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Con una reducción potencial del 30% en la huella de carbono, la investigación del Laboratorio de Exploración en Materiales Arquitectónicos Ambientales (LEMAA) busca la colaboración de las constructoras y proveedores para definir las necesidades del mercado, superando las barreras del bajo estándar y la falta de financiamiento en la industria del reciclaje en Chile.

La innovación en el sector de la construcción chilena avanza hacia la sostenibilidad , y en este camino, el Laboratorio de Exploración en Materiales Arquitectónicos Ambientales (LEMAA) de la USACH se ha posicionado como un actor clave. 

Conversamos con los doctores en Arquitectura Hugo Pérez Herrera, director del LEMAA; y Alexandre Carbonnel Torralbo, investigador del mismo laboratorio, sobre su trabajo pionero en la revalorización de plásticos de descarte para transformarlos en materiales constructivos de alto desempeño. El enfoque no es solo ambiental, sino también económico, buscando fomentar una industria local robusta, en sintonía con los objetivos del programa Construye2025.

Línea de investigación: de residuos a materia prima secundaria

La investigación principal del LEMAA se centra en abordar los residuos industriales, específicamente el plástico, proyectándolos como “materia prima secundaria”, en palabras de Pérez. El objetivo es dar una segunda vida útil al plástico, viendo en el mundo de la construcción un escenario óptimo, ya que los materiales de este sector “tienen que adquirir un compromiso mayor de durabilidad, de desempeño más allá de lo que puede ser una bolsa, una botella”, continúa Pérez.

El concepto que guía su metodología es el upcycling. A diferencia del downcycling (transformar un producto en otro de menor calidad) , el upcycling consiste en “tomar ese residuo y transformarlo en un producto igual o mejor al original”, explica Carbonnel, quien también señala que esto implica aplicar diseño, pero también entender las propiedades del plástico para agregar aditivos y mejorar sus cualidades según el diseño del nuevo componente constructivo. Un ejemplo de esto es la transformación de polipropileno (como el de las tapas de botellas) en un resonador acústico.

El desafío de la trazabilidad y el desempeño

El reciclaje de plásticos en la construcción presenta desafíos técnicos críticos como la durabilidad, el comportamiento estructural y la degradación. Sin embargo, el principal problema que han identificado, y en el que centran sus esfuerzos de mitigación, es la trazabilidad de los plásticos.

• Alexandre Carbonnel indica que para generar el concepto del upcycling se necesita tener “claridad sobre las características, las propiedades de los plásticos y la trazabilidad”.
• La dificultad radica en que la industria del reciclaje en Chile aún no está tan estandarizada.
• Conocer bien qué plástico se tiene, cuántas veces ha sido reciclado y cuáles son sus propiedades (trazabilidad) es fundamental para asegurar su durabilidad y evitar su degradación, por ejemplo, con el calor o la radiación ultravioleta cuando están expuestos al exterior.

El desempeño en el ambiente construido presenta desafíos específicos según la ubicación del producto:

• En exteriores (revestimientos): El reto principal es la exposición a los rayos UV y la temperatura.
• En interiores (resonadores acústicos): El gran desafío es la performance ante el fuego, y la manera de resolverlo es “cargarlo con retardantes o ver de qué manera puede responder con buen desempeño y comportamiento frente al fuego”, explica Pérez.

Hugo Pérez resume la situación en la necesidad de que los productos reciclados sean “buenos”. No es la regulación lo que limita, sino que “los productos reciclados aún tienen un bajo estándar. O les falta una certificación apropiada que de alguna manera los pueda hacer competitivos y de alto desempeño”.

Casos de estudio: productos en desarrollo

LEMAA cuenta con dos proyectos principales que están pasando de prototipo a producto actualmente: un revestimiento para exteriores y un resonador acústico para interiores.

1. Revestimiento exterior descontaminante

Este desarrollo es un revestimiento para exteriores tipo siding, como para vivienda social.

• Se fabrica con plástico reciclado, como polipropileno de botellas.
• La versión innovadora incorpora nanotecnología mediante la adición de dióxido de titanio.
• Esta nanotecnología permite que el revestimiento genere una reacción con la contaminación atmosférica a través de la radiación solar y degradando el contaminante y actuando como un purificador de aire.
• Costos:
  • La versión con nanotecnología para el efecto de descontaminación aumenta su valor al doble o al triple de un revestimiento normal.
  • Una versión más estándar, que sería simplemente un revestimiento tipo siding reciclado sin nanotecnología, “se mantiene en los valores de mercado similares a lo que podría ser un revestimiento tipo siding”, detalla Carbonnel.

2. Resonador acústico

Este es un producto para espacios interiores con foco en el confort acústico, donde el desafío principal es el comportamiento al fuego.

