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Universidad de La Salle Universidad de La Salle Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle Ingeniería Civil Facultad de Ingeniería 2016 Propuesta metodológica para la adecuada reutilización de Propuesta metodológica para la adecuada reutilización de residuos de construcción a partir de un análisis de caso residuos de construcción a partir de un análisis de caso Jairo Eduardo Sarmiento Garcia Universidad de La Salle, Bogotá Jhon Freddy Ante Bonilla Universidad de La Salle, Bogotá Follow this and additional works at: https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_civil Part of the Civil Engineering Commons Citación recomendada Citación recomendada Sarmiento Garcia, J. E., & Ante Bonilla, J. F. (2016). Propuesta metodológica para la adecuada reutilización de residuos de construcción a partir de un análisis de caso. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_civil/94 This Trabajo de grado - Pregrado is brought to you for free and open access by the Facultad de Ingeniería at Ciencia Unisalle. 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C. 2016 PROPUESTA METODOLÓGICA PARA LA ADECUADA REUTILIZACIÓN DE RESIDUOS DE CONSTRUCCIÓN A PARTIR DE UN ANÁLISIS DE CASO JAIRO EDUARDO SARMIENTO GARCIA JHON FREDDY ANTE BONILLA Trabajo de grado presentado como requisito para optar al título de Ingeniero Civil Director Temático Sandra Liliana Uribe Celis FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ D. C. 2016 Dedicatoria, Jhon Freddy Ante Bonilla Dedico este logro en primer lugar a Dios, a mi familia que son mis padres Freddy Ante González y Luz Amparo Bonilla Barrero, quienes a lo largo de mi carrera fueron y son el pilar fundamental para haber logrado este título, apoyando y aconsejando cada una las decisiones tomadas, de igual manera a mi hermana Alexandra Ante por estar pendiente en cada paso que iba dando aconsejando y fortaleciendo para no desfallecer ante los obstáculos que se fueron presentando, por ultimo a mi novia Nicol Toloza quien con sus buenos consejos me ayudaron para culminar con éxito esta etapa de mi vida. Dedicatoria, Jairo Eduardo Sarmiento García De manera especial dedico este logro a toda mi familia abuelita, tíos y primos, en especial a mi padres quienes fueron un gran apoyo durante todo el proceso de la carrera, mi papá Jairo Eduardo Sarmiento Galeano que aún en la distancia fue un pilar muy importante, que sin él esto no habría sido posible, de igual forma a mi mamá Martha Ligia García Díaz quien es mi fiel acompañante en este largo proceso y ha sido esa mujer que me ha sembrado una infinidad de valores para ser de mí una buena persona. Dedico también este logro a mi novia Viviana Carvajal, que ha sido un eje importante como profesional y ser humano en este proceso, estando en los momentos más difíciles, el éxito de este proyecto es gracias también a ella por su tiempo y entrega en muchas de las actividades de esta tesis. Por último, gracias a Dios, por darme la oportunidad de vivir cada una de las experiencias en la universidad, adquirir nuevos conocimientos, rodearme de buenas amistades y conocer nuevos lugares. AGRADECIMIENTOS Los autores expresan sus agradecimientos: A la Ing. Sandra Liliana Uribe Celis, quien dedicó gran parte de su tiempo en la dirección de esta tesis, agradecemos por compartir sus conocimientos y enseñanzas, tanto en el pregrado, en este trabajo de investigación y como en la vida cotidiana, porque más allá de ser nuestra directora temática de esta tesis es una gran profesional y ejemplo a seguir. A todos los profesores de pregrado, ya que por sus contribuciones a nuestra formación profesional nos ayudaron compartiéndonos todos sus conocimientos y brindándonos su apoyo en los momentos que no se era claro alguna temática. Queremos agradecer especialmente a la ingeniera Viviana Carvajal por su colaboración en la ejecución de los ensayos dedicando gran cantidad de horas de su tiempo, así como en la elaboración y organización de este documento. Finalmente, a todos nuestros compañeros de pregrado quienes nos acompañaron en este proceso y que de una u otra forma hicieron parte de nuestra formación como profesionales. Jhon Freddy Ante Bonilla Jairo Eduardo Sarmiento García Tabla de Contenido 1 INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 14 2 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA............................................................................ 16 3 OBJETIVOS .................................................................................................................. 21 3.1 OBJETIVO GENERAL ................................................................................................. 21 3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .......................................................................................... 21 4 MARCO REFERENCIAL ........................................................................................... 22 4.1 MARCO TEÓRICO ...................................................................................................... 22 4.2 MARCO CONCEPTUAL .............................................................................................. 31 4.3 MARCO LEGAL ......................................................................................................... 34 4.4 ANTECEDENTES TEÓRICOS (ESTADO DEL ARTE) ...................................................... 38 4.4.1 Sistemas de construcción sostenibles aplicadas al diseño y la construcción de edificios institucionales en la región……………………………………………….. 38 4.4.2 El concreto reciclado con escombros como generador de hábitats urbanos sostenibles…………………………………………………………………………………. 39 4.4.3 Sostenibilidad de la explotación de materiales de construcción en el Valle de Aburrá…………………………………………………………………………………… 41 4.4.4 Construcción sostenible de edificios: una alternativa responsable para el desarrollo urbano de Quito………………………………………………………………... 42 4.4.5 Hacia la construcción de una arquitectura sostenible en Venezuela. 43 5 ANÁLISIS DE CASO ................................................................................................... 44 5.1 INTRODUCCIÓN Y JUSTIFICACIÓN ............................................................................ 44 5.2 DESCRIPCIÓN ........................................................................................................... 46 5.3 CARACTERÍSTICAS ................................................................................................... 49 5.4 METODOLOGÍA ......................................................................................................... 51 5.5 CLASIFICACIÓN DE RESIDUOS .................................................................................. 54 5.5.1 Descripción de cadauno de los residuos…………………………………… 57 5.6 CUANTIFICACIÓN DE RESIDUOS ............................................................................... 69 6 MODELOS MESONES DE COCINA CON BASE EN LOS RESIDUOS (ESCOMBROS) ........................................................................................................................ 77 6.1 RESUMEN ................................................................................................................. 77 6.2 ENSAYOS DE LABORATORIO .................................................................................... 79 6.2.1 Diseño de Mezcla………………………………………………………………. 79 6.3 DETERMINACIÓN DE DENSIDADES DEL MATERIAL TRITURADO .............................. 83 6.4 MATERIALES ............................................................................................................ 88 6.5 METODOLOGÍA ......................................................................................................... 91 6.6 ENSAYO RESISTENCIA MÁXIMA A LA FLEXIÓN ....................................................... 95 6.7 RESULTADOS ............................................................................................................ 97 6.8 ANÁLISIS DE RESULTADOS .................................................................................... 113 7 ANÁLISIS GRAFICO Y ESTADÍSTICO ................................................................ 119 7.1 ANÁLISIS DE LOS MATERIALES RESPECTO AL MEDIO AMBIENTE. .......................... 119 7.2 MATERIALES QUE MAS CONSUMEN ENERGÍA ........................................................ 120 7.3 ALTERNATIVAS DE USO.......................................................................................... 123 7.4 ANÁLISIS DE COSTOS ............................................................................................. 125 8 PROPUESTA METODOLÓGICA DE LA REUTILIZACIÓN DE RESIDUOS 134 9 CONCLUSIONES ....................................................................................................... 138 10 RECOMENDACIONES PARA FUTURAS INVESTIGACIONES .................... 141 11 BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................................... 142 Indicé de Ilustraciones Ilustración 1. Esquema de carga para la flexión. _________________________________ 30 Ilustración 2. Obra Calle 1g Bis #29b-61 Sur, barrio Santa Isabel en la Ciudad de Bogotá. 