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“Determinación de propiedades físicas y, estimación del consumo energético en la producción, de acero,
concreto, vidrio, ladrillo y otros materiales, entre ellos los alternativos y otros de uso no tradicional, utilizados
en la construcción de edificaciones colombianas”
Informe Final
Contrato No. 0000013511
Ecoingenieria
Septiembre 3 de 2012
INFORME FINAL. CONTRATO ENTRE ECOINGENIERÍA S.A.S. Y EL PROGRAMA DE LAS
NACIONES UNIDAS PARA EL DESARROLLO ‐ PNUD – PROYECTO GEF/PNUD/COL 70467
CONTRATO No. 000001351 1
Preparado por:
ALEJANDRO SALAZAR JARAMILLO
Y EL EQUIPO DE PROFESIONALES DE ECOINGENIERÍA S.A.S.
ECOINGENIERIA SAS. Carrera 29 No 6‐69 ‐ Barrio El Cedro ‐ Cali ‐ Colombia. Teléfonos: (572) 5568126 ‐ 3710211. [email protected] ‐ www.ecoingenieria.org
SANTIAGO DE CALI, SEPTIEMBRE 03 DE 2012
©2013UnidaddePlaneaciónMineroEnergética‐UPME.ProgramadelasNacionesUnidasparaelDesarrollo–PNUD.
TodoslosDerechosReservados.
Este volumen es producto del Proyecto 70467 GEF/PNUD/UPME Eficiencia Energética enEdificaciones.Lasopinionesexpresadasenestedocumentosondeexclusivaresponsabilidadde su autor intelectual y no comprometen al PNUD ni a su Junta Directiva. TampococomprometenalaUPME.
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INFORME EJECUTIVO
OBJETIVO DEL ESTUDIO: Determinación de las propiedades físicas y estimación del consumo energético en la producción de acero, concreto, vidrio, ladrillo y otros materiales, entre ellos los alternativos y de uso no convencional, utilizados en la construcción de edificaciones colombianas.
DESARROLLO DEL ESTUDIO: Este estudio se enmarca en Cali y su área de influencia en el Valle y el norte del Cauca. Posteriormente y con base en el indicador de consumo de cemento en la región y el país, así como en diferenciación de uso para obras de infraestructura y edificaciones, incluidos los estratos y categoría de las edificaciones, se consiguió un indicador que permitió plantear una proyección del uso de materiales en el país.
El trabajo se desarrolló desde lo general hasta lo particular. Se avanzó en el desarrollo del estudio, recabando sistemáticamente la información. Los pasos dados fueron los siguientes:
Se recolectó información reportes pertenecientes al DANE y a la Cámara Colombiana de la Construcción Regional Valle del Cauca ‐ CAMACOL VALLE ‐ “COLOMBIA CONSTRUCCIÓN EN CIFRAS” y se encontró útil la información de las siguientes secciones: Licencias de construcción/total 77 municipios área licenciada (m2) según destino, Censo de edificaciones/área (m2) iniciada de vivienda según sistema constructivo
Así se reconoció a nivel nacional y para proyectos licenciados, cuántos fueron los m2 edificados en el país, qué destino tuvieron esas edificaciones, cuánto de este destino fue para vivienda, cuáles fueron los sistemas constructivos más empleados en Colombia para ejecutar la vivienda y cuáles las zonas del país que más m2 construyeron de vivienda.
A su vez, se recabó información de algunos constructores en proyectos ejecutados en el año 2011 y que trabajaron con los sistemas constructivos de vivienda de mayor uso, tal como resultaron definidos en los primeros análisis de este estudio. Se recibió específicamente la información sobre cantidades de obra, tipo y calidad de los materiales utilizados, todo detallado según cada edificación. Esta información se consiguió con empresas constructoras y con proyectos específicos en los que ECOINGENIERÍA colabora.
Se conformó así un listado de materiales, considerando desde el mayor al menor uso para la construcción de vivienda, según tipo de obra y sistema constructivo analizado. Se tomó como referencia la masa en kg o sea, el peso de cada material que participa en la edificación. Se utilizó esta unidad de medida, porque la masa corresponde directamente con los consumos de energía y los GEI en la producción, transporte interno y externo de cada material o producto conformado. Realizando los balances de masa y energía de cada proceso, se reconocieron las cantidades de energía consumida en la producción hasta el transporte a la obra de cada material y el impacto en los GEI que todo ello conlleva.
Respecto a la definición de las propiedades de los materiales, se empleó como base del análisis el siguiente criterio: Los materiales disponibles para las aplicaciones en ingeniería y arquitectura, se pueden
dividir en cinco categorías: METALICOS, CERAMICOS Y VIDRIOS, POLIMERICOS, COMPUESTOS Y SEMICONDUCTORES. La cuarta categoría involucra combinaciones de dos o más materiales de las tres primeras categorías y se denominan materiales
compuestos como el concreto, los morteros, etc. Así, las cuatro primeras categorías comprenden los materiales estructurales.
