación, así como el respeto por el medio ambiente, la salud pública y la integridad de los datos
recopilados. En este sentido, el Código de Ética de la Universidad César Vallejo regirá la realización
de este proyecto de investigación. El artículo 7 aborda el rigor científico, esencial en todo estudio para
garantizar la validez y fiabilidad de los resultados. Asimismo, el artículo 14 exige que todos los
resultados se publiquen y se pongan a disposición del público y la comunidad científica. Esto contribuye
a la difusión del conocimiento y facilita la labor de otros investigadores. Para asegurar la calidad del
estudio, toda la información se someterá al programa de detección de plagio Turnitin, y las citas a los
autores conforme a la norma ISO 690.
RESULTADOS
Se evidencian los resultados de la fase experimental de la investigación, donde se realizaron ensayos
para analizar el impacto de la adición de relaves mineros no contaminantes en diferentes proporciones
a la mezcla sobre las características mecánicas y físicas del ladrillo portante. Para cumplir con la calidad
y fiabilidad de los datos, cada ensayo se determinó de acuerdo con los protocolos normados.
Diseño de mezcla
En cumplimiento con la normativa E.070 "Albañilería", se realizó el diseño de mezcla para la
elaboración de ladrillos artesanales sin la inclusión de relaves estándar (0%) y con la adición de 5%,
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Cantidad
10%, 15% y 20% de relaves. Ver tabla 5
Tabla 5: Diseño de mezcla para elaboración de especímenes
Diseño de mezcla para elaboracion de ladrillos
Material
Unidad
0%
5%
10%
15%
20%
Arcilla
Kg
265.83
254.67
243.27
229.45
220.91
Relave
Kg
-
13.29
26.58
40.5
53.15
Cal
Kg
-
5.31
5.31
5.31
5.31
Agua
L
79.83
79.54
79.79
79.79
80.24
Análisis químico del relave
El análisis químico se realizo una vez realizada la neutralización con cal hidratada por lo que los
resultados indicaron que el pH neutro (7.4) confirmó la no acidez del relave, clasificándolo como no
contaminante. Ver tabla 6
Tabla 6: Resultado de ensayo de análisis químico
Analisis quimico de una muestra de sedimentos
Parametro
Unidad
V.estimado
Metodo de ensayo
Ph
-
7.4
Astm d 4972
Ensayos de absorción
De acuerdo con las normativas establecida de la NTP 331.018 y NTP 399.604, se determinó la
capacidad de absorción de los especímenes estructurales cuando están completamente saturados. Ver
tablas 7 -11
Tabla 7: Resultado de ensayo de absorción para espécimen patrón 0%
Determinacion de la absorcion en unidades patron 0%
Datos
1
2
3
4
5
Promedio
1
P. Muestra sss
(g)
3122
3125
3138
3141
3127
….
2
P. Muestras seca h
(g)
2621
2619
2625
2635
2622
….
3
Absorcion
(g)
19.10
19.32
19.54
19.20
19.26
19.285
Tabla 8: Resultado de ensayo de absorción para espécimen 5%
Determinacion de la absorcion en unidades patron 5%
1
P. Muestra sss
(g)
3142
3145
3149
3140
3142
….
2
P. Muestras seca h
(g)
2745
2741
2743
2735
2740
….
3
Absorcion
(g)
14.46
14.74
14.80
14.81
14.67
14.697
pág. 487
Tabla 9: Resultado de ensayo de absorción para espécimen 10%
Determinacion de la absorcion en unidades patron 10%
1
P. Muestra sss
(g)
3162
3168
3164
3170
3171
….
2
P. Muestras seca h
(g)
2773
2774
2782
2780
2781
….
3
Absorcion
(g)
14.03
14.20
13.73
14.03
14.02
14.003
Tabla 10: Resultado de ensayo de absorción para espécimen 15%
Determinacion de la absorcion en unidades patron 15%
1
P. Muestra sss
(g)
3171
3176
3177
3181
3182
….
2
P. Muestras seca h
(g)
2793
2794
2790
2791
2796
….
3
Absorcion
(g)
13.53
13.67
13.87
13.97
13.81
13.771
Tabla 11: Resultado de ensayo de absorción para espécimen 20%
Determinación de la absorción en unidades patrón 20%
1
P. Muestra sss
(g)
3182
3184
3186
3188
3196
….
