Propuesta de agregado reciclado para la elaboración de concreto estructural con f’c=280 kg/cm2 (resistencia de comprensión) en estructuras aporticadas en la ciudad de Lima para reducir la contaminación ambiental:
Autor:
Bazalar La Puerta, Luis Ricardo; Cadenillas Calderón, Miguel Antonio Jesús
Universidad
Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)
Consideraciones sobre el diseño de mezcla y ejecución en obra de
concreto con agregado grueso de concreto reciclado
El concreto con agregado de concreto reciclado se realiza a base de
diferentes diseños de mezcla, con trabajos de ingeniería y por esta condición
están sujetos a cambios constantes en la relación agua-cemento y también en el
porcentaje de agregados con el fin de optimizarlo.
Para la elaboración del concreto de agregado reciclado se debe tener en
cuenta que este 46 proceso implica el diseño, elaboración, colocación, curado y
protección, de los cuales depende si este concreto satisface los requisitos de
comportamiento bajo las condiciones particulares de su uso. Esto conlleva a investigar en la elaboración
de un concreto reciclado que cumpla con todas las especificaciones mencionadas
y que, además, se incorporen nuevos materiales que mejoren las propiedades de
dicho elemento.
1.8.1 Dosificación
Para la dosificación del concreto con agregado grueso reciclado, en
principio se pueden emplear los métodos convencionales de dosificación, aunque
se han desarrollado algunas experiencias específicas respecto a la utilización
de agregados de concreto reciclado.
1.8.1.1 Contenido de agua
Para determinar el contenido de agua de la dosificación de concreto con
agregado grueso de concreto reciclado, hay que tener en cuenta que la absorción
de agua es mucho mayor en los agregados de concreto reciclado que en los
convencionales, debido entre otros factores, al mortero adherido a los
agregados originales. Para asumir este incremento en la demanda de agua se
puede restaurar el agregado o incrementar el agua de mezclado; también es
posible corregir este efecto mediante la utilización de aditivos.
1.8.1.2 Contenido de cemento
En principio, los tipos de cemento utilizados serán los mismos que se
emplearían en un concreto convencional para las mismas prestaciones. Debido a
la menor calidad del agregado de concreto reciclado, para mantener la misma
resistencia y consistencia, el concreto con agregado grueso de concreto
reciclado necesitará un mayor contenido de cemento en su dosificación.
1.8.1.3 Relación agua/cemento
Como punto de partida, para un porcentaje de agregado de concreto
reciclado reducido se puede considerar inicialmente que la relación
agua/cemento necesaria para alcanzar una categoría resistente será la misma
para el concreto convencional y el concreto con agregado grueso de concreto
reciclado; aunque en la práctica, para sustituciones por encima del 50%, se
deberá ajustar la relación agua/cemento en el concreto preparado con agregados
de concreto reciclado mediante los ensayos correspondientes. En general, para
una misma resistencia, y sustitución total, la relación agua/cemento necesaria
en el concreto con agregado grueso de concreto reciclado es menor que la del
concreto convencional.
Por otro lado, las relaciones agua-cemento especificadas en la tabla 14
se calculan usando el peso del cemento que cumpla con la NTP 334.009, 334.082 y
334.090, más el peso de las cenizas volantes y otras puzolanas que cumplan con
la NTP 334.104, el peso de la escoria que cumpla con la norma ASTM C 989 y la
microsílice que cumpla con la NTP 334.087 si las hay (Norma E.060 Concreto
Armado, 2009).
Referencias:
Item Type, & Thesis, I.-R. (s/f). Propuesta
de agregado reciclado para la elaboración de concreto estructural con f’c=280
kg/cm2 en estructuras aporticadas en la ciudad de Lima para reducir la
contaminación ambiental. Edu.pe. Recuperado el 6 de septiembre de
2023, de https://repositorioacademico.upc.edu.pe/bitstream/handle/10757/628103/Bazalar_LPL.pdf?sequence=3&isAllowed=y
Evaluación de los impactos medioambientales de los proyectos de
construcción:
Autores:
Adnan Enshassi , Bernd Kochendoerfer, Ehsan Rizq
·
Islamic
University of Gaza. PALESTINE
·
Technical
University of Berlin. GERMANY
El
impacto de la construcción en el medioambiente
Cualquier proyecto de
desarrollo para mejorar la calidad de vida conlleva impactos positivos y
negativos. Los proyectos de desarrollo deberían planificarse de manera que
produzcan la mayor cantidad de impactos positivos y un mínimo de impactos
negativos sobre el medioambiente (Kaur y Arora, 2012). La predicción de los
impactos medioambientales causados por la construcción en las primeras etapas
del proyecto puede conducir al mejoramiento del comportamiento medioambiental
de los proyectos y obras de construcción (Gangolells et al., 2011).
