Conferencia Sostenibilidad Del Concreto-25oct13_Ing. Ana Biondi

23/10/2013

Ing. Ana Biondi S. 1

SOSTENIBILIDAD Y CONCRETO

Ana Biondi Shaw

ANTECEDENTES

� El rápido desarrollo de los paises industrializados y los avances técnológicos unidos a las falsas ilusiones de recursos ilimitados y poca conciencia de futuros impactos estaban conduciéndonos por mal camino.

� Así en 1972 surge el Manifiesto para la supervivencia

(Goldsmith)

y en 1980 la UICN y la UNESCO dan a conocer lo que

se denominó Desarrollo Sostenible

ANTECEDENTES

� Por fin, en 1987 se publica el informe Our commonfuture en el que se define el desarrollo sostenible :

INFORME BRUNDLAND

“Desarrollo que satisface las necesidades del presente sin comprometer la capacidad de las generaciones

futuras para satisfacer las propias”

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ANTECEDENTES

ANTECEDENTES

� En 1994 aparece el concepto Construcción Sostenible aplicado a edificaciones y otros proyectos de infraestructura.

� Dentro de esta filosofía se debe manejar un proyecto desde su diseño hasta su demolición pasando por la construcción,uso y mantenimiento.

� El sector construcción resalta por emplear alrededor de la mitad de todos los recursos y genera un cuarto de todos los residuos

ANTECEDENTES

� Al referirnos al Medio Ambiente como uno de los tres pilares de la Sostenibilidad nos estamos refiriendo a impactos fuertemente dañinos o nocivos para este, tales como:

� Calentamiento global

� Acidificación

� Formación de SMOG

� Capa de Ozono

� Otros

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ASPECTOS BASICOS

� Algunos Aspectos Básicos para el Concreto Sostenible

� El Concreto como Material de Construcción

� El concreto es parte de nuestra sociedad

� Es un material compuesto de matriz y agregados

� La matriz está formada por cemento y agua

� El Cemento ¿fuente de contaminación?

ASPECTOS BASICOS

� El cemento conocido como CEMENTO PORTLAND se fabrica a partir de materias primas calcáreas y arcillosas (óxidos) que se combinan a altas temperaturas para formar los compuestos, sobre todo los silicatos de calcio ,quienes el endurecimiento.

� El combustible para llegar a esta temperatura (combinación) puede ser variable, básicamente Carbón. lo que produce emisiones varias y sobre todo de CO2.

ASPECTOS BASICOS

� El combustible para llegar a esta temperatura (combinación) puede ser variable, básicamente Carbón. lo que produce emisiones varias y sobre todo de CO2.

� Por otro lado al formarse el clinker se desprende CO2 del material calcareo

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ASPECTOS BASICOS

� El Refuerzo

� Sabemos que el concreto es 10 veces más resistente en compresión que en tracción, lo que en los elementos estructurales nos lleva al uso de acero de refuerzo.

� El refuerzo puede ser de resistencia media (420 a 690 Mpa) o de alta resistencia ,cables de pre o post-tensado (1035 a 1725MPa)

ASPECTOS BASICOS

Si bien la fabricación del acero es también contaminante, el hecho de que éste sea casi totalmente reciclado ,reduce fuertemente su impacto ambiental.

ASPECTOS BASICOS

� Ventajas y Limitaciones

� Ventajas del Concreto

Durabilidad

Versatilidad

Reducida Energía para cambios de temperatura

Moldeabilidad

Buen acabado

Color

Producto local

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ASPECTOS BASICOS

� Limitaciones

La más destacada y discutida es la referida a las emisiones de carbono, desde tres fuentes :

Energía para el horno de clinkerización

Emisión de los Calcáreos

Emisiones indirectas, Transporte y otros

ASPECTOS BASICOS

ASPECTOS BASICOS

� Sustainability of concrete construction in Indian context

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CONCRETO SOSTENIBLE

� Emisiones de CO2 por sectores

CONCRETO SOSTENIBLE

� ASPECTOS FUNDAMENTALES

I La Huella de Carbono

II La Durabilidad

III La Gestión del Agua

IV Las Propiedades Térmicas

V El Factor Humano

VI La Seguridad

VII Las tres Rs

VIII El Impacto Económico

CONCRETO SOSTENIBLE

� I-La Huella de Carbono

Total de emisiones de gases causadas por una organización, evento o producto expresado en peso de CO2.