2
P. Muestras seca h
(g)
2814
2815
2817
2819
2808
….
3
Absorción
(g)
13.08
13.11
13.10
13.09
13.82
13.238
Los resultados mostraron que la absorción disminuyó progresivamente conforme aumentó el porcentaje
de relave minero no contaminante. El ladrillo patrón (0%) presentó 19.29% de absorción, mientras que
con 5% de relave el valor se redujo a 14.70% (23.8%).
Variación dimensional
El ensayo de variación de dimensiones, realizado según la NTP 331.018, evaluó los cambios lineales
generados durante el secado y la cocción de ladrillos portantes con 0%, 5%, 10%, 15% y 20% de relave
minero no contaminante. Ver tabla 12
Tabla 12: Resultados de ensayo de variación dimensional
Variación en unidades de albañilería
Tipo de ladrillo
Largo (l) %
Ancho (a) %
Altura (a) %
L. Patrón 0%
1.75
2.17
1.1
L. Adición 5%
2.50
2.61
2.22
L. Adición 10%
2.00
3.48
3.33
L. Adición 15%
1.42
2.61
2.00
L. Adición 20%
1.50
2.52
2.22
Se observa un incremento moderado de la variación al adicionar 5% y 10% de relave minero,
principalmente en el ancho y altura, atribuible a la mayor finura del relave, que puede modificar la
pág. 488
compactación y la contracción durante el secado.
Densidad aparente
para determinar la densidad aparente se realizó conforme a los procedimientos establecidos para
unidades cerámicas. El propósito fue determinar la masa por unidad de volumen de los ladrillos
portantes elaborados con distintas proporciones de relave minero no contaminante. Ver tabla 13
Tabla 13: Resultados de ensayos de densidad aparente
Densidad aparente en unidades de ladrillos
Porcentaje de relave %
Densidad (g/cm3)
Densidad (kg/m3)
0%
1.696
1996
5%
1.709
1709
10%
1.713
1713
15%
1.719
1719
20%
1.722
1722
Los resultados muestran un incremento progresivo en la densidad aparente conforme aumenta la
sustitución de arcilla por relave minero no contaminante. El ladrillo patrón registró una densidad
promedio de 1.696 g/cm³, mientras que la mezcla con 20% de relave alcanzó 1.722 g/cm³.
Ensayo de alabeo
El ensayo de alabeo o planicidad superficial se efectuó conforme a la NTP 331.018, con el fin de
determinar las deformaciones cóncavas o convexas. Ver tabla 14
Tabla 14: Resultados de ensayos de alabeo
Alabeo en especiemenes de albañileria
% de relave
A. Superficial
A. Bordes
T. Maxima
0%
1.0
2.0
4.0
5%
1.0
2.0
4.0
10%
1.0
1.5
4.0
15%
1.0
1.5
4.0
20%
2.0
2.0
4.0
Los resultados obtenidos mostraron que todos los especímenes ensayados cumplieron con los límites
establecidos por la NTP 331.018, manteniéndose por debajo del máximo permitido de 4 mm. El alabeo
superficial varió entre 1.0 mm y 2.0 mm, mientras que en los bordes osciló entre 1.5 mm y 2.0 mm,
valores considerados muy bajos y técnicamente aceptables.
pág. 489
Ensayo de Eflorescencia
El ensayo de eflorescencia se realizó siguiendo el proceso y exigencias de las NTP 399.613, con el fin
de determinar la presencia de sales solubles. Ver tabla 15
Tabla 15:Resultados de ensayos de eflorescencia
Ensayo de eflorescencia
Muestra
Pares de
enesayo
Resultado observado
Clasificacion
Ladrillo patrón 0%
5
Ningún par presento
eflorescencia
No eflorescente
Ladrillo 5% relave
5
2 pares presentaron
eflorescencia leve
Parcialmente eflorescente
Ladrillo 10% relave
5
2 pares presentaron
eflorescencia leve
Parcialmente eflorescente
Ladrillo 15% relave
5
3 pares presentaron
eflorescencia leve
Parcialmente eflorescente
Ladrillo 20% relave
5
3 pares presentaron
eflorescencia leve
Parcialmente eflorescente
Los ladrillos patrón (sin relave) no mostraron signos de eflorescencia, lo que indica una buena
estabilidad química del material. En los ladrillos con adición de relave minero, se observó una ligera
tendencia a la eflorescencia superficial, que aumenta conforme aumenta el porcentaje de relave en la
mezcla.