46 Ilustración 3. Domicilio anterior. Vivienda Unifamiliar de 2 pisos. __________________ 47 Ilustración 4. Obra Culminada en el mes de Febrero del 2016 ______________________ 48 Ilustración 5. Área de los apartamentos. _______________________________________ 49 Ilustración 6. Diagrama metodológico ________________________________________ 53 Ilustración 7. Clasificación y características de los materiales de construcción. ________ 55 Ilustración 8. Madera después de clasificarse en obra. ____________________________ 58 Ilustración 9. Madera después de clasificarse en obra _____________________________ 58 Ilustración 10. Escombro proveniente de las etapas de demolición y cimentación. ______ 59 Ilustración 11. Clasificación de los RCD para las etapas constructivas. _______________ 61 Ilustración 12. Perfiles metálicos. ____________________________________________ 62 Ilustración 13. Estribos y Flejes _____________________________________________ 63 Ilustración 14.Tejas demolición, vivienda antigua _______________________________ 64 Ilustración 15. Tubería de distribución (Agua potable y Aguas Lluvias). ______________ 65 Ilustración 16. Láminas de Drywall restantes de los techos. ________________________ 66 Ilustración 17. Tejas y perfilaría en Aluminio. __________________________________ 67 Ilustración 18.Enchape de baño sobrante. ______________________________________ 68 Ilustración 19. Pesaje por semana. ____________________________________________ 71 Ilustración 21. Peso total (no peligrosos, metales y otros). _________________________ 74 Ilustración 23. Vista frontal del mesón con la distribución transversal del refuerzo. _____ 77 Ilustración 24.Vista en 3D del mesón, el cual no contiene refuerzo en sus características. 78 Ilustración 25. Vista en 3D del mesón, el cual en su fabricación está compuesto de materiales convencionales, y distribución del refuerzo longitudinal y transversal. ______ 78 Ilustración 28.Gráfica para determinar el porcentaje de aire. _______________________ 80 Ilustración 29.Materiales gruesos y finos triturados a partir de escombro generado de residuos de construcción. ___________________________________________________ 83 Ilustración 30.Secado del material fino para determinar la característica de saturado y superficialmente seco (SSS) ________________________________________________ 84 Ilustración 31.Agregado fino (SSS) listo para hacer prueba del cono. ________________ 85 Ilustración 32. Eliminación de burbujas de aire dentro del picnómetro. _______________ 85 Ilustración 33. Pesaje del material grueso totalmente sumergido ____________________ 87 Ilustración 34. Secado manual del material grueso para alcanzar el punto de saturado y superficialmente seco (SSS) ________________________________________________ 87 Ilustración 36. Formaleta empleada de madera y proceso de fundida de los modelos. ____ 92 Ilustración 37. Cilindros en proceso de curado. _________________________________ 93 Ilustración 38. Falla de un testigo para la determinación de su resistencia. ____________ 93 Ilustración 40. Montaje para ensayo a flexión en el marco de carga. _________________ 96 Ilustración 42. Grafica modelo 2 esfuerzo vs deformación con una esfuerzo máximo de 0,0516 MPa ____________________________________________________________ 100 Ilustración 43. Grafica modelo 3, esfuerzo vs deformacion con esfuerzo maximo de 0,0482 Mpa __________________________________________________________________ 102 Ilustración 44. Grafica modelo 4, esfuerzo vs deformacion con esfuerzo maximo de 0,0540 Mpa __________________________________________________________________ 104 Ilustración 45. Grafica modelo 5, esfuerzo vs deformacion con esfuerzo maximo de 0,0148 Mpa __________________________________________________________________ 105 Ilustración 46. Grafica modelo 6, esfuerzo vs deformacion, con esfuerzo maximo de 0,04998 Mpa ___________________________________________________________ 107 Ilustración 47. Grafica modelo 7 esfuerzo vs deformación con un esfuerzo máximo de 0,0057 MPa, y un esfuerzo de rotura de 2,526 MPa _____________________________ 109 Ilustración 48. Grafica modelo 8 esfuerzo vs deformación con un esfuerzo máximo de 0,0041 MPa, y un refuerzo de rotura de 1,818 MPa. _____________________________ 110 Ilustración 49. Grafica modelo 9 esfuerzo vs deformación con un esfuerzo máximo de 0,0055 MPa, y un esfuerzo de rotura de 2,424 MPa._____________________________ 111 Ilustración 50. Falla de la flexión modelo 7, escombro, cemento y sin refuerzo. _______ 111 Ilustración 51. Falla de la flexión, modelo 4, cemento, grava, arena de rio y refuerzo. __ 112 Ilustración 52. Falla de la flexión, modelo 5, cemento, escombro, refuerzo. __________ 112 Ilustración 53. Grafica teórica de la curva esfuerzo vs deformación del acero _________ 113 Ilustración 54. Energia primaria consumida según el tipo de material de construcción __ 121 Ilustración 56. Cinco pasos para implementar el PML.___________________________ 126 Ilustración 57. Esquema de planta de procesamiento de RCD. _____________________ 131 Ilustración 58. Propuesta Metodologica para los RCD. __________________________ 134 Índice de Tablas Tabla 1. Clasificación y características de los materiales de construcción. ________________ 56 Tabla 2. Pesajes por semana. ___________________________________________________ 70Tabla 3. Pesajes por grupos. ___________________________________________________ 72 Tabla 4. Dosificación de la mezcla de concreto 28 MPa – Ensayos Experimentales. ________ 89 Tabla 5. Resistencia a la compresión de testigos. ___________________________________ 93 Tabla 6. Resultados modelo 1: Escombro, cemento y refuerzo. ________________________ 98 Tabla 7. Resultado modelo 2, escombro, cemento, y refuerzo. ________________________ 100 Tabla 8. Modelo 3, Escombro, cemento, Esfuerzo. _________________________________ 101 Tabla 9. Resultado modelo 4, cemento, grava, arena de rio y refuerzo. _________________ 103 Tabla 10. Resultados modelo 5, Cemento, grava, arena de rio, esfuerzo. ________________ 105 Tabla 11. Resultados modelo 6, cemento, grava, arena de rio y refuerzo. ________________ 106 Tabla 12. Resultado modelo 7, Escombro y cemento. _______________________________ 109 Tabla 13. Resultados modelo 8: Escombro y cemento ______________________________ 109 Tabla 14. Resultados modelo 9: Escombro y cemento. ______________________________ 110 Tabla 15. Resumen de los valores de cuantía de especímenes con refuerzo en su fabricación 117 Tabla 16. Materiales de Costrucción más sostenibles. ______________________________ 119 Tabla 17. Impacto ambiental de los principales materiales de construcción ______________ 122 Tabla 18. Comparación construcción de mesones de cocina con materiales convencionales versus materiales reciclables. __________________________________________________ 132 Tabla 19. Valor de los mesones de cocina por Número de Apartamentos________________ 133 Indicé de Ecuaciones Ecuación 1.Volumen agregado. __________________________________________ 81 Ecuación 2. Densidad aparente finos. ______________________________________ 86 Ecuación 3. Densidad nominal fina. _______________________________________ 86 Ecuación 4. Densidad aparente gruesos. ____________________________________ 88 Ecuación 5. Densidad nominal grueso. _____________________________________ 88 Ecuación 6. Esfuerzo. __________________________________________________ 97 Ecuación 7. Momento flector máximo. _____________________________________ 97 Ecuación 8. Momento nominal. __________________________________________ 97 Ecuación 9. Esfuerzo de rotura. _________________________________________ 108 Ecuación 10. Área de acero requerido. ____________________________________ 117 14 1 Introducción Para contextualizar, el sector de la construcción en Bogotá ha crecido de forma constante en los últimos años, concentrando entre 20 a 30% del producto interno bruto (PIB) (Portafolio, 2015) de la construcción colombiana y con esto se ha venido incrementado la producción de residuos generados por las diferentes obras de construcción. En Colombia, es un objetivo novedoso la reutilización de dichos residuos sobrantes, ya que se han venido trazando las entidades públicas encargadas de gestionar la construcción y el medio ambiente. 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. (Portafolio, 2015) Más desalentador resulta el panorama si revisamos las cifras de reutilización de los países europeos como Alemania, Luxemburgo, Dinamarca, Finlandia, Irlanda, los cuales superan el 50 % de reutilización de RCD. (Camacol, 2015) Hasta ahora en Bogotá la única alternativa para manejar los residuos de las construcciones es depositándolos en vertederos legales o ilegales en el mejor de los casos, sin embargo, esta opción no es sostenible pues es inminente el agotamiento de los sitios de disposición cercanos al casco urbano, de hecho, en los últimos años la CAR (Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca) ha detectado la presencia de 94 sitios de disposición ilegal de escombros en Bogotá y sus alrededores (Camacol, 2015), que en algunos casos han ido destruyendo los humedales. Poco más del 5 % a 10 % de este tipo de residuos son sometidos a procesos de 15 reciclaje y reutilización, en un par de empresas que a la vez que expiden certificado de disposición legal de escombros, comercializan productos granulares que cumplen con la normativa colombiana para uso en construcción. En ésta investigación se analizó el proceso de construcción de una edificación ubicada en el barrio Santa Isabel de la ciudad de Bogotá, donde se estudiará como análisis de caso la situación actual en cuanto al manejo de materiales y desechos de construcción. Adicionalmente y obedeciendo al concepto de sostenibilidad donde no se puede dejar de lado la parte técnica, se quiso exponer el beneficio económico que brinda la reutilización de residuos en obra y para esto se realizaron ensayos de laboratorio modelando elementos no estructurales como lo son mesones de cocina, implementando como agregados gruesos y finos tritura miento de escombros. Se contempló la recuperación y reciclado de algunos residuos de construcción y demolición como aspecto fundamental a tener en cuenta en el momento de planeación y gestión de los proyectos para determinar así la influencia que el aprovechamiento de materiales pueda tener en el presupuesto y en mejor operación de los mismos. Mediante este trabajo también se planteó la idea de buscar y crear estrategias como alternativas aplicables a las etapas de diseño, planeación y edificación, por medio de las cuales se pueden aprovechar los recursos naturales y energéticos de modo tal que su impacto ambiental sea mínimo. Se pretendió evidenciar que, con el uso de los materiales reutilizados, se podrá obtener grandes ahorros en el transporte de residuos de la construcción y de materias primas y resaltar su injerencia especialmente en las áreas urbanas o en los proyectos de construcción donde se pueden reunir la demolición y la nueva obra, también donde es factible reciclar una gran cantidad de escombros en el mismo lugar de trabajo o en la cercanía. 