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Análisis comparativos de Ciclo de Vida en procesos e insumos para construcción y vivienda.Dr. Gerardo J. Arista GonzálezFernando González MazaFACULTAD DEL HÁBITAT, UASLP
Cuernavaca Mor., Oct. 2012.
OBJETIVO DEL ESTUDIO.-
“Establecer un análisis comparativo entre materiales de construcción utilizados en la edificación interior de vivienda: muros, y cuantificar los impactos que traen consigo la producción de estos con el fin de lograr alternativas sustentables a dichos materiales o los procesos productivos que acarrean.”
CONVENCIONALES.-VS.
ALTERNATIVOS.-
— Block industrial (hueco)— Ladrillo artesanal (macizo)
—Adobe Mejorado
A LÍMITES DEL SISTEMA…
BLOCK INDUSTRIAL.-
El block es una pieza (hueca) grande de concreto que se utiliza como material de la construcción para la elaboración de muros y que está supeditado a las funciones y cualidades que dichos muros vayan a desempeñar.Las especificaciones más comunes son:
tipos medidas usosNo. 4 40 x 12 x 20 Muros internos y/o divisorios
No. 6 40 x 15 x 20 Paredes, internas, muros divisorios, baños, bardas pequeñas y ligeras pueden ser de usos estructural o de carga
No. 8 40 x 20 x 20 Bardas altas o grandes de usos estructural o de carga
LADRILLO.-
El ladrillo es una masa, de barro, en forma de paralelepípedo rectangular, que, después de cocida, sirve para construir muros.
* Paralelepípedo. Sólido limitado por seis paralelogramos, cuyas caras opuestas son iguales y paralelas.
ADOBE.-Los adobes son bloques de tierra cruda, fabricados con arcilla, arena y agua, moldeados en forma de ladrillo, utilizados para construir muros, bardas y bóvedas.
grava y arena + sedimento + arcillas = tierras para construir
Elementos resistentes Aglutinante
+60% 0% 20 – 30% estabilización
ADOBE MEJORADO.- adoblock
Es un desarrollo tecnológico donde se emplean materiales que actúan como elementos estabilizadores de la materia base.
cemento P + cal apagada + polímeros + tierra = adoblockElementos estabilizadores
BASEestabilización
Características físico-mecánicas 800% más que el adobe normal
vs.ladrillo blando y block
de concreto
Análisis comparativos de Ciclos de Vida en procesos o productos de construcción y vivienda; convencionales y alternativos.ANÁLSIS Y CICLO DE VIDA.-
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Ciclo de Vida
I. Extracción
II. Adquisición
III. Producción (de materia y
energía)
IV. Fabricación; Construcción
V. Uso y Tratamiento
VI. Disposición
Final
CICLO DE VIDA.-
Ciclo de Vida.- se refiere a las diferentes etapas que tiene un producto, proceso o servicio durante su existencia.
CICLO DE VIDA.- viviendaExpedienteProgramaConceptosHipótesis formalAnteproyectoProyecto ejecutivo
Proceso de Diseño
Extracción de materialesFabricación de componentes
Vivienda (proyecto ejecutado)
Remodelación, Demolición
Construcción de elementos
Proceso de Materialización
producción
uso y tratamiento
disposición final
ANÁLSIS Y CICLO DE VIDA.-
Análisis y Ciclo de Vida.- Es una metodología que permite cuantificar los impactos ambientales de un ciclo de vida de una forma integral (global, total).
Impacto ambiental.-Modificación del ambiente ocasionada por la acción del hombre o de la naturaleza.
A CATEGORÍAS DE IMPACTO…
FASES DEL ACV.-
I. definición de objetivo y
alcance
II. análisis de inventario
(ICV)
III. evaluación de impacto
(EICV)
IV. interpretación
NIVEL DE DETALLE
V. informes
VI. revisión crítica
Los estudios de ACV se componen de cuatro (seis) fases relacionadas de la siguiente manera:
APLICACIONES DIRECTAS DE UN ACV.-
Las aplicaciones directas de los resultados de los estudios de ACV o ICV;—desarrollo y mejora del producto
—ingeniería de valor (reducir procesos innecesarios)—planificación estratégica
—indicadores de desempeño ambiental—desarrollo de políticas públicas
—unidad de medida ambiental—prioridades ambientales
—mercadotecnia—estrategias de mercado
—comparaciones—comparación de alternativas para uso interno —comparación de productos
—otras
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Análisis comparativos de Ciclos de Vida en procesos o productos de construcción y vivienda; convencionales y alternativos.I. OBJETIVO Y ALCANCE.-
Es el punto de partida del Análisis en donde se definen los ejes principales que se estudiarán, estos no son definitivos debido a la naturaleza iterativa de la técnica del ACV.