Resistencia a compresión en unidades
Se realizó de acuerdo con el procedimiento establecido en las normativas ASTM C140 y la NTP
399.604 - E.070, utilizando especímenes de ladrillo artesanal elaboradas de arcilla y relave minero. Ver
tabla 16
Tabla 16: Resultados de ensayos de resistencia a compresión en unidades
Prueba estándar para la resistencia a la compresión
Tipo de ladrillo
F´b promedio
Desviación estandar
Ladrillo patrón 0%
66.3
1.1
Ladrillo 5% relave
72.1
0.7
Ladrillo 10% relave
73.3
0.7
pág. 490
Ladrillo 15% relave
68.8
0.8
Ladrillo 20% relave
64.3
0.8
Los resultados demostraron un incremento significativo en la respuesta mecánica hasta una adición de
relaves del 10%, con un valor promedio 73,3 kg/cm² superior al de un ladrillo típico (66,3 kg/cm²).
Resistencia a compresión axial en pilas
Se realizaron ensayos de respuesta mecánica en pilas de mampostería utilizando tres unidades de
ladrillos hechos a mano con arcilla y relaves mineros no contaminantes, de acuerdo con el protocolo
descrito en ASTM C1314 y NTP 399.605. Ver tabla 17
Tabla 17: Resultados de ensayos de resistencia axial en pilas
Prueba estándar para la resistencia a la compresión de pilas de albañilería
Tipo de ladrillo
F’m promedio
Ladrillo patrón 0%
42.05
Ladrillo 5% relave
47.1
Ladrillo 10% relave
50.3
Ladrillo 15% relave
47.65
Ladrillo 20% relave
45.7
Los resultados muestran un incremento progresivo en la resistencia a la compresión hasta el 10 % de
adición de relave minero, alcanzando una respuesta promedio de 50.3 kg/cm², superior en un 19.6 % al
ladrillo patrón (42.05 kg/cm²).
Resistencia a la compresión a corte diagonal en murete
La prueba de resistencia a compresión diagonal de muros de mampostería construidos con ladrillos
artesanales de arcilla y residuos mineros no contaminantes, se llevó a cabo siguiendo el protocolo
descrito en las normas ASTM E519-02 y NTP 399.621. Ver tabla 17
Tabla 17: Resultados de ensayos de resistencia a la compresión al corte diagonal en muretes
Método de prueba estándar para la resistencia a la compresión diagonal de murete
Tipo de ladrillo
V’m promedio
Ladrillo patrón 0%
8.43
Ladrillo 5% relave
9.60
Ladrillo 10% relave
10.80
Ladrillo 15% relave
9.35
Ladrillo 20% relave
8.95
pág. 491
El murete elaborado con ladrillos patrón (0%) alcanzó una resistencia promedio de 42.05 kg/cm²,
representando la base de comparación. Con la adición de 5% de relave, la respuesta mecánica aumentó
a 47.10 kg/cm², mostrando una mejora significativa del 12% respecto al patrón. Posteriormente, con
10% de relave, se obtuvo el máximo valor de resistencia promedio (50.30 kg/cm²), lo que evidencia un
aumento del 19.6% en la capacidad de carga respecto al ladrillo tradicional. Sin embargo, a partir del
15% de adición, la resistencia disminuyó a 47.65kg/cm², y con 20% de relave descendió a 45.70kg/cm²,
lo cual indica que un exceso de material mineral reduce la cohesión interna y la adherencia entre las
unidades y el aglutinante.
DISCUSIÓN
En términos generales, se observó que la mezcla de relave y arcilla modifica de manera diferenciada las
propiedades del ladrillo. En la resistencia a la compresión, los porcentajes de 5% y 10% mostraron el
mejor desempeño mecánico, superando al ladrillo patrón. Pese a ello, todos los valores obtenidos
cumplieron con los requisitos establecidos en la Norma E.070 “Albañilería”, confirmando su viabilidad
técnica.