Mide esencialmente la potencial contribución humana al cambio climático medida en peso de carbono equivalente.

Emisiones directas :Durante la Construcción

Emisiones indirectas : Durante el Ciclo de Vida

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CONCRETO SOSTENIBLE

� II-La Durabilidad y Vida Util

� La durabilidad de las Edificaciones se asocian con una larga vida de servicio o una vida útil mayor a la esperada (diseño).

� En cuanto al Concreto esta cualidad es primordial al ligarla a los aspectos financieros y de medio ambiente.

� La durabilidad está pues íntimamente ligada a la Sostenibilidad

CONCRETO SOSTENIBLE

� Señalemos que aunque el concepto de distribución del costo inicial a lo largo de la vida útil, es claro, no lo es tanto el llamado LCA.

� Así las emisiones de CO2 provenientes de la producción del cemento, consideradas críticas, no lo son tanto en el contexto de toda la vida de servicio y pueden equilibrar otras estructuras con bajas emisiones de CO2 y menor vida útil.

CONCRETO SOSTENIBLE

� Aclaremos que no son lo mismo vida útil que ciclo de vida y que la primera (diseño) podría ser de 50 años, sin embargo fácilmente podemos lograr concretos de alta Performance que duren 200 años y más.

� El ACI define los HPC como:”Concretos que alcanzan especial desempeño y uniformidad antes no alcanzados usando sólo materiales convencionales y métodos normales de mezclado ,colocación y curado”

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CONCRETO SOSTENIBLE

� EL PANTEON 125

CONCRETO SOSTENIBLE

� WARD´S CASTLE 1870

CONCRETO SOSTENIBLE

� El concreto es en esencia un material durable, aún en zonas agresivas si está correctamente preparado, además el concreto resiste a la vez que protege al acero de refuerzo de la corrosión.

� La corrosión del acero es el peor enemigo del concreto armado, pero con un concreto de baja permeabilidad el acero se conservará en estado de pasivación.

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CONCRETO SOSTENIBLE

� III-Gestión del Agua – Drenaje

� El desarrollo de la construcción de viviendas y oficinas, la cantidad de vehículos y por ende los

estacionamientos, ampliación de vías y otros están desplazando las áreas verdes con pisos duros.

� Estos son generalmente impermeables e impiden la penetración de las precipitaciones

CONCRETO SOSTENIBLE

� En la gestión del agua ,vemos generalmente al concreto en forma de embalses, canales, tubos, los sistemas de drenaje.

� Estos sistemas cada vez más cargados, y con más inundaciones y emergencias, lo que produce muchas veces arrastre de productos contaminantes y peligrosos.

CONCRETO SOSTENIBLE

� Así hoy día en lugares con fuertes precipitaciones el concreto se está usando no como embalse o detención sino como sistema de filtración.

� CONCRETO PERMEABLE

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CONCRETO SOSTENIBLE

� No debemos dejar de lado las rejillas de concreto

�

CONCRETO SOSTENIBLE

� IV-Propiedades Térmicas

� Conductividad Térmica

� La conductividad térmica del concreto es bastante variable,de acuerdo a sus condiciones.

� En casos de clima severo el concreto necesitará de un material adosado para actuar como aislante.

� Paneles tipo sandwich

� Concreto Celular

� Unidades de albañilería de Concreto

CONCRETO SOSTENIBLE

� Paneles Aislantes� Bloque Aislante

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CONCRETO SOSTENIBLE

� La Resistencia Térmica

� Es la medida de la resistencia al paso del calor y la denominamos R ,el coeficiente de calor trasmitido es inverso en valor y denominado U.

� Así un material con un valor de R alto y U bajo será definitivamente un buen aislante.

� El valor de R puede disminuir fuertemente a través de los llamados “puentes térmicos”.

CONCRETO SOSTENIBLE

� Masa Térmica y Capacidad de Almacenamiento

� Capacidad de un material para almacenar calor, esta propiedad puede ser ventajosamente usada para la conservación de energía, sobre todo con altas masas térmicas

� Si bien el concreto no es el mejor material en capacidad de almacenamiento de calor si es fácil de ser usado en masas considerables (muros de concreto o chimeneas)

CONCRETO SOSTENIBLE

� V.-El Factor Humano

� Este punto, a veces menos considerado que otros, incluye todo aquello que contribuye al bienestar del hombre y tiene enorme influencia en su desempeño como trabajador o como estudiante.

