Jesús Martín López López[1]
Jesús Velázquez Lozano[2]
Edna Cecilia López Elizalde[3]
jlopez@uadec.edu.mx
Introducción
Hoy en día existen posiciones encontradas entre tecnólogos y pensadores sociales debido al gran impacto que la tecnología y la innovación tienen sobre los valores y las normas sociales, los que se evidencian como daños al tejido cultural de una nación o sociedad (Majumdar, Guha, y Nadiya editores, 2015). Tal es el caso de la industria de la construc-ción ya que para Vázquez (2013), durante siglos esta actividad ha sido un voraz consumi-dor de materias primas y según Sadaphal (2014) representa el 40% de las emisiones de ga-ses de efecto invernadero; lo que le imprime el potencial carácter de nociva ya que además es un importante sector que genera residuos (Baldwin et al., 2009 citado por Richardson, 2013); por lo que, ya desde finales del siglo pasado, estudiosos del fenómeno como Álvarez et al. (1997) manifiestan la posibilidad real del reciclaje de escombros, por su efectividad técnica, económica, social y ecológica. Agregan que, la creciente escasez de materiales para la construcción de viviendas ha hecho que se piense en soluciones alternativas, tales como el rescate de materiales y/o su reciclaje para la producción de áridos y finos residuales (Álvarez Cabrera, Urrutia, Lecusay, & Fernández, 1997); por tal motivo, es que pueden tenerse muchas oportunidades de reciclaje que ofrecen buenas soluciones ambientales para la gestión de residuos (Richardson, 2013). En este aspecto, la innovación utilizando ma-teriales reciclados puede jugar un gran papel en la solución de la construcción de la vivienda y la infraestructura; por ello, la creación de materiales utilizando subproductos a partir de los desechos puede proporcionar diferentes opciones de diseño a partir de sus características tales como resistencia y durabilidad.
La industria de la construcción juega un papel clave en el desarrollo socioeconómico de cualquier país y hoy en día está creciendo rápidamente debido a múltiples factores, lo que exige innovación y la introducción de nuevas tecnologías de edificación (Sadaphal, 2014). Para ello se buscan materiales de construcción sostenibles, que permitan elementos constructivos térmicamente eficientes y que al mismo tiempo no requieran grandes canti-dades de energía y de recursos en su proceso de fabricación, construcción o demolición (Goodhew y Griffiths 2005, citados por Richardson, 2013).
En el costo de la producción arquitectónica, los materiales representan entre 40 y el 60 por ciento del total del proyecto; por lo que la generación de residuos de esta actividad también es impactante en términos monetarios; debido a ello, es importante ofrecer una solución sostenible para la edificación, que considere la mitigación de la producción de residuos, a través de transformarlos en productos elaborados; con la intención de disminuir los desembolsos en productos básicos que ha de dar por resultado una vivienda más asequible. Esto implica un proceso de reingeniería que beneficie a la industria de la construcción en términos de certificaciones sobre emisiones y créditos de carbono. Pero de acuerdo con la investigación realizada por TIFAC[4], en la industria de la construcción el 70 por ciento de las empresas no son conscientes de las técnicas de reciclaje, mientras que el 30 por ciento restante ni siquiera son conscientes de las posibilidades de reciclaje (Sada-phal, 2014).
Nos referimos al término de residuo, a todo lo que es generado producto de una actividad y que no es ya de nuestro interés; ya sea por la acción directa del hombre o por la actividad de otros organismos vivos; es una masa heterogénea difícil de reincorporar a los ciclos naturales y aunque han existido por siempre, desde el momento en que comienzan a acumularse en el medio ambiente ya sea por la velocidad con la que se generan o por su naturaleza de difícil descomposición e incorporación a los ciclos naturales, entonces co-mienzan a ser un problema ambiental (ONUDI, 2007). Tal es el caso de los materiales de construcción; los cuales representan aproximadamente la mitad de los insumos de la pro-ducción arquitectónica y urbana; que generan cerca de la mitad de los residuos sólidos producidos en todo el mundo; con un gran impacto ambiental que va desde su extracción como materia prima, hasta su procesamiento para la producción de materiales fabricados, su transporte, su aplicación en la edificación y su disposición final después de su vida útil (Weitz 2014), es lo que se conoce como residuos de la construcción y demolición (RCD) o escombros.