16 2 Descripción del problema El gremio de la construcción en nuestro país no está educado en su mayoría a contribuir y aportar beneficios al entorno ambiental como urbano, puesto que carecen de capacitaciones y estudios para darle un manejo apropiado a los escombros o residuos sobrantes en las obras de edificaciones, de allí nace la idea de lograr un mejor aprovechamiento de estos residuos, reutilizándolos en la misma obra o en industrias vinculadas al tema de la construcción, de igual manera se está generando ciertas normatividades y certificaciones para que todas las personas que se encuentran en la construcción tomen conciencia en el daño que se le hace al medio ambiente cuando no se generan estrategias para la ubicación de los escombros. Construcción de viviendas moverá $ 31,8 billones en el 2016 El total de personas ocupadas en la construcción llegó a los 1’372.193, cifra que se traducen en una participación del 6,3 por ciento en el total de empleados a nivel nacional (El Tiempo, 2015). En Bogotá hay 18.861 viviendas ilegales La secretaría del hábitat a través de la subsecretaría de inspección, vigilancia y control de vivienda, identificó 18.861 ocupaciones ilegales en las que habitan más de 34 mil personas en la ciudad de Bogotá, según un reporte realizado el 30 de junio de 2015. Dentro de las localidades las que tienen mayor índice de ocupación informal son ciudad Bolívar con 6.911 ocupaciones, seguida de Rafael Uribe Uribe con 2.663; Bosa con 2.079; Usme con 1945; y Usaquén con 1.564, mientras que las localidades con menosocupaciones son Tunjuelito con 48 y Engativá con 63 (Espectador, 2015). 17 PROYECTO DE ACUERDO No. 198 DE 2010 Por medio del cual se dictan normas para el manejo integral de escombros en Bogotá D.C., y se dictan otras disposiciones. Bogotá como ciudad capital crece y se transforma constantemente, gracias a las obras privadas y obras públicas de gran magnitud, las cuales generan volúmenes considerables de escombros estimados en 12.000.000 millones de toneladas de obra civil anualmente. Los escombros se pueden definir como "los residuos de construcción y demolición que se generan en el entorno urbano y no se encuentran dentro de los comúnmente conocidos como residuos sólidos urbanos, ya que su composición es cualitativamente distinta". Estos materiales presentan características inertes, y son constituidos por tierra y áridos mezclados con rocas, restos de hormigón y ladrillos, en general todos los desechos que se producen del movimiento de tierras y construcción de edificaciones y obras de infraestructura. Los residuos de construcción y demolición RCD, conocidos como escombros, constituyen un amplio porcentaje del total de residuos generados. Este residuo se genera en cualquier tipo de obra, ya sea en trabajos de demolición, rehabilitación, reforma o nuevas construcciones. La composición de los escombros es muy variada. En principio, no deben contener ninguna fracción de plásticos, materia orgánica, papeles, etc. Sin embargo, estos residuos son bastante heterogéneos y difíciles de manejar; en general, se puede decir que el escombro está compuesto por un 35% de hormigón, un 65% de material de albañilería (cerámico, escayolas, etc.). Hoy, el manejo integral de escombros en el Distrito Capital presenta un grave proceso de desorganización, una normatividad dispersa y escaso de control de las diferentes entidades competentes sobre todo por la inadecuada disposición final de los mismos en las zonas de 18 protección ambiental, rondas hídricas, quebradas y humedales, entre otros, sumado al alto impacto sobre el uso del suelo, toda vez que la gran mayoría de estos tienen vocación agrícola. Este mismo informe señala que la capital produce diariamente más de 450 toneladas de escombros y desechos de materiales de construcción que son depositados clandestinamente en parques, potreros, separadores, zonas verdes, conjuntos residenciales y humedales, esto realmente es una situación preocupante, ya que la cantidad de escombros dispuestos en el relleno sanitario doña Juana, en porcentaje no corresponde a la cantidad de escombros de origen domiciliario que deben ser descargados en los sitios autorizados. Dentro de los factores más afectados por la mala disposición de los escombros es el componente hídrico ya que se alteran las propiedades fisicoquímicas de aguas subterráneas así mismo, cuando la disposición de los escombros se hace en rondas de ríos, quebradas o humedales también se genera alteración en la calidad del agua de dichos cuerpos de agua. Por su parte, el componente social es uno de los más implicados dado que la mayoría de estos sitios se localizan en zonas residenciales perimetrales al distrito, siendo vectores de enfermedades respiratorias, además alterando el aspecto visual de estos sitios (impacto paisajístico) ya que se modifican las condiciones normales del suelo en el área de influencia (Anales de concejo , 2010) Es claro el problema ambiental que genera la mala disposición de los escombros, el cual es la contaminación de la atmosfera causada por residuos o productos secundarios gaseosos, solidos o líquidos; que generen afectación tanto a la salud humana como en general al medio ambiente. Algunas fuentes hídricas superficiales como lo son los ríos, quebradas, cañadas, charcas son vulnerables a la mala disposición que le damos a los escombros ya que estos 19 generan problemas de mal olor y sabor en nuestras fuentes hídricas, reducen la cantidad de oxígeno, generan acumulación de sedimentos, además de cambios químicos producidos por contaminantes orgánicos e inorgánicos. De igual manera el suelo también se puede afectar ya que las malas disposiciones de los escombros generan una capa de residuos sólidos que acaban con la biodiversidad y la productividad del suelo, así mismo la inadecuada manera de colocar escombros en las vías tanto peatonales como vehiculares, esto ya genera un problema social ya que donde se encuentran acumulación de materiales solidos se van a formar proliferaciones de vectores, animales, recicladores, malos olores y lixiviados. La inadecuada disposición de los escombros no solo es una problemática ambiental relacionada con la invasión del espacio público y la afectación de ecosistemas, también se incluye el deterioro y deficiencia en los sistemas de acueductos y alcantarillado. Cabe destacar a su vez, que la continua explotación e intervención del suelo por parte de las industrias, también afecta en gran proporción las propiedades físico-químicas y biológicas de este, sin contar con el lento pero relevante empobrecimiento de los recursos naturales utilizados para la producción del concreto cada vez que este requiera ser elaborado. Es responsabilidad de las autoridades ambientales como regionales generar mecanismos de control para la correcta disposición de los escombros, de allí nace la idea de generar la reutilización de los materiales de escombros en la misma obra como en otras industrias, por ejemplo la madera, ya que esta se puede reciclar y generar en un producto nuevo o reutilizarla en la misma obra. Así mismo dentro de los centros educativos se están adelantando investigaciones a nivel sur y centro americano, en la cual se fomentan propuestas para el aprovechamiento racional de estos escombros, favoreciendo la conservación del medio 20 ambiente y proporcionando alternativas técnicas de nuevos materiales como el concreto, arcilla, acero. Este proyecto es desarrollado dentro del programa de ingeniería civil buscando una alternativa viable a la reutilización y disposición de escombro generada en una obra de construcción. 21 3 Objetivos 3.1 Objetivo general Analizar el potencial de reutilización del material considerado residuo de procesos constructivos a partir de un análisis de datos tomados en un proyecto específico y proponer una estrategia que facilite el desarrollo sostenible en el campo de la construcción. 