Se espera que la construcción produzca daños en el frágil medioambiente debido
a los impactos adversos de la construcción, entre los que se encuentran el
agotamiento de los recursos, pérdida de la diversidad biológica debido a la
extracción de materias primas, vertido de residuos, menor productividad
laboral, efectos adversos para la salud humana debido a la mala calidad del
aire interior, calentamiento global, lluvia ácida y esmog causado por las
emisiones generadas por la fabricación de productos para la construcción y el
transporte que consume energía (Lippiatt, 1999). Los impactos medioambientales
están clasificados en tres categorías: impactos sobre los ecosistemas, sobre
los recursos naturales y sobre la comunidad (Li et al., 2010;
Chang et al., 2011; y Zolfagharian et al., 2012).
3.1
El impacto sobre el ecosistema
Teniendo en cuenta el
gran número de proyectos de construcción en curso, el impacto sobre el
ecosistema se ha convertido un asunto de importancia (Zolfagharian, 2012). Los
impactos adversos para el medioambiente son: desechos, ruido, polvo, residuos
sólidos, generación de tóxicos, contaminación del aire y del agua, malos
olores, cambio climático, uso del suelo, operaciones con remoción de la
vegetación y emisiones peligrosas. Las emisiones al aire son generadas por los
gases de los escapes de los vehículos y el polvo durante la etapa de
construcción (Kaur y Arors, 2012). Estas emisiones contienen CO2, NO2 y SO2
(Kaur y Arors, 2012; Li et al., 2010; Pittet y Kotak, 2012).
Las emisiones de ruidos son generadas por los diversos equipos, compresores de
aire y vehículos. Los equipos para la construcción y otras fuentes generan
ruidos en el rango de los 70 a 120 DB en los alrededores de la obra (Kaur y
Arors, 2012). Los residuos son generados por las actividades de la
construcción, campamentos, plantas de tratamiento de residuos u otras fuentes.
Los residuos sólidos generados durante la fase operacional se clasifican como:
biodegradables, reciclables, inertes/reciclables y peligrosos. Del total de
residuos generados, el 50% debería ser biodegradable, el 20% reciclable, el 30%
inerte y se asume que una pequeña cantidad (0,3%) es peligrosa (Kaur y Arora,
2012).
Las aguas residuales
son generadas por las actividades constructivas, alcantarillado, actividades
comerciales y otras fuentes (Kaur y Arora, 2012).
3.2 Recursos
naturales
Durante un proceso
constructivo normal se usan diversos recursos naturales tales como energía,
suelo, materiales y agua (Shen et al., 2005). Además, la
operación de los equipos consume gran cantidad de recursos naturales, como
electricidad y/o combustible diésel. El sector de la construcción es
responsable de consumir un gran volumen de recursos naturales y de generar una
gran cantidad de contaminantes como resultado del consumo de energía durante la
extracción y transporte de la materia prima (Li et al., 2010;
y Morel et al., 2001). Este sector genera importantes impactos
medioambientales adversos en todo el mundo, contribuye con cerca de la mitad
del consumo energético total de los países de altos ingresos y es el
responsable de un gran porcentaje de las emisiones de gases de efecto
invernadero, también en los países en vías de desarrollo (Stern et al., 2006;
Asif et al., 2007; Cole, 1 999; y Emmanuel, 2004). Algunas de
las estadísticas disponibles indican que la construcción y operación de las
edificaciones son responsables de un 12-16 % del consumo de agua; un 25% de la
madera cosechada; un 30-40 % del consumo energético; un 40% de los materiales
vírgenes extraídos y un 20-30% de las emisiones de gases de efecto invernadero
(Macozoma, 2012).