Respecto a la absorción de agua, se evidenció una tendencia decreciente conforme aumentaba el
contenido de relave. El ladrillo patrón presentó una absorción de 19.29%, mientras que las mezclas con
5% y 20% alcanzaron 14.70% y 13.23%, respectivamente. Estos resultados se encuentran dentro de los
límites de la Norma E.070, y coinciden con estudios como los de Gómez (2022), quienes señalan que
una menor absorción mejora la resistencia a la intemperie y reduce la degradación por humedad.
En cuanto a la estabilidad dimensional, los ensayos demostraron que todos los ladrillos mantuvieron
sus medidas dentro de los parámetros permitidos, sin variaciones significativas entre tratamientos. La
incorporación del relave actuó como un relleno mineral que redujo la contracción del material durante
el secado y la cocción, permitiendo conservar la uniformidad geométrica. Este comportamiento
concuerda con investigaciones de Valdés et al. (2020), quienes destacan la capacidad de los minerales
finos para estabilizar mezclas cerámicas.
La interpretación integral de los resultados confirma que la adición controlada de relave minero
especialmente entre 5% y 10% mejora el comportamiento físico-mecánico del ladrillo portante sin
comprometer su estabilidad dimensional. Así, se valida la hipótesis de que el uso del relave es técnica
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y ambientalmente viable, pues optimiza propiedades como resistencia y absorción, permitiendo además
aprovechar un residuo minero que generalmente se destina a depósitos generadores de impacto
ambiental.
A nivel de discusión por objetivos, el objetivo principal modificar la resistencia a la compresión se
cumplió, dado que los porcentajes moderados de relave incrementaron la resistencia del ladrillo, tal
como lo sustentan Rodríguez (2020) y Valdés et al. (2020), quienes mencionan que los materiales de
granulometría fina fortalecen la compactación interna. El segundo objetivo alterar la absorción de agua
también se logró, pues el relave actuó como un agente de sellado que redujo la porosidad, reforzando
la durabilidad. El tercer objetivo evaluar la estabilidad dimensional evidenció que el relave no genera
deformaciones ni variaciones perjudiciales en las dimensiones del ladrillo, manteniéndose dentro de los
márgenes normativos.
Finalmente, desde una perspectiva de sostenibilidad, la propuesta contribuye directamente a los ODS
9, 11 y 12. En el ámbito del ODS 9, el estudio fomenta innovación en la industria de materiales al
emplear relave como insumo alternativo, reduciendo la extracción de arcilla. Para el ODS 11, se
evidencia que los ladrillos con relave cumplen con los estándares técnicos, aportando a edificaciones
más sostenibles y resilientes. Asimismo, en relación con el ODS 12, se promueve una producción
responsable mediante la valorización de residuos mineros, alineándose con los principios de economía
circular.
CONCLUSION
Los resultados obtenidos permitieron cumplir con los objetivos planteados y validar la hipótesis general
del estudio, demostrando que el uso del relave minero no contaminante en la fabricación de ladrillos
portantes es técnica y ambientalmente viable, siempre que se mantengan proporciones controladas de
adición.
Conclusión 1: Se concluyó que la respuesta mecánica a la compresión del ladrillo portante mejoró
significativamente con la adición de relave minero no contaminante en porcentajes del 5% y 10%,
superando los valores obtenidos por el ladrillo patrón. Este incremento se debió a la densificación
interna generada por las partículas finas del relave, que redujeron la porosidad y mejoraron la cohesión
del material.
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Conclusión 2: Se determinó que la absorción de agua disminuyó conforme aumentó la proporción de
relave en la mezcla, alcanzando su punto más bajo con un 10% de adición. Este comportamiento se
explicó por la función de los finos minerales del relave, que sellaron los poros capilares y redujeron la
permeabilidad del ladrillo.
Conclusión 3: Se evidenció que la incorporación de relave minero no contaminante no afectó
significativamente la estabilidad dimensional del ladrillo portante. Las variaciones en largo, ancho y
alto permanecieron dentro de los márgenes normativos, lo que permitió concluir que el material
conserva su geometría durante los procesos de secado y cocción. Esto confirma que el relave puede
integrarse sin comprometer las dimensiones finales del producto.
Conclusión general: En conjunto, se concluyó que la integración de relave minero no contaminante en
proporciones del 5% al 10% mejoró las propiedades físico-mecánicas del ladrillo portante sin alterar su
estabilidad dimensional. El material desarrollado cumplió con los requisitos técnicos establecidos en
las normas técnicas peruanas.
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