� Veamos pues en forma concisa algunos aspectos que no estando directamente relacionados con el diseño y la construcción, resultan ser de primer orden.

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CONCRETO SOSTENIBLE

� Consideremos :

� Calidad del aire en interiores

� Iluminación

� Aislamiento acústico

� Estética

CONCRETO SOSTENIBLE

CONCRETO SOSTENIBLE

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CONCRETO SOSTENIBLE

� VI.- Seguridad

� Dentro de los aspectos socio-económicos de una edificación resalta como factor crítico el de la seguridad.

� Los desastres naturales o accidentales comprometen la integridad de los habitantes y de la edificación en sí misma.

� Veamos los casos más frecuentes

CONCRETO SOSTENIBLE

� Terremotos

� Dentro de los materiales efectivos para resistir los sismos se encuentra evidentemente el concreto.

� NTE E060 Reglamento de Concreto Armado

� NTE E030 Norma de Diseño Sismoresistente

� Cada evento sísmico aporta datos que definen las debilidades en los sistemas estructurales,mejorandolas normas

CONCRETO SOSTENIBLE

� Fuego

� El concreto no es combustible y es resistente al fuego, generalmente no lleva revestimientos inflamables.

� A temperaturas altas el concreto empieza a perder resistencia, pero lentamente. En casos en que el concreto esté destinado a soportar altas temperaturas se tomarán las precauciones adecuadas.

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CONCRETO SOSTENIBLE

� VII.- Las Tres R- Reducir, Reusar Reciclar

� A pesar de que parecieran estar ligadas, estos tres conceptos son totalmente diferentes.

� Reducir.- Minimizar tamaños(áreas y volúmenes),edificaciones más pequeñas, mayor densidad humana pero menor uso de recursos.

� El reemplazo de clinker por adiciones

� El concreto no produce desechos durante la construcción y podemos evitar recubrimientos adicionales

CONCRETO SOSTENIBLE

� Reusar.-Simplemente volver a usar, en cuanto al concreto, en la fabricación de cemento el reuso de neumáticos para quemarlos y calentar el horno.

� Subproductos industriales, como reemplazo de clinker

� Componente de concreto prefabricado, como paneles viguetas, bloques y otros pueden volver a usarse.

� El agua del lavado de los mixer, se reusa como agua de mezclado

CONCRETO SOSTENIBLE

� Reciclar.-Todo concreto usado en construcción puede de alguna forma ser reciclado posteriormente.

� El concreto chancado y tamizado como agregado.

� El refuerzo retirado

� El concreto chancado como material de base en pavimentos.

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CONCRETO SOSTENIBLE

� Jerarquía de las tres Rs

CONCRETO SOSTENIBLE

� VII.- El Factor Económico

� Uno de los tres pilares de la sostenibilidad, debemos tener claro que dentro del “triple objetivo” el componente económico es el directamente relacionado con el beneficio e la empresa.

� Por otro lado, los componentes están de diversas maneras integrados y no es posible cuantificar por sí solo al factor económico.

CONCRETO SOSTENIBLE

� Veamos dos puntos interesantes respecto al concreto

� El Impacto Local

� Las nuevas edificaciones deben resultar “amigables” para los vecinos, así proveer empleo, estimular la economía o ser un foco social.

� Los insumos para el concreto son básicamente locales, aún el premezclado y las canteras que a pesar de disturbar el paisaje, en futuro pueden aun mejorarlo.

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CONCRETO SOSTENIBLE

� El Ahorro de Materiales

� El concreto es un material local y permite el reuso, por tanto resulta un ahorro desde diferentes puntos de vista.

� El concreto premezclado y el concreto prefabricado suponen ahorros en transporte y energía

CONCRETO SOSTENIBLE

� Conclusiones

En resumen el enfoque al concreto como material está

basado especialmente en :

� Facilidad para tomar cualquier forma

� Flexibilidad para ser in-situ o prefabricado

� Bajo costo por unidad de volumen

� Resistencia a ambientes agresivos

� Alta masa térmica

� Color luminoso

CONCRETO SOSTENIBLE

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CONCRETO SOSTENIBLE

� Y finalmente

� Aunque en esta conferencia nos hemos dirigido al uso del concreto en varias de las áreas relacionadas a la sostenibilidad, creo que debe quedar claro que ningún material por sí sólo puede solucionar cualquier situación.