Para Molina (1997), los escombros son los residuos producidos en obras de demo-lición, remodelación y construcción que se clasifican como residuos urbanos, aunque están más relacionados con una actividad industrial que doméstica; y se pueden considerar como el conjunto de fragmentos o restos de ladrillos, concreto, argamasa o pastas, acero, hierro, madera, plásticos y muchos otros (CEMPRE, 1998).
Su clasificación exacta es un hecho fundamental para el diseño apropiado de las dife-rentes etapas del tratamiento; ya que es importante tener en cuenta que la presencia de impurezas (Acosta, 2002; Di Lauro, 2007); limita las posibilidades de uso y en la elección del tipo de tecnología de reciclaje que deban aplicarse. Por otro lado, en los últimos años la atención se ha centrado a las cuestiones ambientales sobre todo en el uso de agregados naturales producto de excavaciones en bancos de material; actividades que deterioran al entorno nativo de una forma agresiva; razón por la cual los reciclados de construcción y demolición se están convirtiendo rápidamente en un material de gran interés para la industria (Di Lauro, 2007).
De ahí que, según Di Lauro (2007), se ha llegado a la conclusión de que los vertederos de escombros, en los niveles actuales, son una opción difícilmente sostenible para el futuro; por esta razón, se hace necesario tratar de limitar la generación de escombros a través de la adopción de adecuadas medidas políticas y económicas así como desarrollar y profundizar el camino de reciclaje de los RCD resulta ser una cuestión sumamente importante. Por tal motivo, el presente planteamiento pretende, establecer la posibilidad de que a través de la gestión tecnológica y el análisis científico de los escombros, se pueda determinar su poten-cial uso como materia prima en la fabricación de elementos arquitectónicos verticales denominados muros o paredes, destinados a la vivienda.
Como se ha evidenciado por más de medio siglo, los RCD tienen un gran potencial para su reutilización en el mismo campo de donde proceden por lo que se puede obtener un ahorro importante en la adquisición de materias primas. No obstante esta aceptación, to-davía se enfrentan numerosos problemas y, aún con el reconocimiento de su necesidad medioambiental, están sujetos a los imperativos del mercado (Vázquez, 2013). Para Acosta (2002), resulta evidente la importancia de investigar, proponer y planificar fórmulas para la reducción y gestión de los RCD si queremos contribuir a un desarrollo sostenible.
La dimensión del problema
El sector de la construcción utiliza gran variedad y cantidad de productos naturales, en tasas anuales de aproximadamente 6,000 kg/habitante a nivel mundial; a su vez, genera gran cantidad de residuos debido a los procesos propios de edificar o demoler. En los países de-sarrollados los RCD son una gran fuente de desechos, con valores aproximados entre los 520 y 760 kg/habitante/año; constituyéndose aproximadamente el 60 por ciento de la cantidad total de los residuos generados a nivel global (Chávez, 2014).
Por tal motivo, esta industria, impacta en el medio ambiente, puesto que consume mu-chos recursos naturales y genera grandes volúmenes de residuos; los cuales están consti-tuidos, principalmente, por concreto, asfalto, bloques, arenas, gravas, ladrillo, tierra y barro; representando todos ellos hasta un 50 por ciento o más del total; el otro 20 o 30 por ciento suele ser madera y productos afines, como cimbras, marcos o tablas; y el resto son desperdicios variados como metales, vidrios, asbestos, materiales de aislamiento, tubos, aluminio y partes eléctricas (Alpízar y Villalta, 2011; UICN, 2011). Además, también con-tienen pequeñas cantidades de sustancias peligrosas, como amianto, el cromo, el cadmio, el zinc, el plomo, el mercurio y PVC. Estos componentes en la Gran Bretaña significan alrededor del uno por ciento de los RCD (Symonds Travers Morgan, 1995; citado por Di Lauro et al, 2007).