3.2 Objetivos específicos Cuantificar mediante una previa clasificación los diferentes tipos de residuos sobrantes existentes en la construcción de una vivienda tomada como análisis de caso. Valorar la resistencia a la flexión del residuo de mampostería en la utilización o elaboración de mesones de cocina. A partir del análisis anterior determinar la sostenibilidad de una propuesta metodológica para ser replicada en otros proyectos. Recopilar los resultados adquiridos en los estudios previos en la clasificación de los residuos de construcción. Concluir sobre los resultados obtenidos con el fin de llegar a una estrategia de sostenibilidad. 22 4 Marco referencial 4.1 Marco teórico La concientización sobre el deterioro ambiental que ha sufrido el planeta, ha derivado en la creación del concepto de sostenibilidad aplicado a las actividades desarrolladas por el ser humano, más que todo en el ámbito de la construcción; con el cual se promueve el interés de satisfacer las necesidades de las actuales generaciones sin comprometer ni agotar los recursos para que en un futuro logren atender las suyas. (MARVAL, 2011). Esta corriente ha influenciado fuertemente la práctica de la construcción. Las diferentes estrategias aplicadas en los procesos de construcción que permiten aprovechar los recursos naturales de tal modo queminimicen el impacto ambiental de las obras sobre el medio ambiente y sus habitantes (MARVAL, 2011). Por extensión, el concepto se aplica igualmente en el urbanismo. La construcción con materiales sostenible en obras surge de la búsqueda de un entorno urbano sostenible que satisfaga la necesidad de la sociedad por la infraestructura ofreciendo un entorno saludable a los ocupantes de edificios, u otras obras civiles siendo responsable con el medio ambiente. (Donoso, 2010). En países de Latinoamérica, apenas se ha incursionado el tema de la sostenibilidad de materiales en la construcción debido a la falta de desarrollo industrial que posee el continente sur y centro americano, personal técnico, apoyo del sector público privado, y otras barreras comunes en el país por las cuales se sigue construyendo en forma convencional y generando grandes impactos ambientales. 23 El término “sostenibilidad” es relativamente nuevo en el terreno de la producción de materiales a diferencia de aspectos como la economía, fue en el sector pesquero donde la reutilización de los recursos comenzó a tomar importancia, se hizo un análisis del tiempo que le llevaba al ambiente el equilibrar su explotación, a lo que se llamó tasa de reutilización del recurso. (Romero, 2012). En los años setenta los sectores pesqueros y forestales fueron los primeros en establecer políticas sobre las cantidades de material extraído en función de la tasa de reutilización del recurso, aún no se hablaba de desarrollo sostenible y dichas tasas aun no eran datos precisos, se tenían incógnitas acerca de las estrategias para controlar la explotación. Fue en los años ochenta con la “Estrategia Mundial de Conservación”, un trabajo que hizo la Unión Internacional por la Conservación de la naturaleza (UICN) en combinación con la Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (UNESCO), que se profundizó en el concepto de desarrollo sostenible. Posteriormente la Comisión Brundtland lo introdujo en el medio político. (Romero, 2012). El concepto de desarrollo sostenible se viene trabajando desde hace varios años y presenta varias definiciones que en general apuntan a lo mismo, cada disciplina ha apropiado estos conceptos. Uno de los conceptos más generales lo dio el informe Brundtland (1987), el cual, acuña el concepto de desarrollo sostenible, como el que busca “satisfacer los intereses del presente sin comprometer las posibilidades de las generaciones futuras de satisfacer sus propias necesidades.” (Rojas, 2008). Necesariamente para satisfacer las necesidades hay que apropiar recursos, lo que implica que todos estos conceptos de sostenibilidad sean mirados también desde el punto de vista de la disponibilidad real de la materia prima. El consumo de los recursos no renovables nos pone ante el dilema ético de decidir la cantidad que podemos utilizar hoy y la que tenemos que dejar para las generaciones futuras, si tratamos el tema dentro de una estrategia global de desarrollo sostenible. (Rojas, 2008). 24 El desarrollo sostenible implica la utilización de un enfoque integrador del desarrollo humano, que considera a la vez objetivos sociales, económicos, ambientales y de gobernabilidad. La tecnología que se emplee marcará los impactos sobre el medio ambiente, tanto los positivos como los negativos. (CCCS, 2008). Una tecnología, en el caso de los recursos en las obras, es sustentable si permite que se reutilice las reservas para la cual se diseñó. Pero, además, es sustentable si es capaz de crear sistemas tecnológicos abiertos que permitan utilizar los desechos de la producción, para obtener otras producciones y utilizar los minerales acompañantes. La existencia de escombros producidos como consecuencia de los sistemas productivos actuales es una muestra de incapacidad tecnológica y de una seria amenaza para el medio ambiente; esos escombros contienen otros minerales que no se pueden aprovechar actualmente y que, como consecuencia de los agentes naturales y artificiales, son afectados por la erosión y por lo tanto constituyen en fuente de contaminación. Para evaluar cómo una tecnología es capaz de propiciar un marco favorable para la protección de la naturaleza, es suficiente con valorar su capacidad de propiciar la generación de impactos negativos y positivos. El empleo de tecnologías modernas permite crear materias primas artificiales las cuales sustituyen las naturales en el proceso de producción, esto facilita la protección de innumerables recursos, especialmente cuando existen restricciones legales, lo cual contribuye al proceso de regeneración natural al no estar sometidos a los niveles sobre la explotación actual. La integración es artificial teniendo en cuenta que después de ser procesados los minerales pierden un alto porcentaje de sus características iniciales, sin embargo, estas transformaciones no se pueden considerar tan profundas como para no permitir la reinserción al medio. (Rojas, 2008). 25 Materiales Aglomerantes: Son aquellos materiales que, mezclados con agua, forman una masa plástica capaz de adherirse a otros materiales y que, al cabo del tiempo, por efectos de transformaciones químicas, fraguan, es decir, se endurecen reduciendo su volumen y adquiriendo una resistencia mecánica. Los materiales aglomerantes se suelen clasificar en aéreos e hidráulicos. Los aglomerantes aéreos son los que fraguan y endurecen en el aire, siendo incapaces de adquirir cohesión en un medio húmedo. Dentro de este grupo se encuentran el yeso y la cal grasa o aérea. Por su parte, los aglomerantes hidráulicos son aquellos que fraguan y endurecen en el aire y en un medio húmedo. Dentro de este grupo están el cemento y la cal hidráulica, así como los morteros y hormigones (Sistemamid, 2014). Materiales pétreos: Provienen de una fuente abundante, sin embargo, su obtención y transporte requieren grandes cantidades de energía. (Romero, 2012). El impacto ambiental se puede mesurar en la trasformación de los paisajes y su repercusión en el equilibrio de especies vivientes. El principal uso de los materiales pétreos es el de formar parte de mezclas de concreto. Para no desaprovechar la energía que se necesitó para producir concreto, la mejor opción, una vez que el elemento de concreto dejó de ser útil, es convertirlo en agregado y darle un nuevo uso. (Romero, 2012). Como motivación adicional está el hecho de que el escombro representa la principal causa de colapso de los basureros municipales. Escombros: Son el conjunto de fragmentos o restos de ladrillos, hormigón (mezcla de cal, arena, agua y piedra), argamasa (es la mezcla de cal, arena y agua, que popularmente se conoce como mezcla), acero, hierro, madera, etc., provenientes de los desechos de construcción, remodelación y/o demolición de estructuras, como edificios, residencias, puentes, etc. Podemos identificar, en los escombros que se producen durante una construcción, la existencia de dos tipos de residuos: Los residuos (fragmentos) de elementos prefabricados, como materiales de cerámica, bloques de cemento, demoliciones localizadas, 26 etc.; los residuos (restos) de materiales elaborados en la obra, como hormigón y argamasas, que contienen cemento, cal, arena y piedra (Cempre, 2014 ) Los escombros de construcción se componen de restos y fragmentos de materiales, mientras los de demolición están formados prácticamente sólo por fragmentos, teniendo por eso mayor potencial cualitativo comparativamente con los escombros de construcción. Cementos: El término cemento se aplica, con carácter general, a cualquier producto que presente propiedades adhesivas y sea capaz de unir partes o piezas de un objeto o construcción. Así, con esta denominación se engloban productos de muy diversa índole constituidos porsílice, alúmina, resinas sintéticas, etc. (Sistemamid, 2014). Hormigones: En la actualidad, la mayor parte del cemento que se produce se emplea en la fabricación de hormigón por el gran número de aplicaciones que tiene, empleándose en cimientos, forjados, columnas, etc. Los diferentes de hormigón más importantes son: Hormigón armado: Se trata de un hormigón al que se le introducido una armadura de varillas o barras de acero. De esta forma se logra un material resistente tanto a la compresión, aportada por el hormigón, como a la tracción, aportada por la estructura metálica. Para la construcción