PAVIMENTOS DE CONCRETO

� Dentro de la construcción en concreto, destaquemos algunos puntos en referencia a los Pavimentos de Concreto.

� Recordemos la”Sostenibilidad” :Tres Factores

Ecológico, Social y Económico.

El Banco Mundial exige en este rubro un Proyecto

Sostenible .


� ¿A qué se refiere?

� Una eficiente utilización de recursos ,mostrando una calidad total en forma tangible (ecológico)

� Cuidado de las necesidades individuales y colectivas de transporte, logrando beneficios en la comunidad.

(social)

� Aseguramiento del servicio de transporte cuidando la ejecución y mantenimiento, con menores gastos.

(socio-económico)

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� Según la Federación Internacional de Carreteras.

� “Una vía es sostenible si, a través de eficientes planificación, proyecto, construcción, gestión,

mantenimiento y rehabilitación está en la situación de utilizar con eficiencia los recursos durante todo su ciclo de vida proveyendo el mejoramiento del transporte para toda una comunidad, respetando el medio ambiente y dando servicio para todos en movilidad con seguridad y confort”



� Los pavimentos de concreto constituyen una tecnología ampliamente aplicada en algunos paises y muy poco en otros.

� Actualmente y bajo los criterios de sostenibilidad cada vez se está considerando la más apropiada sobre todo debido a su Ciclo de Vida y reducidos costos de mantenimiento

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� ASPECTO ECONOMICO

� Durabilidad.-La vida útil de un pavimento de concreto puede estimarse, sin intervención en unos 20 a 30 años. Aunque según evidencias puede alcanzar los 50 años.

� Ventajas Económicas.-Generalmente se considera como la gran desventaja de los pavimentos de concreto el costo inicial (comparado con los de asfalto)


� Costo comparativo Concreto – Asfalto

� Estudio realizado por el Ministerio de Infraestructura y Transporte de Belgica.(año 2001)


� Iluminación.-Por el color de cada uno es evidente que el concreto garantiza una mayor iluminación lo que proporciona ventajas tanto a los conductores (seguridad) como un menor gasto en iluminación artificial.

� Estabilidad de Precio.-La inestabilidad y progresivo aumento de los precios del petróleo han reducido la diferencia en el costo inicial entre el concreto y el asfalto. El concreto es en todos sus aspectos un producto local, mientras el petróleo depende de precios internacionales.

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� ASPECTO AMBIENTAL

� Reducción del Consumo de Energía.-Mientras la energía primaria asociada al concreto se ha calculado sea entre 1.7GJ/m3 la del asfalto se considera de alrededor de 7.5GJ/m3.

� Si lo referimos a la vida útil ,toda esta energía resulta bastante menor en el concreto


� Reducción de Consumo de Combustible Y Emisiones.-Uno de los factores que influye en él consumo de combustible es la resistencia al rodamiento, casi en 1/3 del total.

� Un estudio realizado en Canadá muestra una reducción de entre 2% y 4% de dicha resistencia en pavimentos de concreto respecto a los bituminosos, este ahorro se refleja de forma similar en las emisiones correspondientes.


� Reciclado.-El concreto demolido sirve como agregado para otras estructuras. En muchos países resulta de mucho interés para la construcción de carreteras, a veces debido a la creciente escasez de piedra.

� Tengamos también en consideración el ahorro en transporte y las ventajas ambientales.

� Sin embargo el material deberá ser debidamente investigado en cuanto a su idoneidad.

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� Reducción de Volumen de Material.-El concreto posee una rigidez mucho mayor que la del asfalto y por tanto se logra una distribución de esfuerzos más eficiente aun con menores espesores.

� Esto redunda en un menor uso de materiales, tanto en la carpeta como en la base.


� Utilización de Desechos Industriales.-Sobre todo al uso de adiciones en el cemento, las que a más de abaratar el producto y lograr la reducción de emisiones, dan lugar a concretos con mejores propiedades en impermeabilidad y durabilidad.


� ASPECTO SOCIAL

� Reducción del Mantenimiento.-Los pavimentos rígidos a más de tener mayor durabilidad necesitan sensiblemente mantenimiento mucho menor.