Para von Stein (1996) en la década de los noventa, se consideraba que el flujo de los RCD en la gestión de los desechos urbanos llegaba al diez por ciento de la totalidad; y Molina (1997) consideraba, que volumétricamente significan la mayor fuente de residuos industriales generada por un país desarrollado, evaluándose en torno a 450 kg por habitante en un año; lo cual significaba que en España se producían anualmente 20 millones de metros cúbicos de los cuales no se reciclaba ni el uno por ciento, pero sí se tiraban incontroladamente.
El estudio de este tipo de residuos ha sido bastante precario; sin embargo, en Copenhague, a finales del siglo pasado, se realizó una cuantificación de los RCD y se obtuvieron los siguientes resultados (Molina 1997):
Composición por grupos de tratamiento similar
En base a esta información se decidió reducir el impacto físico de los escombros tomando medidas como bonificar a las empresas que reutilicen material de demolición en obras nuevas, reduciendo impuesto municipal sobre dichas construcciones. Estas y otras acciones resultaron en las siguientes estadísticas (Molina, 1997):
Otra referencia nos la da el Informe de 1998 de la Environmental Protection Agency (EPA), en los Estados Unidos cuando manifiesta que, entre 1992 y 1997, se recogían un promedio de 2 kg/ft2 de nueva construcción, mientras que en la actividad no residencial, fue un promedio de 1.75 kg/ft2 construido. El estudio encontró que los escombros de demoli-ción por unidad residencial promedio 52 kg/ft2, y los residuos no residenciales promediaron 70 kg/ft2. En tanto que las renovaciones o remodelaciones generaron una cantidad extre-madamente limitada y variable, que va de los 9 a los casi 33 kg/ft2 (EPA, 2008).
De esa misma época, en Australia; unos 14 millones de toneladas de residuos al año, se habían depositado en vertederos, y el 44 por ciento se atribuyeron a la industria de la cons-trucción (Craven et al, 1994 y McDonald, 1996 citado por Tam, 2008). Mientras que en la Unión Europea las edificaciones generan el cuarenta por ciento de los residuos y gastan el sesenta por ciento de los materiales extraídos de la tierra; donde el 20 por ciento significa la masa de todos los materiales empleados en la construcción, esto genera una pérdida económica del diez por ciento del costo total de la obra (Jouchelevich, 2004 citado por Salazar, 2011).
En 2009, en España se produjeron cerca de 40 millones de toneladas al año; de ellas, se sometieron a algún tratamiento de valorización menos de 15 millones (37%); pero el resul-tado final es que, de forma directa, o como rechazo de alguna operación previa de trata-miento, acaban en tiraderos más de 35 millones de toneladas, o sea más del noventa por ciento originalmente generado. Es decir, efectivamente se revaloriza menos de cinco millones de toneladas, de las que se obtienen unos tres millones de toneladas de árido reciclado (BOE, 2009). Mientras que en Rumania la cantidad de escombros en el 2005 fue de 466,893 toneladas; la cantidad corresponde a unos 25 kg/día/habitante al año; frente a una media europea de 480 kg/día/habitante al año (Di Lauro et al, 2007).
Por otro lado, en Hong Kong, cerca del 38 por ciento de residuos sólidos proceden de la industria de la construcción (Gobierno de Hong Kong, 2006; citado por Tam, 2008); mientras que la India está produciendo cerca de 14.5 millones de toneladas de RCD al año; siendo que el setenta por ciento de los residuos provienen del cemento y el acero, los cuales producen una gran huella de carbono en la fase de producción además de generar una enorme presión en el sistema de gestión de residuos sólidos (Sadaphal, 2014). En el 2010, China generó 300 toneladas de RCD originados sólo en las demoliciones relacionadas con la Exposición Universal de Shanghai, pero son doscientos millones de toneladas su cifra promedio anual (Vázquez, 2013).
