Tratamiento de los residuos de construcción para su reutilización en bloques de hormigón

Tratamiento de los residuos de construcción para su reutilización en bloques de hormigón Treatment of construction waste for reuse in concrete blocks

Gutarra Q, Richard. Quispealaya V, Jesús. Valenzuela T, Jhon Universidad Continental facultad de Ingeniería., Escuela Académica Profesional de Ingeniería Electrónica Universidad Continental facultad de Ingeniería., Escuela Académica Profesional de Ingeniería Civil Universidad Continental facultad de Ingeniería., Escuela Académica Profesional de Ingeniería Mecánica Av. San Carlos 1980. Urb. San Antonio - Huancayo, Junín 71451763@CONTINENTAL.EDU.PE

Resumen En el Perú el sector de la construcción ha tenido un gran crecimiento en el último periodo de tiempo. El área de la construcción de obras públicas y privadas es una de las actividades económicas más rentables y generadoras del desarrollo en nuestro país. Estas actividades incluyen la demolición. Como consecuencia de ambas se producen residuos y escombros. Debido a este crecimiento que ha tenido la industria de la construcción son considerados un problema ambiental y social para las ciudades, pues hay una gran ausencia de gestión, control y correctivos desde las políticas públicas, además de poca educación y sensibilización a los constructores en cuanto al control de generación, tratamiento y disposición de los residuos al dedicarse a esa actividad. En el presente documento se pretende realizar un análisis bibliográfico sobre el tema de los Residuos de la Construcción y la Demolición (RCD), comparando estadísticamente en ciertos periodos de tiempo (años) y tratado temas como gestión de residuos, los efectos sobre el medio ambiente, recomendaciones para una buena gestión, específicamente en Perú.

Abstract In Peru the construction sector has had a great growth in the last period of time. The area of construction of public and private works is one of the most profitable and development-generating economic activities in our country. These activities include demolition. As a result of both waste and debris are produced. Due to this growth that the construction industry has had, they are considered an environmental and social problem for the cities, since there is a great absence of management, control and corrections from public policies, as well as little education and sensitization to the builders regarding to the control of generation, treatment and disposal of waste by engaging in that activity. This document intends to carry out a bibliographic analysis on the topic of Construction and Demolition Waste, comparing statistically in certain periods of time (years) and dealing with issues such as waste management, effects on the environment, Recommendations for good management, specifically in Peru.

Palabras clave / key words: Construcción, Demolición, Residuos Construction, Demolition, Waste

Introducción SDA, Resolución 239 afirma que “los residuos de construcción y demolición (RCD) son materiales de desecho, generados en las actividades de construcción, demolición y reforma, de edificaciones, obra civil y espacio público. Estos son considerados inertes -no peligrosos- y poseen alta susceptibilidad de ser aprovechados mediante transformación y reincorporación como materia prima de agregados en la fabricación de nuevos productos.

Actualmente, se producen en Bogotá, cerca de 15 millones de ton/año de RCD”, algo como 2000 kg.hab/año, una cifra alarmante, situándose incluso por encima de grandes urbes en el mundo y convirtiéndose en uno de los principales problemas que impactan el ambiente de la ciudad. De acuerdo a lo anterior, el Distrito ha encaminado esfuerzos y recursos con el ánimo de mejorar la gestión de RCD, incorporando normas y regulaciones, aunque con importantes carencias y limitaciones, las cuales, si no se resuelven en el corto plazo, el proceso encaminado a mejorar la sostenibilidad del sector se interrumpe y las medidas tomadas hasta el momento se vuelven ineficaces (Castaño,2013,

p.122).

G. Cárcamo. manifiesta que la “industria de la construcción es uno de los sectores más importantes y estratégicos para el desarrollo”.

IDEAM (ed.). afirma ”En Colombia la misma ha tenido un adelanto acelerado en los últimos años lo que lleva al consumo desmedido de recursos para la construcción, teniendo como consecuencia una gran producción de residuos sólidos (escombros particularmente), los cuales tienen una gestión descontrolada tanto en Colombia como en la mayoría de los países en desarrollo” .G. Serrano, y S. Ferreira S. confirma “A pesar de que el decreto 357 de 1997 regula el manejo, transporte y disposición final de escombros y materiales de construcción, es muy frecuente observar la disposición no adecuada de un alto volumen de los materiales en lugares inapropiados, cerca del sitio de generación o en vertederos no controlados. La falta de gestión y disposición de la materia les está asociada a los grandes volúmenes generados, a los altos costos de transporte y al gran espacio requerido para su disposición” (Mejía, 2013, p.