de elementos con hormigón armado, se introduce la armadura en el interior del encofrado y a continuación se vierte el hormigón. Si se trata de un elemento horizontal como una viga, la armadura metálica se sitúa en la parte inferior del elemento, que es la sometida a tracción al aplicar un esfuerzo de flexión (Sistemamid, 2014). Hormigón pretensado: Es una variedad de hormigón armado, cuyas barras metálicas han sido tensadas antes de que se produzca el fraguado del hormigón, manteniéndolas tensadas hasta el endurecimiento del hormigón. De este modo, se crea una compresión 27 previa del hormigón, de forma que, además de las características mecánicas del hormigón armado, se logra mejorar sustancialmente la resistencia a la tracción (Documents, 2011) Metales: El acero y el aluminio, son los metales más encontrados entre los suministros de una obra. Ofrecen ventajas al conformar elementos ligeros y que permiten tiempos de entrega breves; pero para llegar a obtener un producto utilizable, la demanda de energía es grande. Vale la pena recuperar estos materiales después de haber sido usados, ya que mediante esta práctica se suman menos toneladas de CO2 que si se busca usar materiales de primera mano. (Romero, 2012). Maderas: Se les consideran materiales sostenibles dado que son recursos renovables, pueden transformarse en elementos estandarizados y se puede reciclar dándole forma de tableros aglomerados o como fuente de energía. Su cualidad de material sostenible depende de factores como el control en la explotación forestal. (Romero, 2012). Rocas y Piedras: Las rocas se extraen de las canteras o excavaciones, arrancándolas por medio de máquinas (piedras blandas), o por voladuras (piedras duras). En ambos casos se obtienen grandes bloques de roca sin una forma determinada. Para su uso en construcción es necesario realizar en primer lugar un desbaste, que consiste en eliminar las partes más bastas de los bloques y prepararlas para la labra, que consiste en darles las dimensiones y formas requeridas (Docs, 2010). Materiales Cerámicos: Se obtienen a partir de arcillas, que por la gran plasticidad que presentan en estado húmedo, son fácilmente moldeables. La plasticidad de las arcillas depende fundamentalmente del contenido en agua que posean, y de las sustancias que la acompañan como carbonatos, micas, cuarzo, etc. Las arcillas que se utilizan habitualmente 28 para fabricar piezas de uso industrial están compuestas por una mezcla de arcilla común y caolín, que constituyen la materia plástica, junto con otros componentes no plásticos y que se añaden con diferentes objetivos (Docs, 2010). Vidrio: Es una sustancia amorfa fabricada sobre todo a partir de sílice fundida a altas temperaturas. El vidrio es una sustancia amorfa, se enfría hasta solidificarse sin que se produzca cristalización, que se halla en un estado vítreo en el que las unidades moleculares, aunque están dispuestas de forma desordenada, tienen suficiente cohesión para presentar rigidez mecánica (Saint, 2010). Materiales aislantes: Los aislantes térmicos son materiales de gran importancia ya que su uso permite controlar la temperatura de los espacios, lo cual se traduce en ahorro energético para los sistemas de aire acondicionado y calefacción. Las presentaciones son muy variadas, así como los orígenes de estos elementos. Podemos encontrar aislantes sintéticos en forma de espumas plásticas, también fibras minerales, vidrio celular, etc. Los aislantes de origen renovable como el corcho, cáñamo o la celulosa, tienen implícito un valor adicional que deberá ser considerado si se busca incrementar la sostenibilidad en la producción del inmueble. (Romero, 2012). Plásticos: Para obtener los diferentes compuestos plásticos se requiere una gran inversión de energía y estas industrias producen muchos agentes contaminantes. Sin embargo, las aplicaciones que tienen los plásticos en la industria de la construcción son muy variadas y poseen propiedades por demás útiles, como una alta resistencia, estabilidad, ligereza y baja conductividad térmica y eléctrica. (Romero, 2012). Resistencia a la flexión: Cuando se carga una viga y se está solicitada a flexión, el comportamiento de ésta es esencialmente elástico y toda la sección contribuye a resistir el 29 momento exterior. Cuando la tensión en la fibra más esforzada de alguna sección excede la resistencia del concreto a la tensión, empiezan a aparecer grietas; a medida que se incrementa la carga, estas grietas aumentan en número, en longitud y en abertura, a partir de la aparición de las primeras grietas, el comportamiento del espécimen ya no es elástico y las deflexiones no son proporcionales a las cargas. En las regiones agrietadas, el acero toma prácticamente toda la tensión, y es en esta etapa cuando el esfuerzo en el acero aumenta hasta alcanzar su valor de fluencia; desde que el acero empieza a fluir, la deflexión crece en forma considerable sin que apenas aumente la carga. Los primeros síntomas de la fluencia del acero son un incremento notable en la abertura y longitud de las grietas y un quiebre marcado en la curva carga-deflexión, a medida que aumenta la longitud de las grietas, la zona de compresión se va reduciendo, hasta que el concreto en esta zona es incapaz de tomar la compresión y se aplasta, el primer indicio de aplastamiento es el desprendimiento de escamas en la zona de compresión, cuando esto ocurre, la carga disminuye con mayor o menor rapidez, dependiendo de la rigidez del sistema de aplicación de la carga, hasta que se produce el colgado final (Acosta, Gallegos, Vega, Jimenez, Madrid, Noval, 2002). Según la cantidad de acero longitudinal con que está reforzada la pieza, éste puede fluir o no antes de que se alcance la carga máxima, cuando el acero fluye el comportamiento del miembro es dúctil; es decir, se producen deflexiones considerables antes del colapso final, en este caso se considera que el elemento es sub reforzado por cambios en la rigidez, si la cantidad de acero longitudinal a tensión es grande, éste no fluye antes del aplastamiento y se dice entonces que el elemento es sobre reforzado, puede suceder que el elemento alcance su resistencia precisamente cuando el acero empieza a fluir. En este caso, se dice que el elemento es balanceado (Acosta, Gallegos, Vega, Jimenez, Madrid, Noval, 2002). 30 En el elemento sometido a flexión se crea un estado de esfuerzos heterogéneo, la parte inferior se encuentra fraccionada y la parte superior comprimida, además debido a la variación del momento a lo largo de la muestra los esfuerzos relacionados con el momento también varían. La ecuación para determinar el momento flector es la siguiente: 𝑀𝑓𝑙𝑒𝑐 = 𝑃 ∗ 𝐿 4 Ilustración 1. Esquema de carga para la flexión. Fuente: (UTP, 2010). Al flexionarse los elementos las secciones transversales giran y hacen que las fibras, longitudinales inicialmente rectas dejen de serlo, y se curven alargándose o acortándose según sea su posición en el interior del elemento. Existen fibras longitudinales que ni se alargan ni se acortan, a esas fibras se les denomina FIBRAS NEUTRAS. 31 Ala superficie donde se encuentran las fibras neutras se les denomina superficie neutra, las fibras que están por encima o por debajo de la superficie neutra alargaran o acortaran según hacia donde flexione el elemento. A las fibras transversales de la superficie neutra se les denomina líneas neutras o ejes neutros, alrededor de ellos giran las secciones transversales. 4.2 Marco conceptual Construcción Sostenible: Se refiere a la mejoría de prácticas durante toda la vida útil en la construcción de edificaciones u otras obras civiles, (diseño, construcción y operación), las cuales aportan de forma efectiva a minimizar el impacto en el sector del cambio climático, por las emisiones de gases de efecto invernadero y del consumo de recursos y la pérdida de biodiversidad. La finalidad de los proyectos sostenibles en común es la reducción de su impacto negativo en el ambiente y un mayor bienestar a los ocupantes de las diferentes obras. (CCCS, 2008). Sostenibilidad: El adjetivo sostenible refiere a algo que está en condiciones de conservarse o reproducirse por sus propias características, sin necesidad de intervención o apoyo externo, cuando se habla de desarrollo sostenible, por ejemplo, se está haciendo mención a la posibilidad de lograr que una región crezca a partir de la explotación de sus recursos, sin que dicha explotación lleve a poner en riesgo la existencia futura de los recursos en cuestión. El desarrollo sostenible es aquel que se logra sin perjudicar al medio ambiente y sin poner en riesgo las posibilidades de desarrollo de las generaciones futuras. (Definicion, 2015). 