Los porcentajes de materiales que conforman los RCD estadounidenses son: madera 14 por ciento, metales 27 por ciento, asfaltos, ladrillos y concreto 19 por ciento, panel de yeso uno por ciento, cartón seis por ciento, tejas de asfalto 21 por ciento y otros (plásticos, llantas, etc.) once por ciento; de un total de 311 mil toneladas en el año de 2007; mientras que Tam (2008) citando a Hendriks y Pietersen (2000), dice que, en este país alrededor 29 por ciento de los residuos sólidos proviene de la actividad de la construcción.
En Colombia se recogen 1,500 m3/día de escombros; de los cuales son útiles para reciclar el 75 por ciento (Salazar, 2011). Mientras que Costa Rica produce cerca de mil 800 toneladas diarias de RCD, de las cuales un alto porcentaje es potencialmente reciclable (UICN, 2011).
Generación anual de los escombros de construcción en Costa Rica
En México, en el 2004, la cantidad de residuos sólidos fue de más de 34 millones toneladas. El 18 por ciento (6’326,545 toneladas) son de la región centro, el 13 por ciento (4’500,450 toneladas) del Distrito Federal; en el sur fue el diez por ciento (3449,250 toneladas) y el resto el cincuenta por ciento (17’359,400 toneladas) (De los Santos, 2005). Y en Coahuila, según Chávez (2012), se produjeron más de 115 mil toneladas durante el año 2011.
Datos registrados por el Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI, 2014) indican que del año 2000 al 2012 la generación de residuos sólidos aumentó casi un 37 por ciento, subiendo de 30’733,000 de toneladas anuales a 42’102,800 en 2012; aunque si bien es cierto que se refiere a residuos en general producidos por la ciudad, los cuales incluyen desechos orgánicos como comida y vegetación, un gran porcentaje corresponde a papel, cartón, plásticos, vidrio, metales y otros residuos; llegando estos últimos a un porcentaje que oscila entre el doce y el 19 por ciento en el lapso mencionado, en este volumen se encuentran contemplados escombros, tierras, asfaltos, cerámicos y yesos, entre otros.
Contenido típico de materiales en los edificios en Estados Unidos de Norteamérica a fines del siglo XX
- a. Composición de RCD basada en una tonelada de residuos.
- b. Se han calculado y redondeado las densidades aparentes.
- nd = NO disponible o in = Insignificante.
Tabla obtenida de Lund (1996) teniendo como fuente el Wilson, et al (1976)
Conclusión
La ONUDI (2007) establece que la caracterización de los residuos es la clave para su manejo y disposición responsable, ya que al cuantificar las concentraciones de elementos potencialmente dañinos se pueden tomar decisiones acerca de su reutilización, reciclaje, tratamientos y/o eliminación; agrega que el conocimiento de la composición de éstos es importante al decidir sobre la elección del sistema de tratamiento. La composición de los residuos sólidos urbanos es enormemente variable y en ella influyen una serie de factores muy diversos.
En resumen, las cuestiones son: cuánto residuo se produce, de qué tipo, y si existe la posibilidad de un uso secundario o no. Para afrontar este desafío es que se debe conocer dos características importantes del flujo de RCD: su composición y su cantidad; ambos son elementos esenciales pues ejercen un impacto directo sobre la valoración y elección de las diferentes técnicas de tratamiento y evacuación. Además, el conocimiento de la compo-sición de los RCD permite identificar los impactos potenciales sobre el medio ambiente asociados con su disposición final (Mercante, 2009).