árido reciclado proveniente de demoliciones de pavimentos y verificar el grado de cumplimiento de las normativas actuales que rigen la elaboración de estos elementos de construcción.

Se analizaron las características físicas y granulométricas del árido constituyente de la mezcla, y se dosificó el cemento y áridos de los hormigones de prueba de acuerdo al método Faury-Joisel. Los áridos estudiados mostraron diferencias en las densidades, siendo menores las del material reciclado, pero siempre dentro de los márgenes establecidos en la normativa. Los ensayos a la compresión efectuados a bloques de hormigón confeccionados con material reciclado muestran resistencias inferiores en un 15% a los confeccionados con áridos naturales. Sin embargo, ambos elementos cumplieron con los parámetros establecidos en la normativa vigente para la resistencia mecánica a la compresión, la absorción de máxima de agua y el contenido de humedad (Valdés, 2007, p. 81).

El objetivo de esta investigación es contribuir en la producción de bloques de hormigón para muros de albañilería mediante el aprovechamiento de áridos provenientes del reciclaje de residuos de la construcción civil. Los estudios preliminares tuvieron inicio con la definición de los parámetros de mezcla para los materiales convencionales (tradicionalmente utilizados en la construcción de bloques de hormigón), donde se emplearon probetas cilíndricas (100x200 mm), moldeadas con la ayuda de una mesa vibratoria. Cumplidas estas definiciones, se estableció un rango granulométrico a partir de las composiciones de mejores resultados, donde se buscó ajustar la granulometría de los áridos reciclados.

Concluidos los estudios preliminares, se moldearon los bloques de hormigón con dimensiones (100x190x390 mm). Los estudios presentan como resultado el comportamiento relativo a la humedad de moldeado, masa específica, absorción de agua y resistencia a la compresión, frente a las variaciones en el porcentual del material reciclado en la composición del árido total. Por lo general, los resultados señalan las potencialidades del árido reciclado para su utilización en la producción de bloques de hormigón o de cualquier elemento pre moldeado (Sousa, 2003, p. 59).

106).

Marco Teórico Objetivos El principal objetivo que tiene este artículo es mostrar una técnica para la confección de bloques prefabricados de hormigón utilizando

El sector de la construcción ha crecido de forma exponencial en las últimas décadas, y con él, la producción de residuos de construcción y demolición. Para dar una idea de la importancia de la generación de estos residuos cabe

mencionar que el II Plan Nacional Integrado de Residuos (en adelante PNIR) (2008) (10) estima en 2 kg de residuos generados por habitante y día en España como media en los últimos años, lo que representa una magnitud de producción escalofriante (Morán del Pozo J. M., 2011, p.

90).

Erik K. y Niels J. Llegaron a concluir que La necesidad de reciclaje de los residuos de construcción no solamente concierne a las comunidades más industrializadas, sino también a una demanda global con diferentes prioridades.

Muchos países, que van desde los más industrializados como Holanda o Dinamarca, a otros en vías de desarrollo como Bangladesh, experimentan el ahorro de recursos naturales.

También países en expansión como Kuwait se han dado cuenta de sus demandas para comenzar a aplicar técnicas de reciclaje. En este país en concreto, tras la ocupación de 1990-91, se da una especial demanda de tratamiento y reciclaje de grandes cantidades de residuos de la construcción. Esta demanda de reciclaje de materiales es común en todos los lugares donde los edificios e instalaciones han sido dañados a causa de guerras, terremotos u otros accidentes o desastres naturales (Niels, 1990, p. 2).

Erik K. y Niels J. Desde un punto de vista puramente económico, el reciclaje de residuos de construcción resulta solamente atractivo cuando el producto reciclado es competitivo con las materias primas en relación al costo y calidad.

Los materiales reciclados serán normalmente competitivos donde exista falta de materias primas y lugares de vertido adecuados. Con el uso de los materiales reciclados, se pueden obtener grandes ahorros en el transporte de residuos de la construcción y materias primas.

Esto se nota especialmente en el desarrollo urbano o en los proyectos de reconstrucción donde se reúnen la demolición y la nueva construcción, y donde es posible reciclar una gran cantidad de residuos de la construcción en el mismo lugar de trabajo o en las proximidades

Materiales y métodos Es necesario incluir este estudio en los proyectos de obra ya que “Debemos entender, que este estudio es una estimación de los residuos que se van a producir en la obra y su pretensión, es ser una herramienta para incorporar la gestión de los residuos desde el inicio del proyecto para acercarse a la sostenibilidad de la actividad constructiva, estimando los medios y los costes necesarios para llevarla a cabo, aunque se asuma la necesidad posterior de adaptar el proceso de gestión de residuos, a las circunstancias reales de cada obra” (Morán del Pozo J. M., 2011, p.