Para entender las propiedades de los materiales, se requiere examinar su estructura en escala microscópica y sub‐microscópica. Cuando se consigue entender las propiedades de los materiales y sus limitaciones, se puede seleccionar el material para una aplicación apropiada, lográndose los mejores diseños que procuraran satisfacer unas exigencias en lo económico y lo estético, tanto en la resistencia como en la durabilidad. Esta fue la base para trabajar los eco‐materiales.
Una vez se conoció el orden en que participan los materiales para construir una edificación, se buscó información primaria (datos obtenidos directamente del laboratorio de materiales de ECOINGENIERÍA o de los laboratorios que le han prestado servicios a trabajos de consultoría de la empresa) e información secundaria de distintas bibliografías nacionales e internacionales reseñadas cada una en el lugar donde se menciona la propiedad relativa a cada material definido.
Además, se ejecutó un trabajo de termografía con el objeto de reconocer el comportamiento de los elementos, como muros o techos de diferentes características, en la eficiencia térmica o confort ambiental de la edificación.
Para mostrar gráficamente los procesos productivos estudiados y llevar a cabo la explicación gráfica del desarrollo, se utilizó el software SMARTDRAW 2012; para realizar los balances de masa y energía se utilizó el software SUPERPRO.
1. IDENTIFICACIÓN DE LAS ÁREAS CONSTRUIDAS EN FUNCIÓN DEL DESTINO DE LA EDIFICACIÓN
Según el análisis estadístico de los datos del DANE (m2 licenciados a nivel nacional), la construcción con destino a vivienda ocupa el primer lugar con un 78,95%. Entre los destinos diferentes de vivienda se destaca el área o destino comercial que incide con un 7,98%. El destino oficinas participa en el 2,93% de los m2 construidos. Siguen en su orden los edificios para la educación, hoteles, bodegas, industria y hospitales. Se sugiere desarrollar un estudio similar para establecer la participación en cuanto a eficiencia energética y huella de carbono para estas edificaciones tan disímiles en diseño arquitectónico, material y uso, que reúnen aproximadamente el 21% del área construida.
2. SISTEMAS CONSTRUCTIVOS USADOS EN COLOMBIA Y EN CALI
Los sistemas constructivos más empleados en la construcción de vivienda a nivel nacional (ciudades censadas) son: mampostería confinada 62%, mampostería estructural 15% y el sistema industrializado con muros y losas de concreto 19%. Éstas en total abarcan el 96% de la construcción.
Es importante anotar que el denominado “otros sistemas constructivos” alcanza una participación en todas las ciudades censadas, inferior al 5%. Vale la pena aclarar que en cualquier lugar del país los sistemas constructivos utilizan casi los mismos tipos de materiales y en cantidades similares. La única diferencia radica en el incremento del uso de cerámica cocida para sistemas de mampostería y en el incremento de agregados triturados para el sistema industrializado.
3. IDENTIFICACIÓN DE MATERIALES MÁS UTILIZADOS EN CALI
En todos los sistemas constructivos estudiados, los agregados gruesos y finos son los productos más empleados en la construcción de vivienda. Cinco materiales completan aproximadamente el 99% del peso del edificio. El resto de los materiales como vidrio, PVC, cobre, madera, pintura, teja de fibrocemento, etc., constituyen el 1% restante. Ver Tabla 82.
Tabla 1. Resumen del consumo de materiales
TABLA DE RESUMEN CONSUMO DE MATERIALES Kg/m2 y DISTRIBUCIÓN EN PORCENTAJE
CONSOLIDADO DE
MATERIALES SISTEMA
INDUSTRIALIZADO TOTAL
DISTRIBUCIÓN POR TIPO DE SISTEMA
kg/m2 Distribución %
SISTEMA INDUSTRIALIZADO
MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL
MAMPOSTERÍA CONFINADA
GUADUA ‐
TIERRA ESTABILIZADA
PONDERADO CALI
SISTEMA INDUSTRIALIZADO
MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL
MAMPOSTERÍA CONFINADA
PONDERADO CALI
AGREGADOS TRITURADOS
536,5 399,2 625,0 90,3 485,0 42,44% 28,28% 25,96% 33,00%
ARENA DE RIO 440,9 356,5 733,6 64,2 438,3 34,87% 25,25% 30,48% 29,82%
CEMENTO GRIS
160,9 138,8 306,1 28,0 170,5 12,73% 9,83% 12,72% 11,60%
ROCA MUERTA TIERRA
EXCAVACIÓN 40,6 162,4 372,5 841,7 136,2 3,21% 11,51% 15,47% 9,27%
CERÁMICA COCIDA
43,9 320,8 358,1 4,3 207,6 3,47% 22,73% 14,87% 14,13%
ACERO 29,5 21,0 9,4 2,2 21,0 2,33% 1,49% 0,39% 1,43%
MADERA 5,4 3,3 0,1 105,5 3,8 0,43% 0,24% 0,01% 0,26%
TEJA FIBROCEMENT
O 3,1 6,4 0,0 0,0 4,2 0,25% 0,45% 0,00% 0,29%
OTROS (PVC,COBRE,C
EMENTO BLANCO,PINT
URAS)
3,4 3,3 2,4 97,3 3,2 0,27% 0,23% 0,10% 0,22%
TOTALES 1.264,3 1.411,7 2.407,3 1.233,5 1.469,9 100,00% 100,00% 100,00% 100,00
%
4. CONSUMOS ENERGÉTICOS Y EMISIÓN DE CO2 DE LOS PROCESOS PRODUCTIVOS DE LOS MATERIALES MÁS USADOS
La Tabla 84 muestra los consumos energéticos y emisiones de CO2 en los procesos de producción de los materiales de construcción, tanto convencionales como no convencionales.