3.3 Impacto
en la comunidad o impacto social
La mayoría de los
proyectos de construcción se ubican en una zona altamente poblada. Por lo
tanto, las personas que viven en las cercanías de los sitios en construcción
están expuestos a efectos dañinos para su salud como polvo, vibraciones y ruido
causados por cierto tipo de actividades constructivas como excavaciones e hinca
de pilotes (Li et al., 2010). Durante la fase de construcción,
el polvo y el ruido son los principales factores que afectan la salud humana
(Tam et al., 2004). Li et al. (2010) y Zolfaghrian et
al. (2012) realizaron una investigación sobre los impactos
medioambientales de la construcción en los Estados Unidos de Norteamérica y
clasificaron los tipos de impactos en tres categorías: ecosistemas, recursos
naturales e impacto social.
Li et al. (2010)
establecieron que los daños a la salud corresponden al 27% del impacto total,
que es menor que el daño al ecosistema (65%), pero muy lejano al agotamiento de
los recursos (8%), lo que justifica la necesidad de realizar evaluaciones de
los daños a la salud. Zolfaghrian et al. (2012) confirmaron
que los recursos de transporte, contaminación por ruido y generación de polvo
con la maquinaria son los impactos ambientales más riesgosos en las obras. De
los tres tipos de impactos ambientales, los 'impactos al ecosistema' producen
el mayor impacto sobre el medioambiente (67.5%). El "impacto en los
recursos naturales" es responsable del 21% del total de impactos, mientras
que el "impacto social" es sólo un 11.5% del total. La Tabla 1 muestra la lista de los impactos
medioambientales seleccionados de los proyectos de construcción tomados de
estudios anteriores.
Tabla 1. Impactos
medioambientales de los proyectos de construcción
Tabla 7. Impactos
medioambientales de Ia construcción
Impacto
medioambiental provocado por la construcción Efectos sobre el ecosistema
los encuestados
clasificaron a la "generación de polvo" en el primer lugar con un
IIR= 0,865. Esto significa que el polvo es el impacto más importante que afecta
al medioambiente en la Franja de Gaza. Existen tres tipos de polvo:
Polvo
producido por los vehículos: la
entrada y salida de vehículos de la obra es una tarea muy importante, que
genera una gran cantidad de contaminantes. El transporte de los materiales al
lugar de la obra provoca mucho polvo o material particulado. Las ruedas de los
vehículos contienen gran cantidad de material particulado suspendido, tales
como polvo, arena, arcilla y cemento. Estas materias quedan suspendidas en el
aire, suelo y agua. Además, los vehículos transportan este material particulado
fuera de la obra, lo que implica que no sólo se pueden enfermar los trabajadores
sino también la comunidad.
Polvo
provocado por las actividades de la construcción: La mayoría de las actividades de la
construcción como excavaciones, rellenos, movimientos de tierra, blanqueo,
pintura, azulejado, mezcla de hormigón y trabajos de acabado provocan un efecto
adverso sobre el entorno, pues generan una gran cantidad de material
particulado.
Polvo
provocado por los materiales de la construcción: Estos materiales son cemento, áridos, arena,
arcilla, cal, madera y carbonato de calcio. La fabricación de estos materiales
provoca una exposición cautiva a esas emisiones. Esto significa que los
trabajadores, administradores de fábricas y vecinos de esas industrias son los
más perjudicados. Además, los trabajadores que laboran en la obra y emplean
esos materiales tienen una alta exposición al polvo emitido por ellos.
Diariamente, existe
una gran cantidad de personas, que están expuestas y deben respirar ese polvo:
trabajadores, vecinos y quienes usan las rutas próximas a las obras en
construcción. Los encuestados de Gaza sabían que estos contaminantes son
peligrosos, graves, y que producen efectos adversos en la comunidad y en el
entorno. El riesgo de exposición al polvo provocado por los vehículos,
actividades de la construcción, fabricación o entrega de los materiales de
construcción se debe a que producen problemas de salud, especialmente para
quienes sufren problemas respiratorios, provoca la degradación del entorno,
contaminación del aire, suelo y agua, nubla la visión, daña o ensucia las
propiedades y pertenencias, y crea condiciones inseguras de trabajo.