A OBJETIVO…
LÍMITES DEL SISITEMA.- ¿qué procesos unitarios? Expediente
ProgramaConceptosHipótesis formalAnteproyectoProyecto ejecutivo
Proceso de Diseño
Extracción de materiales / energíaFabricación de componentes
Vivienda (proyecto ejecutado)
Remodelación, Demolición
Construcción de elementos
Proceso de Materialización
producción
uso y tratamiento
disposición final
LÍMITES DEL SISITEMA.-¿qué elementos constructivos?
LÍMITES DEL SISITEMA.- ¿qué componentes y materiales/energía?
CFE Banco Pozo Cementera Banco Pozo Calera
Electricidad Arena Agua Cemento Arena Agua Cal
Árbol de proceso.- muro block industrial
Block Mortero cem – arena 1:5
Mortero cal – arena 1:5
Agua
muro de block
construcción de elementos
fabricación de componentes
extracción de materiales
transporte
Producción.- block industrial
Producción.- block semi-industrial
Árbol de proceso.- muro ladrillo artesanal
Talleres Banco Pozo Calera Banco Pozo Banco
Aceite quemado Arenas Agua Cal Arena Agua Yeso
muro de ladrillo
construcción de elementos
fabricación de componentes
extracción de materiales
transporte
Carpinterías
Aserrín
Ladrillo Mortero cal – arena 1:5 Yeso
Producción.- ladrillo artesanal
Esquema.- ladrillera artesanal
Árbol de proceso.- muro adobe mejorado
CFE Cementera Calera
Adobe mejorado Arcilla - agua 3:1
Arcilla - paja
Banco Pozo Rancho
Electricidad Cemento Cal Arcilla Agua Paja
muro de adobe mejorado
Pozo
Agua
construcción de elementos
fabricación de componentes
extracción de materiales
Producción.- adobe mejorado
ALCANCE DEL ESTUDIO.- ¿hasta dónde?FUNCIÓN.- características de desempeño; ¿para qué sirve?, ¿para que se utiliza?, ¿para qué funciona?
separar espacios interioresUNIDAD FUNCIONAL.- punto de referencia para hacer comparables los datos estudiados = FUNCIÓN + TIEMPO DE VIDA + FRECUENCIA DE USO
separar con 1 m2 de muro un espacio interior durante 60 años
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Análisis comparativos de Ciclos de Vida en procesos y productos de construcción y vivienda; convencionales y alternativos.II. ANÁLISIS DEL INVENTARIO (ICV).-
Es donde se especifican todas las cantidades y magnitudes de entradas y salidas que envuelven los procesos a analizar.Estas se calculan con base a la unidad funcional.
ICV.- inventario de ciclo de vida
ENTRADAS adobes.- materias primas y energía
Materias Primas Unidad Adobe
cem - calAdobe
calAdobe
cemento Promedio
Arcilla kg 232.02 233.47 230.11 231.87 Cemento kg 6.13 0.00 12.13 6.09 Cal kg 6.13 12.33 0.00 6.15 Agua lts 44.67 44.98 44.37 44.67 Paja kg 0.60 0.60 0.60 0.60
EnergíaElectricidad kWh 0.0965863 0.1006279 0.0984087 0.098541
ENTRADAS.- materias primas y energíaMaterias Primas Unidad Block Ladrillo Adobe
Áridos kg 162.26 187.28 231.87 Cemento kg 9.94 0.00 6.09 Cal kg 5.42 11.10 6.15 Agua lts 28.69 70.65 44.67 Paja kg 0.00 0.00 0.60
EnergíaElectricidad kWh 0.47 0.00 0.098541Diesel MJ 0.27 0.00 0.00Gas MJ 6.81 0.00 0.00Aceite quemado MJ 0.00 105.43 0.00
Aserrín MJ 0.00 87.58 0.00
Materia Prima km Procedencia TransporteArena Block 80 Banco cercano Camión 30 tonCemento Block 670 Tula, Hidalgo Camión 30 ton
Agua Block * Red municipal
Block 25 Blockera Camión 10 ton
Arena Muro 50 Banco cercano Camión 20 tonCemento Juntas 25 Tienda de materiales Camión 30 tonCal Recubrimiento 25 Tienda de materiales Van 3 tonAgua Muro * Red municipal
ENTRADAS.- transporte block
Materia Prima km Procedencia TransporteArena Ladrillos 6 Banco cercano Camión 20 tonTierra tizar 6 Banco cercano Camión 8 tonEstiércol 6 Rancho Camión 8 tonAgua Ladrillos * Pozo propioAceite quemado 50 Talleres mecánicos Van 3 tonAserrín 50 Carpinterías Camión 8 tonLadrillos 25 Ladrillera Camión 20 ton
Arena Muro 50 Banco cercano Camión 20 tonCal Juntas 25 Tienda de materiales Van 3 tonYeso Recubrimiento 25 Tienda de materiales Van 3 tonAgua Muro * Red municipal
ENTRADAS.- transporte ladrillo
Materia Prima km Procedencia TransporteArcilla Adobes 31.10 Banco cercano Camión 20 tonCemento Adobes 193.5 Cerritos, S.L.P. Camión 32 tonCal Adobes 91.60 Banco cercano Camión 20 tonAgua Adobes * Red municipalAdobes 25 Adobera Camión 10 ton
Arcilla Muro 50 Banco cercano Camión 20 tonPaja Recubrimiento 50 Rancho Van 3 tonAgua Muro * Red municipal
ENTRADAS.- transporte adobe
SALIDAS adobes.- emisiones al aire (high. pop.)