� La clausura parcial o total de un camino causa problemas no sólo económicos sino también en los usuarios en cuanto a su comodidad

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� Adherencia – Regularidad – Visibilidad.-la superficie de concreto al estado fresco permite tratamientos que mejoren la adherencia de los neumáticos.

� La regularidad del pavimento expresada por el IRI (Indice de Rugosidad Internacional) que representa matemáticamente el perfil longitudinal de la vía. Se ha encontrado que si bien inicialmente el valor del índice es menor en pavimentos asfálticos, en el tiempo aumenta mucho más que el del concreto


� Comparación del IRI (Asociación del Cemento-Canada)


� Seguridad en Túneles.-Sobre todo en caso de siniestros, como el fuego. El asfalto a partir de los 500°C emite gases tóxicos, el concreto es inerte respecto a la combustión.

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LA REGLAMENTACION

� Algunas Normas Peruanas

� E.060 Concreto Armado

� E.010 Madera

� E.080 Adobe

� E.090 Acero

LA REGLAMENTACION

� La norma de Concreto Armado E.060 está basada en el ACI 318 (2011).

� Este código es reconocido en el Perú por los diseñadores como una de las fuentes básicas para el diseño.

� Las condiciones de sostenibilidad no están consideradas en el ACI 318,sin embargo el ACI ha establecido un Comité el ACI 130-2008 que se encuentra trabajando para incorporarlas.

LA REGLAMENTACION

� Destaquemos el FORO V del ACI realizado en Toronto en 2012.

� “Equilibrando Seguridad, Durabilidad, Resilencia con Medio Ambiente”

� Revisión de los criterios básicos en la sostenibilidad del concreto y las estructuras de éste.

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LA REGLAMENTACION

� Resaltaron en las exposiciones los siguientes temas :

� Rehabilitación vs Reconstrucción

� Las nuevas tecnologías en el concreto

� Las buenas prácticas

agregados combinados y reciclados

aditivos plastificantes

cementos con caliza

Resilencia y amortiguadores

Concretos de Alta Performance

REFLEXIONES

� Es necesario hacer algunas reflexiones sobre lo que sucede en nuestro país.

� Es claro que un material tan versátil “fácil de preparar” y de bajo precio,resulte de uso comun.

� Y, ASI ES.

� Pero, ¿en forma sostenible?

� Debemos considerar algunos aspectos :

REFLEXIONES

� Las mismas características que llevan al concreto a ser un material ssostenible,moldeabilidad, versatilidad,bajo costo pueden ocasionar el que no lo sea.

� Muchas veces, no hay presente en obras de concreto, la ingeniería adecuada,ni las buenas prácticas con los materiales.

� Uso empírico,fallas en dosificación ,compactación y curado,redundan en concretos de poca calidad los que podrían requerir mucho mantenimiento y reparación.

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REFLEXIONES

� Aunque el avance en cuanto al diseño estructural ha sido apreciable y nuestras normas y reglamentos caminan a la par con los de paises líderes,lasprácticas costructivas no han seguido similar avance y por tanto no llegamos a un avance integral.

� Resaltemos el poco conocimiento en relación a los aspectos de durabilidad.

� La poca presencia de un adecuado control estadístico.

� El uso limitado del concreto pre-mezclado

REFLEXIONES

� En resumen

� ¿Qué hacemos con tanto adelanto,si luego lo anulamos?

� ¿Qué tanta preocupación por la huella de carbono,sidespercidiciamos,sin cuidado,los recursos naturales?

� Es claro que necesitamos mejor preparación en todos nuestros cuadros desde los ingenieros a los trabajadores manuales en el sector Construcción

BIBLIOGRAFIA

-The Sustainable Concrete Guide.-Andrea J. Schoker

Building Sustainable Pavements with Concrete.-

VanDam,T.Taylor.

-Sustainable Concrete Waste Recycling.-Dosho Y.

-Desarrollo de Algunos Indicadores :Cemento y

-Hormigón Preparado.-M. Burón y S. Carrascon –IECA

-La Pavimentazioni Rigide sono la soluzione intelligente

per realizzare aplicazioni stradali.-Francesco Curcio

AITEC.

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BIBLIOGRAFIA

-Sostenibilidad de las construcciones de concreto

en el contexto de la India – B. Bhattacharjee

-La sostenibilidad en la construcción.- Una visión

práctica – Arturo Alarcon ,Sergio Carrascon

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