32 Residuo solido: Los residuos sólidos, constituyen aquellos materiales desechados tras su vida útil, y que por lo general por sí solos carecen de valor económico, se componen principalmente de desechos procedentes de materiales utilizados en la fabricación, transformación o utilización de bienes de consumo. Todos estos residuos sólidos, en su mayoría son susceptibles de re aprovecharse o transformarse con un correcto reciclado. Los principales "productores" de residuos sólidos somos los ciudadanos de las grandes ciudades, con un porcentaje muy elevado, en especial por la poca conciencia del reciclaje que existe en la actualidad. Afortunadamente esto está cambiando poco a poco, y problemas como el cambio climático, son ahora una amenaza real y a corto plazo. RCD: Los residuos de construcción y demolición (RCD) proceden, en su mayor parte, de derribos de edificios o de rechazos de los materiales de construcción de las obras de nueva planta y de pequeñas obras de reformas en viviendas o urbanizaciones. Con arreglo a la legislación española, las competencias sobre el control de su producción y gestión corresponde a las Comunidades Autónomas, a excepción de los RCD procedentes de obras menores domiciliarias, cuya gestión (al menos la recogida, transporte y eliminación) corresponde a las Entidades locales (Consejeria de medio ambiente , 2008). Clasificación de RCD atendiendo a su tratamiento. • Categoría I: Residuos de construcción y demolición, que contienen sustancias peligrosas según operaciones de valorización y eliminación de residuos y cuya producción se realice en una obra de construcción y/o demolición. • Categoría II: Residuos de construcción y demolición sucio, es aquel no seleccionado en origen y que no permite, a priori, una buena valorización al presentarse en forma de mezcla heterogénea de residuos. 33 • Categoría III: Residuos inertes de construcción y demolición limpio, es aquel seleccionado en origen y entregado de forma separada, facilitando su valorización, y correspondiente a alguno de los siguientes grupos: Hormigones, morteros, piedras y áridos naturales mezclados. Ladrillos, azulejos y otros cerámicos. • Categoría IV: Los residuos comprendidos en esta categoría, serán residuos inertes, adecuados para su uso en obras de restauración, acondicionamiento y relleno o con fines de construcción, y deberán responder a alguna de las siguientes características: o El rechazo inerte, derivado de procesos de reciclado de residuos de construcción y demolición que, aunque no cumplan con los requisitos establecidos por la legislación sectorial aplicable a determinados materiales de construcción, sean aptos para su uso en obras de restauración, acondicionamiento y relleno. o Aquellos otros residuos inertes de construcción y demolición cuando sean declarados adecuados para restauración, acondicionamiento y relleno, mediante resolución del órgano competente en materia ambiental de la Junta de Extremadura o del órgano competente en materia de minas cuando la restauración, acondicionamiento y relleno esté relacionada con actividades mineras. Residuo sólido aprovechable: Es cualquier material, objeto, sustancia o elemento sólido que no tiene valor de uso directo o indirecto para quien lo genere, pero que es susceptible de incorporación a un proceso productivo. (Inforeciclaje, 2010). Residuo Sólido no aprovechable: Es todo material o sustancia sólida o semi-sólida de origen orgánico e inorgánico, putrescible o no, proveniente de actividades domésticas, 34 industriales, comerciales, institucionales, de servicios, que no ofrecen ninguna posibilidad de aprovechamiento, reutilización o reincorporación a un proceso productivo. (Inforeciclaje, 2010). Flexión pura: Se refiere a la flexión de un elemento bajo la acción de un momento flexionante constante. Cuando un elemento se encuentra sometido a flexión pura, los esfuerzos cortantes sobre el son cero. Un ejemplo de un elemento sometido a flexión pura lo constituye la parte del elemento entre las dos cargas puntuales P. El diagrama de cortante ilustra que en la parte central del elemento no existen fuerzas cortantes ya que está sometida únicamente a un momento constante igual a P*d, las partes de longitud d no se encuentran en flexión pura puesto que el momento no es constante y existen fuerzas cortantes. Para poder determinar los esfuerzos producidos en un elemento sometido a flexión es necesario primero realizar un estudio de las deformaciones normales producidas sobre la sección transversal del elemento (Chaluis, 2013). Momento flector: Es la suma algebraica de los momentos producidos por todas las fuerzas externas a un mismo lado de la sección respecto a un punto de dicha sección, el momento flector es positivo cuando considerada la sección a la izquierda tiene una rotación en sentido horario (Jaramillo, 2010). 4.3 Marco legal CCCS: El Consejo Colombiano de Construcción Sostenible (CCCS), o Colombia Green Building Council, es una red de personas, empresas y entidades que promueve la transformación de la industria de la construcción para lograr un entorno responsable con el ambiente y el bienestar de los colombianos. (CCCS, 2008). Fundado en febrero de 2008 como una organización privada sin ánimo de lucro, el CCCS es Miembro Pleno del Consejo 35 Mundial de Construcción Sostenible (WorldGBC, por su sigla en inglés) desde noviembre de 2009. (CCCS, 2008). Para cumplir su misión cuenta con el apoyo de su Red de Miembros y de alianzas estratégicas con el gobierno, la academia y otras ONGs. Su visión es ser el organismo de referencia en cuanto a la construcción sostenible en el nivel nacional y protagonista en el mundo. Los valores de la organización son inclusión, transparencia, integridad, ética y enfoque multidisciplinario. (CCCS, 2008). Todos los Miembros del CCCS encontrarán oportunidades de participación en condiciones de igualdad en la Red, sin excepción alguna. Comité directivo leed: Comités LEED tienen la responsabilidad principal de la elaboración, aplicación y revisión de los sistemas de calificación LEED. La estructura de los comités LEED incluye el Comité Directivo LEED, tres subcomités, y seis Comités Técnicos Consultivos (CTC),este último organizado en torno a la categoría de acreditación y especialización. (USGBC, 2010). El Comité de Dirección de LEED (LSC) es un grupo integrado de los voluntarios y personal encargado de desarrollar y mantener LEED como herramienta de liderazgo, de igual manera la preservación de la integridad de los sistemas de clasificación LEED, y asegurar el uso del proceso de consenso para evolucionar de acuerdo con la misión, principios rectores, y el plan estratégico del USGBC. El papel y las responsabilidades del comité de dirección LEED se detallan en el reglamento del comité, así como los fundamentos. (USGBC, 2010). Consejo de Construcción Sostenible Colombia – Código de buen gobierno: El consejo busca contribuir proactivamente en mejorar la calidad de vida de los colombianos y alcanzar 36 un ambiente sano y sostenible, y por lo tanto hará lo que este a su alcance para garantizar que sus miembros y proveedores cuenten con políticas ambientales efectivas y en implementación. Serán preferidos miembros y proveedores que trabajen activamente para minimizar el impacto ambiental de sus actividades y por direccionar sus acciones hacia una mayor sostenibilidad ambiental de sus procesos y productos, en el marco de respeto por el ambiente. (Codigo de buen gobierno , 2011). Título I de la orientación estratégica del ministerio de comercio, industria y turismo: Capítulo Primero “Misión. El Ministerio de Comercio, Industria y Turismo apoya la actividad empresarial, productora de bienes, servicios y tecnología, así como la gestión turística de las regiones del país, con el fin de mejorar la competitividad, la sostenibilidad e incentivar la generación de mayor valor agregado, lo cual permitirá consolidar su presencia en el mercado local y en los mercados internacionales, cuidando la adecuada competencia en el mercado local, en beneficio de los consumidores y los turistas, contribuyendo a mejorar el posicionamiento internacional de Colombia en el mundo y la calidad de vida de los colombianos. (Codigo de buen gobierno , 2011). Alianzas y convenios: Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible: apoyo en los estudios técnicos de base para la formulación de la Estrategia Colombiana de Desarrollo Bajo en Carbono (ECDBC) y participación en Talleres de Expertos. (Consejo de constitucion sostenible , 2014). 37 Departamento Nacional de Planeación: apoyo técnico al equipo que formula el Conpes de Urbanismo y Construcción Sostenible, y participación en Talleres de Expertos del Conpes y del Sistema de Ciudades. (Consejo de constitucion sostenible , 2014). Comité Asesor al Código Nacional de Construcción Sostenible (CNCS): miembro activo de este comité que monitorea su formulación. (Consejo de constitucion sostenible , 2014). Alianza mundial WorldGBC – Fundación Clinton (C40): CCCS apoya localmente la realización del informe sobre Bogotá (ciudad C40) y la formulación y desarrollo de proyectos específicos. (Consejo de constitucion sostenible , 2014). UNEP-SBCI (Iniciativa de edificaciones sostenibles de Naciones Unidas): alianza regional WorldGBC / Red de las Américas y UNEPSBCI, y aportes al informe sobre avances de la vivienda de interés social sostenible en América Latina. (Consejo de constitucion sostenible , 2014). Premio a la Vivienda de Interés Social Sostenible “Julio Mario Santo Domingo” – II Edición: 15 estudiantes inscritos de 7 universidades con tesis de grado en diseño de vivienda, soluciones y comunidades sostenibles. (Consejo de constitucion sostenible , 2014). Decreto 357 DE 1997: Por el cual se regula el manejo, transporte y disposición final de escombros y materiales de construcción (Alcaldia de Bogotá, 1997). Capítulo I De Las Normas De Conducta Artículo 5º.- La disposición final de los materiales a los que se refiere el presente Decreto deberá realizarse en las escombreras distritales, en las estaciones de 38 transferencia debidamente autorizadas por el Departamento Técnico Administrativo del Medio Ambiente, DAMA o en los rellenos de obra autorizados por las autoridades de planeación distrital (Alcaldia de Bogotá, 1997). Artículo 6º.