Por lo dicho, se puede concluir que el propósito fundamental de un estudio de caracte-rización de residuos es proporcionar una información útil que permita al gestor de los mismos valorar las alternativas viables para la reutilización, el reciclaje y la disposición final de los mismos (Mercante, 2009).
Como se ha podido observar, la magnitud de la producción de RCD es de un volumen considerable en la mayoría de los países; esto reviste una importancia tal, que enfoca los esfuerzos a considerar los escombros como una nueva materia prima, ya que con ellos se pueden producir arenas y gravillas aptas para preparar: morteros de mampostería, elemen-tos estructurales, bloques, tejas, ladrillos, fluidizantes, etc. (Salazar, 2011) e incluso mate-riales prefabricados; ya que de acuerdo a lo planteado por la urbanista estadounidense Jane Jacobs (1916-2006) las ciudades de hoy serán las minas del mañana.
Por tal motivo es conveniente y necesario estudiar los escombros para demostrar que a partir de procesos de gestión y el análisis científico de los RCD pétreos son factibles de utilizar como materia prima en la producción de elementos constructivos destinados a envolventes para vivienda social; para ello es importante determinar el tipo de sistemas constructivos tradicionales de la construcción de vivienda, para estar en condiciones de clasificar y caracterizar sus desechos; así como establecer las bases de su caracterización; para su uso como materia prima de productos procesados que estén en condiciones de ser aplicados en la edificación sin afectar a la sustentabilidad y a la habitabilidad. También es fundamental analizar las posibles tecnologías que estén en condiciones de procesar los RCD para su aplicación a partir de una reingeniería que se pueda aplicar en la construcción de viviendas. Con ello se puede estar en posibilidad de diseñar un material, destinado a la construcción de envolventes arquitectónicos como muros, cubiertas o recubrimientos destinados a la vivienda.
Bibliografía
Acosta, Domingo (2002) “Reducción y gestión de residuos de la construcción y demolición (RCD). Tecnología y Construcción. Venezuela.
Alpízar, Manuel Morales y Villalta Flórez-Estrada, Mario (2011) “Guía de manejo de escombros y otros residuos de la construcción” Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza y de los Recursos Naturales (UICN), Oficina Regional para Mesoamérica y la Iniciativa Caribe. San José, Costa Rica.
Álvarez Cabrera, Jorge L; Urrutia, Francisco; Lecusay, Deborah y Fernández, Adela (1997) “Morteros de albañilería con escombros de demolición”. Revista Materiales de Construcción vol. 47. No. 246, abrl/mav/jun, Cuba.
BOE (2009) “Plan Nacional Integrado de Residuos para el Periodo 2008-2015”. Boletín Oficial del Estado, España.
Cedeño Valdiviezo, Alberto (2011) “Aglomerantes, morteros y aplanados adecuados para proteger el medioambiente” Revista de Arquitectura [en linea] [Fecha de consulta: 19 de octubre de 2015] Disponible en:<http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=125121298012> ISSN 1657-0308
CEMPRE (1998) “Residuos sólidos urbanos. Manual de Gestión Integral” Compromiso Empresarial para el Reciclaje. Uruguay.
Chávez Porras, Álvaro y Guarín Cortés, Nataly Lorena (2014) “Gestión logística y operacional de la unidad de reciclaje de residuos de construcción y demolición”. Revista de Ingeniería Industrial, año 3 No. 2. Colombia.
Di Lauro, Anna; Sicher, Sabrina y Grimaldi, Donatella (editores) (2007) “Linee guida sui rifiuti speciali costruzione e demolizione”. Phare Twinning Proyect, Italia
EPA (2000) “C&D Debris Recycling Study: Final Report”. Environmental Protection Agency. Florida, USA.
EPA (2008) “2007. Construction & demolition debris industry study for the Massachusetts Department of Environmental Protection”. Environmental Protection Agency, DSM Environmental Services, Inc.USA
Lund, Herbert F. editor (1996) “Manual McGrawHill de Reciclaje Vol. I” McGrawHill, México.