Baby et al. (2008)
citado por Singh (2011) demuestra que el polvo de cemento contiene metales
pesados como: níquel, cobalto, plomo y cromo, contaminantes peligrosos para el
ambiente biótico, con impacto adverso para la vegetación, para la salud humana
y animal y para los ecosistemas. Diversos estudios han demostrado que existe
una relación entre la exposición al polvo de cemento, el deterioro crónico de
la función de los pulmones y los síntomas respiratorios en la población humana.
El polvo de cemento irrita la piel, la mucosa de ojos y el sistema
respiratorio. Su deposición en el tracto respiratorio provoca una reacción
básica que aumenta los valores del pH que irrita las mucosas expuestas (Zeleke et
a/., 2010). La exposición al polvo de cemento ha sido asociada al
incremento del riesgo de sufrir anormalidades del hígado, desórdenes pulmonares
y carcinogénesis. Se ha planteado que la reducción de la capacidad antioxidante
y el aumento del nivel de peroxidación lipídica del plasma podrían explicar los
mecanismos causales de enfermedades (Aydin et al., 2010).
Ijigah et.al. (2013)
realizó su investigación en Nigeria, encontrando que la "generación de
polvo" se encuentra en el 11o lugar con un IIR=0,752, y la
"destrucción de la vegetación" se ubica en el primer lugar con un
IIR= 0,841. Li X et.al (2010) realizaron su investigación en
los EE.UU., encontrando que la "generación de polvo" ocupaba el
segundo lugar y el "uso de acero" el primer lugar. Este resultado
indica que las personas en los EE.UU. sabían que el polvo causa un impacto muy
importante que afecta al entorno. Zolfagharian et a/. (2012)
realizaron su investigación en Malasia, encontrando que la "generación de
polvo" ocupaba el tercer lugar y que el "recurso transporte" se
clasificaba en el primer lugar. Los encuestados estimaron que el
"ruido" de la construcción tenía el segundo lugar con un IIR= 0,815.
Los resultados podrían deberse a la ausencia de leyes estrictas de mitigación
del ruido en la Franja de Gaza. Además, Gaza ha estado amenazada por los
conflictos durante décadas, lo que significa que las personas en el área sufren
ruidos por distintas causas. La principal causa de ruido se puede agrupar en
tres categorías:
• Ruido
proveniente de los vehículos en movimiento (por ej., transporte
de materiales)
• Ruido
proveniente de las actividades de la construcción (por ej., excavación,
relleno)
• Ruido
proveniente de las herramientas para la construcción (por ej., mezcladora
de hormigón, máquinas eléctricas)
En la obra, los
trabajadores utilizan herramientas como: mezcladoras de hormigón, trituradoras
de hormigón, compactadoras, lijadoras, cepilladoras, cortadoras de disco,
taladros y motosierras, y son quienes más sufren por la exposición al ruido
derivado de la construcción. También los residentes que viven vecinos a la obra
en construcción y quienes usan las calles cercanas a la obra. Lo anterior
significa que muchas personas sufren a diario por los ruidos de la
construcción, dado el crecimiento de ésta en la Franja de Gaza.
Los encuestados
también creían que el ruido puede provocar pérdida de la audición, temporal o
permanente, estrés, molestias, accidentes en caso de dificultar seriamente la
comunicación entre los trabajadores u ocultar las señales auditivas de
advertencia. Los encuestados indicaron que los ruidos de la construcción podían
provocar trastornos sociales en sus hogares, trabajos y cuando intentaban
dormir. Potencialmente, los ruidos de la construcción pueden molestar a las
personas las 24 horas del día, los 7 días de la semana. Los efectos del ruido
en la salud son consecuencia de los elevados niveles de ruido. Un elevado nivel
de ruido en el lugar de trabajo u otros ruidos puede producir deterioro de la
audición, hipertensión, enfermedades cardíacas isquémicas, molestias y
perturbación del sueño. Cambios en el sistema inmunológico y defectos de
nacimiento han sido atribuidos a la exposición al ruido (Passchier-Vermeer y
Passchier, 2000). Se sabe que la exposición al ruido induce el tinitus,
hipertensión, vasoconstricción y otros efectos cardiovasculares adversos (WRUC,
2007). Ijigah et al. (2013) realizaron su investigación en Nigeria, encontrando
que la "contaminación por ruido" se ubicaba en el sexto lugar con un
IIR= 0,794. Zolfagharian et al. (2012) realizaron su
investigación en Malasia y encontraron que la "contaminación por
ruido" se ubicaba en el 2o lugar.
