análisis comparativos de ciclo de vida en procesos e insumos para construcción y vivienda

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…

http://www.plataformaarquitectura.cl/2011/03/23/en-detalle-ladrillos-transparentes-mab-architects/04-transparent-brick-2/

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.-

Fachada inteligente en ADIC Headquarters, AEDAS, Abu Dhabi, Emiratos Árabes Unidos

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


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




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




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


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


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


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


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


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



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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