Valorización de relaves polimetálicos para la producción de materiales cementicios y geopoliméricos aplicables en infraestructura minera bajo un modelo de economía circular

La investigación se origina en la necesidad de transformar los relaves generados por Nexa Resources en insumos de valor, bajo un enfoque de economía circular que permita reducir pasivos ambientales y generar materiales útiles para la operación minera. Estos relaves, actualmente dispuestos en depósitos, representan costos elevados, riesgos ambientales y una oportunidad desaprovechada para su aprovechamiento en nuevas aplicaciones. El problema central radica en la ausencia de evidencia científica que permita determinar si los relaves polimetálicos de Atacocha pueden emplearse como reemplazo parcial de clínker o como base para materiales geopoliméricos. Esta falta de información limita la capacidad de Nexa para implementar soluciones sostenibles que optimicen la gestión de residuos y reduzcan su impacto ambiental. Es necesario, por tanto, evaluar rigurosamente su reactividad, composición, estabilidad y desempeño técnico en aplicaciones típicas de la mina. El estudio propuesto es de tipo experimental y aplicado. Incluye la caracterización físico-química y mineralógica de los relaves, la activación alcalina y formulación de mezclas, la fabricación de prototipos y la evaluación mecánica y de durabilidad. Se avanzará en el desarrollo tecnológico desde TRL2 hasta TRL5 mediante validaciones progresivas orientadas a aplicaciones reales como shotcrete, backfill y adoquines. La hipótesis sostiene que, tras una adecuada caracterización y tratamiento, los relaves mineros de Atacocha presentan propiedades que permiten su uso como materia prima en materiales cementicios y geopoliméricos con desempeño comparable al de productos tradicionales. La variable causa es la composición y acondicionamiento de los relaves; el efecto es su capacidad para generar materiales de buena resistencia, durabilidad y bajo impacto ambiental. El objetivo general es evaluar la viabilidad técnica y ambiental de valorizar relaves polimetálicos para la producción de materiales cementicios y geopoliméricos aplicables en infraestructura minera, generando evidencia que permita su futura adopción industrial. Los objetivos específicos incluyen caracterizar los relaves, identificar formulaciones óptimas con activación alcalina o mezclas con cemento Portland, evaluar propiedades mecánicas y de durabilidad, validar prototipos a escala relevante y analizar el potencial de protección intelectual y transferencia tecnológica. El resultado más esperado es la obtención de un prototipo validado que demuestre la factibilidad técnica del uso de relaves en materiales de construcción para la mina, junto con un paquete tecnológico y un plan de uso que faciliten su transferencia. Se espera un impacto ambiental positivo al reducir el volumen de relaves dispuestos y la huella de carbono asociada a la producción de materiales, además de impactos económicos por menores costos de manejo y generación de insumos locales, y un impacto social al promover prácticas mineras más sostenibles y responsables.