Efectos
en los recursos materiales
los encuestados
clasificaron el "consumo de materia prima" en el primer lugar dentro
de la categoría recursos materiales, con un IIR=0.78. Eso significa que el
consumo de materia prima es uno de los impactos más importantes que afecta al
medioambiente en la Franja de Gaza. Estos hallazgos pueden ser interpretados
como que el proceso de construcción necesita de mucha materia prima como arena,
grava, arcilla, carbonato de calcio, agua, áridos, madera, hierro, asfalto,
aluminio y combustibles para los vehículos. Dada la expansión de la
construcción en la Franja de Gaza, estas materias primas están agotando los
recursos, lo que significa que el uso de materia prima debe ser controlado.
Zolfagharian et al. (2012) realizaron una investigación sobre
los impactos de los proyectos de construcción en el medioambiente en Malasia y
encontraron que el "consumo de materia prima" se ubicaba en el
séptimo lugar. Este resultado indica que los participantes en la construcción
en Malasia controlaban el uso de la materia prima en la construcción.
Los encuestados
clasificaron el "Aumento del tráfico externo debido al transporte haca la
obra en construcción" en el segundo lugar en la categoría de recursos
materiales con un IIR=0,755. Los resultados podrían deberse al movimiento de
los vehículos que acarrean los materiales para la construcción, transporte de
los equipos y herramientas y traslado diario de los trabajadores. Estos
movimientos pueden afectar a los residentes cercanos a esas vías y causarles
perjuicios a quienes las usan, afectando sus intereses por las emisiones de
ruido, emisiones de polvo, gases de los vehículos, interrupción del tráfico y
vibración.
Efectos
sobre la comunidad
los encuestados
clasificaron el trastorno social en el primer lugar dentro de la categoría
Efectos sobre la comunidad con un IIR=0.79. Este resultado puede ser
interpretado como que las obras de construcción cierran calles y perturban los
intereses de las personas. El transporte en la construcción provoca
interrupción del tráfico debido al cierre de calles o caminos. Además, los
encuestados estimaron que el ruido y la vibración producidos por las
actividades de la construcción y el movimiento vehicular podían provocar
trastornos sociales en los hogares, en el lugar de trabajo y a la hora de
dormir. Ijigah et al. (2013) realizaron su estudio en Nigeria
y encontraron que el "Trastorno social" ocupaba el lugar número 14,
con un IIR=0.711. Zolfagharian et al. (2012) encontraron que
el "Trastorno social" se ubicaba en el lugar número 22.
La "condiciones
higiénica de la obra" fue clasificada en el segundo lugar dentro de la
categoría de Efectos en la comunidad, con un IIR= 0.785. Este hallazgo puede
seguirse a través de cuatro aspectos: primero, las actividades de la
construcción producen una gran cantidad de desechos que pueden provocar una
condición de suciedad en la obra. Segundo, los trabajadores están expuestos
diariamente a esos desechos que contienen una gran cantidad de emisiones
riesgosas y causarles diversas enfermedades. Esto significa que el sitio de la
obra sufre de condiciones insalubres descontroladas. Tercero, las herramientas
de los trabajadores están siempre sucias. Cuarto, los trabajadores respiran
diariamente una gran cantidad de polvo, contaminación química, emisiones de gas
y gases provenientes del escape de los vehículos. Por otra parte, usan agua
contaminada.
Esto significa que
tiene condiciones higiénicas graves y peligrosas que deben ser controladas.
Zolfagharian et al. (2012) encontraron que las
"Condiciones higiénicas de la obra" ocupaba el quintolugar.
Referencias:
Enshassi, A., Kochendoerfer, B., & Rizq, E. (2014). Evaluación
de los impactos medioambientales de los proyectos de construcción. Revista
de Ingeniería de Construcción, 29(3), 234–254. https://doi.org/10.4067/s0718-50732014000300002
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