- Está prohibido arrojar escombros en rellenos sanitarios. Resolución No. 01115 Por medio de la cual se adoptan los lineamientos técnico- ambientales para las actividades de aprovechamiento y tratamiento de los residuos de construcción y demolición en el distrito capital. Artículo 10o.- Calidad del material reciclado: Los materiales resultantes del tratamiento de los Residuos de la Construcción y Demolición –RCD- deberán cumplir las especificaciones técnicas con el fin de ser utilizados como insumos para las obras de infraestructura y/o construcción. (Alcaldia de Bogotá, 1997). 4.4 Antecedentes teóricos (estado del arte) 4.4.1 Sistemas de construcción sostenibles aplicadas al diseño y la construcción de edificios institucionales en la región. En el 2010 fue presentado en la Facultad de Ingeniería de la Universidad Pontificia Bolivariana de Bucaramanga, Sistemas de construcción sostenibles aplicadas al diseño y la construcción de edificios institucionales en la región por Jerson Orostegui y Manuel Zapata, como requisito para optar el título de Ingeniero Civil. El siguiente trabajo está enfocado hacia la aplicación de sistemas sostenibles a construcciones tradicionales, con el fin de convertirlas en construcciones sostenibles, se da entonces gran importancia a la certificación LEED, cuyos requerimientos son la base de producir edificaciones sostenibles, y se enmarcan en tecnologías que reduzcan el uso de recursos naturales y que a su vez los aprovechen, sin alterar de manera importante el medio ambiente en cada uno de sus sistemas; se ven entonces tecnologías para el ahorro de agua 39 potable, como son: recolección y tratamiento primario de aguas grises y de aguas lluvias. Para el ahorro de energía eléctrica se utilizan sistemas de paneles solares aprovechando la energía solar, ventanales sirviendo la iluminación del día, y sensores electrónicos. Para ello se toman como ejemplo las edificaciones sostenibles existentes a nivel nacional e internacional, que ofrecen información del procedimiento que se llevó a cabo para la elaboración de construcciones sostenibles, dentro del cual se muestran materiales, recursos y tecnologías, algunas ya mencionadas. Sin embargo; estas son pocas a nivel mundial ya que requieren una inversión monetaria importante que las personas y las empresas no están dispuestas a asumir sin tener en cuenta que la inversión realizada se recupera a mediano y largo plazo y luego se obtienen ganancias, además de promover el mejoramiento del medio ambiente y de la salud pública. (Jerson Orostegui Jaimes , 2010) 4.4.2 El concreto reciclado con escombros como generador de hábitats urbanos sostenibles. En Julio de 2003 fue presentado en la Facultad de Arquitectura de la Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín, El concreto reciclado con escombros como generador de hábitats urbanos sostenibles por Carlos Mauricio Bedoya Montoya, como requisito para optar el título de Magister en Hábitat. 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. La aceptación o no del concreto reciclado por parte de la población fue el aspecto que motivó a que una investigación previa, desarrollada en un marco eminentemente técnico, se constituyera en un proyecto de investigación para la Maestría en Hábitat. Después de conseguir óptimos resultados en cuanto a las características físicas, mecánicas del hormigón 40 confeccionado con escombros, tales como su resistencia, durabilidad y textura, se pensó que la introducción de este material compuesto enel campo de la construcción era cuestión de días. Sin embargo, dos años después de mostrar el producto a la comunidad académica, industrial y civil en general, este seguía siendo visto como algo “muy bonito”, interesante y “ecológico”, pero no más; proyectos que pudieron en su momento (1999 – 2000) haber sido construidos con este material, fueron desarrollados finalmente con el concreto tradicional, “la verdad es que la gente apenas se le diga que su vivienda está hecha con escombros va a pegar el grito”, era el argumento de los directores de proyectos y fiduciarias. La propuesta de un nuevo concreto basado en la sustitución de recursos no renovables por materias primas provenientes del reciclado de escombros es totalmente válida, si se recuerda que el concreto, dadas las nuevas tecnologías de construcción introducidas en nuestro medio, sigue siendo el protagonista. De tal manera que el planteamiento acerca de la validez de confeccionar concreto reciclado nos lleva al segundo paso, el cual consiste en diseñar la estrategia adecuada para acercar de manera formativa a la comunidad en general y a los profesionales de la construcción, a un material no convencional de uso en la actividad edilicia, basado en un concepto de sostenibilidad que combina las variables ambientales, técnicas y económicas coherentemente. Preocupa que el problema generado por la gran cantidad de escombros sea mirado desde el punto de vista de autorizar sitios para su disposición final, sin llegar a propuestas para implementar un programa que no solo logre la recolección organizada de éstos, sino que además proponga su reutilización y/o el reciclaje para la producción de áridos ecológicos que reemplacen los agregados naturales no renovables empleados en la confección de mezclas de concreto. En nuestro país el concreto es el material de construcción más utilizado y aún le quedan buenos años de protagonismo, por lo cual vale la pena encaminar los esfuerzos de la 41 comunidad académica y de la actividad edilicia hacia la consolidación de una cultura de construcción sostenible. (Gonzales, 2003). 4.4.3 Sostenibilidad de la explotación de materiales de construcción en el Valle de Aburrá. En el 2008 fue presentado en la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín, Sostenibilidad de la explotación de materiales de construcción en el Valle de Aburrá por María Isabel Ramírez Rojas, como requisito para optar el título de Maestría en Medio Ambiente y Desarrollo. En este trabajo se abordó el tema de la sostenibilidad de la minería de materiales de construcción en el Valle de Aburrá y se planteó desde las perspectivas: ambiental, económica y social. El objetivo principal de este trabajo fue evaluar la sostenibilidad de la extracción de materiales de construcción para lo cual se planearon varios objetivos específicos basados en una estimación de las reservas mineras existentes en el Valle de Aburrá, un estimativo de la demanda y tendencias de consumo de materiales de construcción lo anterior se usó para conocer los posibles años de agotamiento de los materiales de construcción en el mencionado Valle. Al concluir el trabajo se encontró que las actividades mineras en el Valle de Aburrá se realizan bajo parámetros de insostenibilidad, dejando graves daños de difícil y costosa reparación, tanto en lo físico, como en lo económico y social. De esta investigación se obtuvo que los escenarios de agotabilidad para las arenas están entre los años 2013 y 2027, y para los triturados y gravas el escenario de agotabilidad está entre el año 2011 y 2019. Por la cercanía de las fechas mencionadas el sector constructivo del Valle de Aburrá se verá abocado a la búsqueda de nuevas fuentes un poco más lejos del Valle o la búsqueda de nuevas prácticas 42 como el reciclaje o cambio de materiales. (Ramirez , 2008) 4.4.4 Construcción sostenible de edificios: una alternativa responsable para el desarrollo urbano de Quito. En el 2010 fue presentado en la Facultad de Ingeniería de la Pontificia Universidad Católica del Ecuador, Construcción sostenible de edificios: una alternativa responsable para el desarrollo urbano de Quito por Pablo José Daza Donoso, como requisito para optar el título de Ingeniero Civil. Estudios demuestran que la construcción de edificios en el desarrollo urbano genera impactos ambientales negativos en todas sus etapas, algunos de ellos importantes en el Ecuador. Personas y organizaciones influenciadas por el movimiento contemporáneo de construcción sostenible están respondiendo con una serie de investigaciones, estándares y experiencias que mitigan los impactos ambientales de la construcción y operación de edificios produciendo lo que podría llamarse como “edificios sostenibles”. Entre la variedad de estándares existentes para edificios sostenibles se destaca Liderazgo en Diseño Energético y Ambiental (LEED por sus siglas en inglés) cuyo uso se está generalizando en Latinoamérica. Sin embargo, es necesario desarrollar una norma diseñada para las condiciones locales ya que en el Ecuador están empezando a surgir iniciativas relevantes para edificios con mejor desempeño ambiental, como es el caso del edificio corporativo de Ecuador Bottling Company Corp. en Quito el cual ha sido analizado en el presente documento. Finalmente, con una propuesta de participación social se ofrece un recurso efectivo para orientar los esfuerzos de la ciudadanía hacia la sostenibilidad urbana. (Daza , 2010). 