Gases Unidad Adobe cem - cal
Adobe cal
Adobe cemento Promedio
CO2 kg 3.17 0.74 5.50 3.13CO g 1.79 0.36 3.18 1.78SO2 g 12.24 1.70 22.45 12.13NOx g 4.36 1.02 7.59 4.32PART g 0.28 0.06 0.50 0.28PM 10 g 0.15 0.04 0.26 0.15PM 2.5 g 0.89 0.11 1.63 0.88COV’s s/CH4 g 0.30 0.32 0.26 0.29
K g .01 .02 .01 .01
SALIDAS.- emisiones al aire (high. pop.)
Gases Unidad Block Ladrillo AdobeCO2 kg 0.20 10.31 3.13CO g 2.67 19.51 1.78SO2 g 18.91 45.88 12.13NOx g 6.75 22.05 4.32PART g 0.43 1.14 0.28PM 10 g 0.23 549.55 0.15PM 2.5 g 1.37 281.26 0.88
COV’s s/CH4 g 0.24 0.30 0.29K g 0.02 2.45 .01
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Análisis comparativos de Ciclos de Vida en procesos o productos de construcción y vivienda; convencionales y alternativos.III. EVALUACIÓN DE IMPACTO (EICV).-
A ACV, IMPACTO AMBIENTAL…
Los datos del ICV se traducen a impactos ambientales.
CATEGORÍAS DE IMPACTO.-—agotamiento de la capa de ozono—calentamiento global (cambio climático)—efectos respiratorios
– orgánicos– inorgánicos
—carcinogénesis—radiación—formación de oxidantes fotoquímicos (smog fotoquímico = COV´s y NO)
—ecotoxicidad—eutrofización—acidificación
—uso de suelo—consumo de combustibles fósiles y minerales
daños a la salud
daños al ecosistema
daños a los recursos
ASIGNACIÓN Y CÁLCULO.-— SIMA PROEs un software que te permite modelar productos y sistemas desde una perspectiva de análisis y ciclo de vida.
daño ambientaltraduccióndatos de
inventario
COMPARATIVAS.-
COMPARATIVA.- materiales base
Carcino
gens
Resp. o
rganic
s
Resp. in
organ
ics
Climate
chan
ge
Radiat
ion
Ozone l
ayer
Ecotox
icity
Acidifi
cation
/ Eutr
ophic
ation
Land u
se
Mineral
s
Fossil
fuels
020406080
100120
Block Ladrillo Adobe cem-calAdobe cal Adobe cemento
COMPARATIVA.- materiales base
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Carcinogénesis Resp. OrgánicosResp. Inorgánicos Cambio climáticoRadiación Daño en la capa de ozonoEcotoxicidad Acidificación/EutrofizaciónUso de tierra Consumo de mineralesConsumo de combustibles fósiles
Block Ladrillo Adobe cem-cal Adobe cal Adobe cemento
Carcino
gens
Resp. o
rganic
s
Resp. in
organ
ics
Climate
chan
ge
Radiat
ion
Ozone l
ayer
Ecotox
icity
Acidifi
cation
/ Eutr
ophic
ation
Land u
se
Mineral
s
Fossil
fuels
0
20
40
60
80
100
120
Block Ladrillo Adobe cem-calAdobe cal Adobe cemento
COMPARATIVA.- juntas
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
Carcinogénesis Resp. OrgnánicosResp. Inorgánicos Cambio climáticoRadiación Daño a la capa de ozonoEcotoxicidad Acidificación/EutrofizaciónUso de suelo Consumo de mineralesConsumo de combustibles fósiles
COMPARATIVA.- juntas
Block Ladrillo Adobe cem-cal Adobe cal Adobe cemento
COMPARATIVA.- recubrimientos
Carcino
gens
Resp. o
rganic
s
Resp. in
organ
ics
Climate
chan
ge
Radiat
ion
Ozone l
ayer
Ecotox
icity
Acidifi
cation
/ Eutr
ophic
ation
Land u
se
Mineral
s
Fossil
fuels
0
20
40
60
80
100
120
Block Ladrillo Adobe
0
50
100
150
200
250
300
Carcinogénesis Resp. OrgánicosResp. Inorgánicos Cambio climáticoRadiación Daño a la capa de ozonoEcotoxicidad Acidificación/EutrofizaciónUso de suelo Consumo de mineralesConsumo de combustibles fósiles
COMPARATIVA.- recubrimientos
Block Ladrillo Adobe
Carcino
gens
Resp. o
rganic
s
Resp. in
organ
ics
Climate
chan
ge
Radiat
ion
Ozone l
ayer
Ecotox
icity
Acidifi
cation
/ Eutr
ophic
ation
Land u
se
Mineral
s
Fossil
fuels
0
20
40
60
80
100
120
Block Ladrillo Adobe cem-calAdobe cal Adobe cemento
COMPARATIVA.- 1 m2 de muro
