Maestría en Ingeniería Mecánica · 2026

Evaluación de la ceniza de estiércol bovino como sustituto parcial del cemento en morteros para construcción civil

Este estudio evalúa la ceniza de estiércol bovino (CEB) como sustituto parcial del cemento Portland en morteros para construcción civil, con el propósito de suministrar una alternativa de uso visando a reducir el impacto ambiental asociado a la producción de cemento y aprovechar un residuo abundante en regiones ganaderas. El estiércol crudo fue recolectado, secado, tamizado y caracterizado mediante análisis termogravimétrico (TGA) y espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), con el fin de evaluar su comportamiento térmico y sus grupos funcionales constitutivos. Con base en esta información y recomendaciones de la literatura, se determinó la temperatura y tiempo de calcinación en 600 °C durante 6 horas. Después del proceso de calcinación, se tamizo la CEB empleando un tambor de tamices metálicos normalizados (ASTM International, 2023) conformado por los tamices número 2 mm, 500, 250, 125 y 63 μm, organizados de mayor a menor abertura. Se seleccionó exclusivamente la fracción que atravesó el tamiz de 63 μm con el objetivo de obtener un tamaño de partícula similar al de cemento. Posteriormente, la CEB fue caracterizada mediante espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), fluorescencia de rayos X (FRX), difracción de rayos X (DRX), microscopía electrónica de barrido (SEM) y espectroscopía por dispersión de energía (EDS), con detector acoplado al SEM. Se elaboraron morteros con sustituciones parciales de cemento por CEB, con valores de 0, 5, 10, 15, 20 y 25 %, siguiendo la norma ASTM C109, y se evaluó la resistencia a compresión a 7, 14 y 28 días de curado. Adicionalmente, se determinó la actividad puzolánica de la CEB siguiendo los lineamientos de la norma ASTM C311. El análisis estadístico mediante ANOVA factorial evidenció efectos significativos del porcentaje de CEB, la edad de curado y su interacción, indicando que la ceniza modifica el comportamiento mecánico del mortero. Las sustituciones de 5 y 10 % presentaron los mejores resultados, alcanzando resistencias comparables o superiores al control y superando el límite del Índice de Actividad Puzolánica. Los resultados demuestran que la fracción fina de CEB (<63 µm) puede emplearse como material cementante suplementario (SCM) en rangos de sustitución entre 5 y 10 %, contribuyendo a la sostenibilidad del sector y promoviendo el aprovechamiento de residuos agropecuarios locales.