Lund, Herbert F. editor (1996a) “Manual McGrawHill de Reciclaje Vol. II” McGrawHill, México.
Majumdar, Satyajit; Guha, Samapti y Marakkath, Nadiya editores (2015) “Technology and Innovation for Social Change”. Springer, Centre for Social Entrepreneurship, School of Management & Labour Studies Tata Institute of Social Sciences (TISS), India.
Mercante, Irma Teresa (2007) “Caracterización de residuos de la construcción. Aplicación de los índices de generación a la gestión ambiental”. UCES Revista Científica de Vol. XI Nº 2. Argentina.
Molina Terrén, José María (1997) “Recuperación de Materiales de Construcción”. Instituto Juan de Herrera. España. Recuperado en http://habitat.aq.upm.es/boletin/n2/a1molina.html
ONUDI (2007) “Guía para la gestión integral de los residuos sólidos urbanos” Organización de las Naciones Unidas para el Desarrollo Industrial (ONUDI) Secretaría Estatal para Asuntos Económicos (SECO) Laboratorio de Análisis de Residuos (LARE). Cuba.
Richardson, Alan; editor (2013) “Reuse of materials and byproducts in construction. Waste minimization and recycling”. Springer. USA-UK.
Saavedra Vera, Janet Verónica (2013) “Tecnología de los Materiales. Materiales de construcción”. Universidad Nacional del Santa E.AP. Ingeniería Civil. Facultad de Ingeniería. Perú.
Sadaphal, Rohit (2014) “Sustainable transformation of construction waste: An approach for CSR enhancement”. The Indian Concrete Journal, october 2014. India.
Salazar Jaramillo, Alejandro (2011) “¿Los escombros de construcción, son realmente un problema técnico?” Ponencia presentada en el Seminario CAMACOL: “Pasos Firmes hacia la Sostenibilidad en Colombia” Cali, Colombia.
Tam, Vivian W.Y. (2008) “On the effectiveness in implementing a waste-management-plan method in construction”. International journal of integrated waste management”. Griffith School of Engineering, GriffithUniversity, Australia.
UICN (2011) “Guía de manejo de escombros y otros residuos de la construcción”. Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza y de los Recursos Naturales. Costa Rica
Vázquez, Enric; editor (2013) “Progress of Recycling in the Built Environment. Final Report of the RILEM Technical Committee 217-PRE”. Springer. USA-UK.
Weitz, Cristi (2014) “How to start a construction and demolition waste collection business (Beginners guide)” Sam Enrico, USA.
[1] Facultad de Arquitectura US Universidad Autónoma de Coahuila. Maestría en Diseño Arquitectónico (UANL). Integrante del Cuerpo Académico de Tecnología en la Arquitectura, Profesor de Tiempo Completo y Coordinador de Investigación y Posgrado de la Facultad de Arquitectura Unidad Saltillo de la Universidad Autónoma de Coahuila.
[2] Facultad de Arquitectura US Universidad Autónoma de Coahuila. Profesor Investigador de Tiempo Completo y Líder del Cuerpo Académico de Tecnología en la Arquitectura de la Facultad de Arquitectura Unidad Saltillo de la Universidad Autónoma de Coahuila
[3] Centro Universitario de Tonalá de la Universidad de Guadalajara. Maestría en Diseño y Desarrollo de Nuevos Productos y Doctorante en Ciudad, Territorio y Sustentabilidad (CUAAD, Universidad de Guadalajara) Profesora de la Escuela de Diseño Artesanal (Universidad de Guadalajara) e Investigadora de aspectos ambientales.
[4] Technology Information, Forecasting and Assessment Council (TIFAC). Es un organismo autónomo de la India, creado en 1988 bajo el Departamento de Ciencia y Tecnología para observar el futuro de las tecnologías, evaluar sus trayectorias y apoyar a la innovación tecnológica mediante acciones de la red en determinadas áreas tecnológicas de importancia nacional.