0123456789
10
Carcinogénesis Resp. OrgánicosResp. Inorgánicos Cambio climáticoRadiación Daño a la capa de ozonoEcotoxicidad Acidificación/EutrofizaciónUso de suelo Consumo de mineralesConsumo de combustibles fósiles
COMPARATIVA.- 1 m2 de muro
Block Ladrillo Adobe cem-cal Adobe cal Adobe cemento
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Análisis comparativos de Ciclos de Vida en procesos o productos de construcción y vivienda; convencionales y alternativos.IV. INTERPRETACIÓN.-
—identificación de datos significativos—evaluación de:
—integridad—sensibilidad—coherencia
—conclusiones, limitaciones, recomendaciones
INTERPRETACIÓN.-
—consumo de combustibles fósiles—reducir el transporte—cambiar el tipo de generación de energía
—efectos respiratorios inorgánicos—proteger (tapabocas, tolvas…)
El adobe mejorado puede ser una solución para lograr reducir los impactos ambientales que se generan en la producción de los materiales de construcción y así lograr un mejor equilibrio con el entorno natural.
Análisis comparativos de Ciclos de Vida en procesos o productos de construcción y vivienda; convencionales y alternativos.BIBLIOGRAFÍA.-1. Cláusula 4.1.2 Apreciación general del ciclo de vida, “Gestión Ambiental – Análisis y ciclo de vida – Principios y marco de referencia”, NMX-SAA-14040-IMNC-2008, México, 2008. 2. “El análisis de ciclo de vida como herramienta de valoración proyectual”, Ángelo Sabella, Ide@ sostenible, Mayo de 2005, <http://upcommons.upc.edu/revistes/bitstream/2099/224/2/10_ciclovida_Sabella_CAST.pdf>3. “Gestión Ambiental – Análisis y ciclo de vida – Principios y marco de referencia”, NMX-SAA-14040-IMNC-2008, México, 2008.4. Cláusula 4.2.3, “Gestión Ambiental – Análisis y ciclo de vida – Principios y marco de referencia”, NMX-SAA-14040-IMNC-2008, México, 2008. 5. “Las posibilidades del concreto”, Artículo de la página web IMCYC, México <<http://www.imcyc.com/>>, 22-sep-11Fachada inteligente en ADIC Headquarters, AEDAS, Abu Dhabi, Emiratos Árabes Unidos
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Análisis comparativos de Ciclos de Vida en procesos o productos de construcción y vivienda; c y a.BIBLIOGRAFÍA.-6. “Generación de inventarios para el Análisis de Ciclo de Vida de cemento, block, bovedilla, vigueta y ladrillo en la zona centro de México”, Juan Pablo Chargoy AmadorLuis Angel Rosas Millán, Diego Rodolfo Téllez Muradás, TESIS PROFESIONAL, Departamento de Ingeniería Química y Alimentos, Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla, México, Enero de 2009.7. Definición de la Real Academia Española, http://buscon.rae.es/draeI/SrvltConsulta?TIPO_BUS=3&LEMA=ladrillo8. “Construir con adobe, fundamentos, reparación de daños y diseño contemporáneo”, Aguilar Prieto Berenice, Primera Edición, Editorial Trillas, México, Enero 2008.9. “Adobe mejorado”, Jesús Velázquez Lozano, Coordinación General de Estudios de posgrado e Investigación, Facultad de Arquitectura, UA de C, México, Marzo 2007.10. Cláusula 5.2 Requisitos adicionales y orientación para los informes para una tercera parte, “Gestión Ambiental – Análisis y ciclo de vida – Requisitos y directrices”, NMX-SAA-14044-IMNC-2008, México, 2008.Fachada inteligente en ADIC Headquarters, AEDAS, Abu Dhabi, Emiratos Árabes Unidos
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Análisis comparativos de Ciclos de Vida en procesos o productos de construcción y vivienda; convencionales y alternativos.¡GRACIAS POR SU ATENCIÓN!