• Es una tecnología compuesta a base de dos elementos: una carcasa y un relleno.
• La carcasa se trabaja con un proceso de inyección, lo que es un proceso mucho más industrializado, reproducible y estandarizado. Esto hace que el costo de la unidad sea bajísimo, alrededor de $2000, una vez hecha la inversión en las matrices.
• El relleno, sin embargo, se trabaja con una tecnología que está más próxima a una artesanía, lo que hace que los procesos sean sumamente elevados y que la producción por día sea muy baja.
• Hugo Pérez explica que para el relleno, “la producción tendría que dar un salto de pasar de una artesanía a una cosa mucho más automatizada, donde se puedan controlar más las variables”.
• Mientras tanto, la carcasa se puede utilizar con aislantes existentes en el mercado.
• Este desarrollo logró el upcycling de polipropileno, como el que se encuentra en las tapas de botellas plásticas, transformándolo en un resonador acústico para espacios interiores.

El impacto ambiental y la economía circular

Desde la perspectiva de la economía circular, la integración de plásticos reciclados ofrece una ventaja comparativa significativa.

• Reducción de huella de carbono: Al utilizar materia prima secundaria (plástico reciclado), se puede reducir significativamente la huella de carbono.
• Fomento de la industria local: El uso de residuos, en lugar de importar plástico virgen, fomenta la industria local y el ecosistema de reproducción a nivel nacional.
• Capacidad instalada: Carbonnel subraya que en Chile “hay más máquinas instaladas con potencial de hacer reciclaje de lo que se hace realmente”, lo que evidencia una oportunidad de crecimiento.

Pese a que se generan cerca de 1 millón de toneladas de plástico al año , en el mercado chileno solo se recicla cerca del 12% y 13%. El potencial de crecimiento es amplio, ya que en Europa las tasas de reciclaje están alrededor del 25% o 30%.

Barreras y proyección a mediano plazo

Las barreras para la masificación no son primariamente regulatorias. Las normativas como la Ley REP y la Hoja de Ruta de Economía Circular en Chile “dan un marco de apoyo muy claro en ese sentido”, explica Carbonnel. Las barreras son más bien de mercado y de inversión.

• Alexandre Carbonnel lo ve como un problema de “mayor financiamiento y activación del ecosistema del reciclaje en la salida de producto y soluciones hacia el mercado, hacia la sociedad civil”.
• Un incentivo clave sería la implementación de “subsidios e impuestos verdes” para que las personas que ponen en el mercado productos reciclados tengan un beneficio.

Carbonnel establece una analogía con la energía renovable (como la fotovoltaica), que al principio era muy cara y actualmente es competitiva gracias a incentivos y a que se dinamizó el mercado. Él proyecta que “va a pasar lo mismo con el material de reciclado dentro de la industria, particularmente de la construcción”.

A mediano plazo, el LEMAA proyecta concretar la transferencia tecnológica de sus prototipos al mercado.

• Hugo Pérez señala que “esperamos, en el mediano plazo, generar buenos acuerdos de transferencia para la utilización y masificación de la tecnología con empresas locales”.
• Alexandre Carbonnel estima que el resonador acústico podría obtener “las certificaciones y los licenciamientos para poder comercializarlo” durante el año 2026.

Además de los proyectos principales, el laboratorio ha participado en interesantes asesorías, como el trabajo en el archipiélago de Juan Fernández con el Centro Circular Tec. En este proyecto se desarrolló un modelo para recuperar residuos de plástico y crear prototipos de anzuelos de pesca y elementos para electricidad, con el objetivo de ser utilizados directamente en la isla, como un modelo a escala local más sostenible.

Mensaje al sector de la construcción

El LEMAA busca impulsar una colaboración más profunda con el sector de la construcción, especialmente ahora con la adjudicación del fondo ANID para desarrollar el centro Cimac, que involucra a 10 laboratorios de diferentes universidades, y cerca de 8 a 10 empresas e instituciones.

El mensaje central para los líderes de la industria se enfoca en cambiar la percepción del plástico.

• Alexandre Carbonnel insta a la industria a “dejar de entender el plástico como solo eventualmente una membrana, como un fieltro, sino que entenderlo como un material que puede ser reconvertido en un revestimiento o en otros componentes de arquitectura”. El plástico es “un material bien interesante y bien versátil” , y su impacto ambiental no reside en el material en sí, sino en “cómo se usa y cómo se recicla y cómo se gestiona su vida útil a lo largo de todo su ciclo”.
• El Dr. Pérez Herrera hace un llamado específico a la colaboración desde la demanda: “el llamado para el sector de la construcción, lo que más necesitamos es levantar necesidades”. Esto aseguraría que los productos desarrollados por el laboratorio “no sean necesariamente cosas que vengan de una observación parcial, sino idealmente que del mismo sector emerjan necesidades específicas por las cuales poder aportar con el plástico y su reciclaje”.

La proyección es clara: los proyectos impulsados por el centro CIMAC y el LEMAA (www.lemaausach.cl) beneficiarán al sector con productos que tienen una huella ambiental reducida, fomentando la economía circular y la innovación en materiales constructivos en Chile.