91).

El material cementicio utilizado correspondió a un cemento de alta resistencia inicial elaborado sobre la base de clinker, escoria básica granulada de alto horno y yeso. De acuerdo a la NCh 148 of.68, se clasifica según su composición y resistencia como cemento Portland siderúrgico, grado alta resistencia. Según la norma ASTM C595 (USA), se clasifica como Slag Modified Portland Cement. Según la Norma BS EN 1971:2000, notación II/A-S. Las características técnicas del cemento utilizado.

El árido natural utilizado, fino y grueso, corresponde a un material procesado, obtenido de lechos y ribera de cauces naturales, compuestos principalmente por partículas de dolomita, basalto, dacitas, andesitas, riolitas, arenisca, cuarzo y cuarcita (Moreno et al.1985). El tamaño máximo nominal del árido grueso utilizado en este estudio fue de 12.5 mm.

Un estudio realizado por Nordisk Rad y Nordisk Ministerrad (1990), concluyo que La limitación y reciclaje de los residuos está considerada como la tecnología más limpia y amiga de los recursos naturales que es uno de los fines del plan de acción nórdico presentado por el Consejo Nórdico en el informe Naciones Unidas 1990

El árido reciclado utilizado en este trabajo se obtuvo de residuos de estructuras hormigón, principalmente de demoliciones de pavimentos, situadas en un botadero en ribera del río Cautín, IX región de Chile. Las estructuras de hormigón desechadas fueron pre trituradas en laboratorio con un martillo neumático con la finalidad de disminuir su tamaño a trozos de 10”, posteriormente los trozos de hormigón se procesaron en una planta chancadora y se seleccionaron por medio de tamices, obteniéndose un material de tamaño máximo nominal de 3”, los cuales fueron seleccionados en 12,5 mm, tamaño máximo utilizado en este estudio. Se consideró solo la fracción gruesa del árido reciclado dentro de la mezcla utilizada. Las características granulométricas y propiedades físicas del árido grueso reciclado utilizado

(Nordisk Rad., 1990, p. 190).

(Valdés G. A., 2007, p. 82).

(Niels, 1990, p. 3).

Resultados Tabla 1 Composición Porcentual de los componentes de Escombros - 2007 Material Porcentaje(%) Ladrillos, azulejos y otros cerámicos 54 Hormigón 12 Piedra 5 Arena, grava y otros áridos 4 Madera 4 Vidrio 0.5 Plásticos 1.5 Metales 2.5 Asfalto 5 Yeso 0.2 Papel 0.3 Basura 7 Otros 4

Nota: Resultado de la composición de los componentes de escombros del periodo 2007 – encuesta (INEI).

Figura 2. Composición porcentual de los componentes de escombros periodo 2010.

Tabla 3

Figura 1. Composición porcentual de los componentes de escombros periodo 2007.

Composición Porcentual de los componentes de Escombros - 2014 Material Porcentaje(%) Ladrillos, azulejos y otros cerámicos 61 Hormigón 18 Piedra 8.8 Arena, grava y otros áridos 7 Madera 7 Vidrio 1.5 Plásticos 2.9 Metales 4.6 Asfalto 8 Yeso 0.7 Papel 1 Basura 11 Otros 6

Nota: Resultado de la composición de los componentes de escombros del periodo 2014 – encuesta (INEI).

Tabla 2 Composición Porcentual de los componentes de Escombros - 2010 Material Porcentaje(%) Ladrillos, azulejos y otros cerámicos 58 Hormigón 14 Piedra 6 Arena, grava y otros áridos 5 Madera 5 Vidrio 0.5 Plásticos 2.5 Metales 3.8 Asfalto 6 Yeso 0.5 Papel 0.8 Basura 9 Otros 5

Nota: Resultado de la composición de los componentes de escombros del periodo 2010 – encuesta (INEI).

Figura 3. Composición porcentual de los componentes de escombros periodo 2014.

Tabla 4 Composición Porcentual de los componentes de Escombros - 2018 Material Porcentaje(%) Ladrillos, azulejos y otros cerámicos 65 Hormigón 15 Piedra 11.5 Arena, grava y otros áridos 9 Madera 8.5 Vidrio 2 Plásticos 4 Metales 5.5 Asfalto 8 Yeso 1 Papel 2.2 Basura 13 Otros 8

Nota: Resultado de la composición de los componentes de escombros del periodo 2010 – encuesta (INEI).

Figura 4. Composición porcentual de los componentes de escombros periodo 2018.