43 4.4.5 Hacia la construcción de una arquitectura sostenible en Venezuela. En febrero del 2011 fue presentado en la Facultad de Ingeniería de la Universitat Politécnica de Catalunya, Hacia la construcción de una arquitectura sostenible en Venezuela por Yovanna Sando Marval, como requisito para optar el título de Master en Edificación, especialidad Tecnológica. Este es un trabajo realizado en la ciudad de Barcelona (España) donde la autora promueve una concientización sobre el problema energético y el deterioro ambiental que ha sufrido el planeta, ha derivado en la creación del concepto de sostenibilidad aplicado a las actividades desarrolladas por el ser humano, con el cual se promueve el interés de satisfacer las necesidades de las actuales generaciones sin comprometer ni agotar los recursos para que las del futuro logren atender las suyas. Esta corriente ha influenciado fuertemente la práctica de la arquitectura y la construcción. Las estrategias aplicadas a los procesos de diseño y edificación permiten aprovechar los recursos naturales de tal modo que minimicen el impacto ambiental de los edificios sobre el medio ambiente y sus habitantes. En Venezuela, el tema sostenible ha permitido investigaciones para adaptar los principios internacionales al caso local. Pero aún falta comprobar hasta dónde llega verdaderamente el efecto de pensar en el medio ambiente cuando se construye en este país, el tipo de arquitectura que se aplica y cómo son las ciudades que se están diseñando y edificando actualmente. Este trabajo pretende analizar la situación de Venezuela en cuanto al desarrollo sostenible en el sector de la construcción y proponer lineamientos que impulsen dicho desarrollo. (Sando , 2011). 44 5 Análisis de caso 5.1 Introducción y justificación ¿Qué tan viable es la reutilización de los materiales sobrantes de las obras en especial en la construcción de edificaciones, para la reutilización de los mismo en la obra o en otros proyectos? En Bogotá, la participación del sector de la construcción para el 2016 se prevé un incremento del 14,2% con respecto al del año pasado, de este modo la construcción de viviendas moverá alrededor de $31,8 billones para el presente año es por esta razón no hay duda alguna el sector de la construcción sea uncomponente significativo en la economía de la ciudad. A pesar de la gran importancia que el sector constructivo tiene en la ciudad, los problemas que este enfrenta son frecuentados, algunos de ellos son la baja productividad, la pobre calidad; en materiales, mano de obra entre otros, la falta en manejo de los residuos producidos por la construcción y así como el gran desperdicio de los materiales en la misma obra, hace contemplar una idea sobre la recuperación y el reciclado de todos los RCD, siendo todo lo anterior un aspecto fundamental a tener en cuenta en el momento de crear una planeación y una gestión de los proyectos, para determinar la influencia que el aprovechamiento de materiales pueda tener en el presupuesto y en convalecencia en la operación de los mismos. Sin embargo, esta industria continúa en la exploración permanente de técnicas, herramientas y principios que permitan su modernización y visión de la producción en el gremio de la construcción. El caso de estudio consiste en evaluar las fases de construcción de un edificio de vivienda multifamiliar de 4 pisos, ubicada en el barrio santa Isabel con residencias no más de dos 45 pisos. El proyecto consiste en la demolición del antiguo inmueble, modificación en su diseño, ampliación y un reforzamiento de estructuras; en el presente trabajo se explicará de forma clara y concisa cada una de las actividades, labores y procesos constructivos que se realizaron durante el debido seguimiento de esta obra. Construcciones de este tipo, especialmente viviendas multifamiliares en un edifico que no corresponden específicamente a un conjunto residencial, se han extendido y vienen desarrollándose en forma exponencial en la ciudad de Bogotá, tanto en volumen, materiales, procesos constructivos, que han venido aportando modernidad a nuestra ciudad con una variedad de proyectos en muchos de los barrios de la ciudad. La intención es proporcionar cada una de las experiencias que se presentaron con las visitas técnicas, y partiendo de allí se fomento la realización de que la investigación sirviese para futuras construcciones, inculcando sobre todo la responsabilidad que conlleva el buen manejo de los escombros o residuos en la construcción de una obra, todo esto para seguir avanzando y progresando a nivel constructivo. El auge experimentado en este sector, ha implicado la generación de importantes cantidades de residuos o desechos provenientes de una construcción, que por falta de estrategias y una debida planificación no se tiene una adecuada gestión final de los mismos, conllevando a que se depositen en vertederos, en muchas ocasiones de forma incontrolada. 46 5.2 Descripción El proyecto seleccionado se refiere a la construcción de una edificación para vivienda Multifamiliar ubicada en la calle 1g Bis #29b-61 Sur, barrio Santa Isabel perteneciente de la localidad de Los Mártires en la ciudad de Bogotá (Ilustración1). Construcción a cargo del señor Hermis Enrique Montoya Zuluaga quien presentó ante la curaduría urbana la solicitud de reconocimiento de la existencia de una edificación y licencia de construcción en el predio para la modalidad de demolición parcial, modificación, ampliación, reforzamiento de estructuras y cerramiento para la obra. Ilustración 2. Obra Calle 1g Bis #29b-61 Sur, barrio Santa Isabel en la Ciudad de Bogotá. Fuente: (Google Maps , 2016). La construcción de la obra consta de 4 pisos, que van de acuerdo a la ubicación y a la zona del predio, cabe resaltar que anteriormente en el sitio se hallaba una casa de vivienda unifamiliar de 2 pisos (Ilustración 2) que fue adquirida por el señor Hermis Enrique Montoya Zuluaga. 47 Ilustración 3. Domicilio anterior. Vivienda Unifamiliar de 2 pisos. Fuente: (Google Maps , 2016) Este proyecto consiste en la construcción de un edificio multifamiliar, que se dio inicio a partir del mes de julio del 2015 dando marcha con la demolición de la vivienda anterior, proceso el cual tardo 12 días, se debe resaltar que en la presente investigación el proceso de excavación no hizo parte de la zona de estudio debido a que se decidió analizar la obra desde la etapa de cimentación en adelante. Este proyecto tuvo un tiempo de ejecución de 8 meses de labor, la cual es terminada y entregada para finales del mes del mes de febrero del año 2016 (Ilustración 3). El edificio está constituido por 5 apartamentos independientes ubicados en el 2do, 3er y 4to piso, por una área de parqueadero para los residentes en el 1er piso; los 4 apartamentos del 2do y 3er piso cuentan con 1 habitación principal, 1 habitación secundaria, un baño, cocina, área de comedor y sala para un área techada de 42m 2 para cada uno de las residencias; el apartamento del 4to piso cuenta con 1 habitación principal, 2 habitaciones 48 secundarias, 2 baños, cocina, comedor, sala y una terraza para un área techada total de 85m 2 ; la zona de parqueadero tiene una capacidad para 4 vehículos, los estacionamientos tienen dimensiones que cuentan con 2,40m de ancho por 4,85m de profundidad; además de contar con un cuarto de depósito para todo el edificio. Ilustración 4. Obra Culminada en el mes de febrero del 2016. Fuente: Elaboración propia. 49 5.3 Características Ilustración 5. Área de los apartamentos. Fuente: Elaboración propia. La edificación cuenta con sistema estructural de mampostería reforzada donde se reparten los muros desde la cimentación hasta la cubierta cumpliendo con la normativa vigente del título D de la NSR-10, de igual manera el edificio cuenta con las siguientes características: un sistema de cimentación a partir de zapatas con vigas corridas con dimensiones de 1.0 x 1.0 m; las cuales se distribuyeron debajo de las 8 columnas que se construyeron alrededor de la obra, estas columnas poseen dimensiones considerables como por ejemplo 30x30, las cuales lograran un buen comportamiento ante cargas verticales. Las placas de entre piso se 50 distribuyeron de la siguiente manera; una placa de contra piso para el primer piso, placa Steel deck para el segundo y cuarto piso y una placa maciza para el tercer piso, los espesores de las losas variaron entre 10 y 12 cm. La cubierta se construyó liviana a partir de tejas termo acústicas apoyadas sobre perfiles metálicos de secciones C a dos aguas. En el primer piso se construyó la zona del parqueadero, con un área en la parte inferior que sirve como vacío permitiendo la iluminación y ventilación del inmueble, de igual manera se construyó un cuarto de almacenamiento debajo de las escaleras. El control de las diferentes redes como eléctricas, de gas y de agua potable se encuentran en el mismo piso, en cuanto a las redes de saneamiento se dispone de dos cajas de inspección para el control y mantenimiento de la edificación. En el segundo y tercer piso se encuentran dos apartamentos por piso, los cuales tienen las mismas características que son las siguientes: dos habitaciones, una sala comedor, una cocina, un baño y una zona de patio o de ropas. Los elementos no estructurales como lo son antepechos, dinteles, mesones de cocina, muros divisorios no estructurales, etc., fueron construidos a partir de los planos arquitectónicos y estructurales. El cuarto piso cuenta con un solo apartamento con las mismas características de los apartamentos anteriores de los otros pisos con la diferencia de que se modificó la distribución de los espacios y las áreas de los mismos ya que estas aumentaron, el último piso cuenta también con una zona de terraza o de bar-bq. 51 5.4 Metodología Una vez determinado el sitio de obra a analizar, se presenta una carta formal al señor Roberto De León (responsable de obra) con permiso de la Universidad de la Salle para acceder al terreno
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