Figura 5. Resultado de la composición de los componentes de escombros del periodo 2007 – 2018 encuesta (INEI).

Discusión Existen dificultades en la implementación de gestión de RCD: Entre las principales dificultades presentadas para la implementación de gestión de RCD se encuentran: Los altos costos iniciales, dentro de los cuales se incluyen, por ejemplo, los cursos de formación. Éstos constituyen el primer paso, son el soporte de la implementación y la compra del material necesario para la implementación de la gestión en el sitio (Tam, 2002); la falta de experiencia empírica sobre los métodos para soportar el desarrollo de la guía práctica del plan de gestión y la falta de conocimiento de métodos de gestión efectivos (Mejía E. G., 20013); el desinterés del personal involucrado en la estrategia, falta de compromiso desde la cabeza de la organización para exigir a sus empleados el correcto uso y desarrollo del plan de implementación; y por último la poca o nula coordinación que normalmente existe entre el gobierno, la industria y el comercio, que involucran, por ejemplo, la nula financiación de

iniciativas de implementación, falta de promoción de medidas de minimización de residuos, bajas tasas de disposición en escombreras (K.Y. Chan, 2001).

A pesar de existir una normativa peruana sobre la gestión de los RCD, es evidente la debilidad en la gestión de ofrecer la disposición final en vertederos o rellenos sanitarios controlados como única opción para su manejo. Una de las principales premisas del ciclo es evitar generar los residuos, pero en el caso de los RCD, muchas veces resulta imposible evitarlos debido al constante crecimiento que se reporta en el sector de la construcción. Por tanto, debe pensarse en soluciones que involucren muchas más acciones que la simple disposición final en rellenos. Se sabe que los RCD constituyen un gran porcentaje de los residuos totales generados en nuestras ciudades. En los últimos años se trabaja en encontrar formas mediante las cuales esos residuos puedan ser reutilizados y reciclados, de manera que se reduzca la cantidad producida de RCD. En los estudios realizados se ha buscado determinar la composición química y mineralógica de los RCD. Ello permitiría

conocer algunas propiedades útiles de estos materiales, según la composición, de manera que puedan ser usados en la producción de nuevos materiales. Los RCD dejarían de ser residuos y pasarían a convertirse en materia prima.

Se ha tenido siempre la percepción errada de que los RCD son residuos inertes, lo cual ha hecho que sean dispuestos sin un control estricto en las instalaciones de disposición. Gracias a estudios recientes se ha concluido que estos materiales en su disposición pueden ser biodegradados. Los elementos que los constituyen y el contacto con las condiciones ambientales causan contaminación a los suelos, las aguas superficiales y subterráneas, e incluso al aire, por los gases producidos. Todo esto hace que los RCD deban tener más atención en la gestión y disposición, con separaciones desde la fuente de generación y adecuación de una mejor manera de disposición final.

Referencias Castaño, J. O. (2013). Castaño, J. O., Misle Rodríguez, R.Gestión de residuos de construcción y demolición (RCD) en Bogotá: perspectivas y limitantes,Tecnura, 17(38), 122.

K.Y. Chan, D. L. (2001). A study of the implementation of ISO 14001 environmental management systems in Hong Kong. Environ. Plan. Manag, 44(5),589-601.

Mejía, E. G. (2013). Mejía, E., Giraldo, JResiduos de construcción y demolición Revisión sobre su composición, impactos y gestión. CINTEX, 18, 105-130.

Morán del Pozo, J. J. (2011). Morán del Pozo, J., Juan Valdés, A., Aguado, P.Estado actual de la gestión de residuos de construcción y demolición: limitaciones. Informes de la Construcción, 63(521), 89-95.

Morán del Pozo, J. M. (2011). Estado actual de la gestión de residuos de construcción y demolición: limitaciones. Informes de la Construcción 63(521), 89-95.

Niels, E. K. (1990). Producción de residuos de construcción y reciclaje. Ciudades para un futuro más sostenible, 13 (8), 2-3.

Nordisk Rad., N. M. (1990). Nordic action-plan for cleaner technolgy. waste and reuse, p.190.

Sousa, J. G., Bauer, E, y Sposto, R. M. (2003).

Recycled construction debris as an aggregates. Production of concrete blocks. Materiales de Construcción, 53(272),59-70.

Tam, L. Y. (2002). Implementation of environmental management in the Hong Kong construction industry. Int. J. Proj. Manag, 20(7), 535-543.

Valdés, G. A. (2007). Propiedades Físicas y Mecánicanicas de bloques de hormigon compoestos con aridos reciclados. información tecnológica, 18(3), 81-88.