Tabla 2. Resumen del consumo energético y la emisión de CO2 por material
MATERIAL CONSUMO ENERGÉTICO
TOTAL [MJ/ton]
EMISION DE CO2 TOTAL
[ton CO2/ton]
PVC 72.276,0 7,6592
GUADUA 1.334,0 0,1065
AGREGADOS GRUESOS 177,2 0,0098
AGREGADOS FINOS 494,6 0,0213
BASE 324,2 0,0129
SUB‐BASE 302,3 0,0106
ARENA DE RÍO 121,7 0,0097
LADRILLO – TEJA ARCILLA 2.750,0 0,2428
BALDOSAS – AZULEJOS 1.172,0 0,8297
ACERO, SEMI‐INTEGRAL 11.083,0 2,7045
COBRE 98.391,0 8,6216
CAL 7.670,0 0,7984
CEMENTO VÍA HUMEDA 11.062,0 1,1848
CEMENTO VÍA SECA 7.506,0 1,0955
YESO ESTUCO QUÍMICO 1.080,0 0,2028
YESO ESTUCO 1.190,0 0,2054
PINTURAS 5.247,0 0,4079
MADERAS 500,0 ‐
TEJA FIBROCEMENTO 8.863,0 0,0518
VIDRIO PLANO 28.952,0 1,8591
ADICIÓN K – ECOLÓGICA 2.617,0 0,1246
ECO CEMENTO 3.651,0 0,2105
BLOQUES ECOLÓGICOS 1.292,0 0,0849
LADRILLOS ECOLÓGICOS 1.059,0 0,0557
AGREGADOS ECOLÓGICOS (GRUESOS Y FINOS) 13 0,0010
5. CONSUMOS ENERGÉTICOS Y EMISIÓN DE CO2 DE CADA SISTEMA CONSTRUCTIVO
El mayor impacto en el consumo energético y las emisiones de CO2 de los materiales más usados en la construcción, corresponde a: (Ver Tabla 85).
Tabla 3. Resumen de materiales con mayor impacto en consumo energético y emisiones de CO2 en Cali año 2011
TABLA RESUMEN DE MATERIALES CON MAYOR IMPACTO EN CONSUMOS ENERGÉTICOS Y EMISIONES DE CO2 EN EL AÑO 2011 EN CALI
MATERIALES
PONDERADO CALI
MJ % Ton CO2/m2 %
CEMENTO GRIS 1.183.376.554 59,29% 133.411 59,15%
CERÁMICA COCIDA 382.860.219 19,18% 33.810 14,99%
ACERO 155.869.016 7,81% 38.034 16,86%
SUMA 86,28% 91,00%
El consumo energético y los GEI de los materiales requeridos para la construcción de vivienda en Cali durante el año 2011, se distribuyó como se muestra en la Tabla 86:
Tabla 4. Resumen consumos energéticos y emisiones de CO2 por sistema constructivo
TABLA DE RESUMEN CONSUMOS ENERGÉTICOS Y EMISIONES DE CO2 POR SISTEMA CONSTRUCTIVO
SISTEMA CONSTRUCTIVO
CALI NACIONAL CON INDICADORES DE CALI
MJ Ton CO2 MJ/m2 Ton CO2/m
2 MJ Ton CO2
SISTEMA INDUSTRIALIZADO 711.919.106,1 87.734,2 2.517,2 0,3102 5.115.974.485,2 630.473,4
MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL 361.857.425,4 39.816,9 2.943,2 0,3239 5.008.337.398,9 551.091,3
MAMPOSTERÍA CONFINADA 1.256.125.928,2 133.800,4 4.743,4 0,5053 31.961.651.444,8 3.404.501,9
PONDERADO CALI 1.996.027.444,0 225.559,4 2.976,5 0,3364
6. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
Las propiedades térmicas, ópticas, acústicas y solares, permiten una correcta valoración de las condiciones de “confort” en un lugar habitado. La conductividad térmica de los materiales mostrados en la Tabla 88 son inferiores sí se compara con el resto de los materiales más utilizados en la construcción.
Tabla 5. Conductividades térmicas más bajas de los materiales utilizados en construcción
Conductividad térmica [(W/m.°C)]
Madera 0,140 – 0,207
Pintura 0,200
Arena de río 0,270 ‐ 0,340
Yeso 0,050
Concreto muy baja densidad (305 kg/m3) 0,050
Muro con artículo cerámico (700 kg/m3) 0,210
Bloque de concreto 0,490
ACLARACIONES Y FE DE ERRATAS DEL INFORME FINAL RELATIVO AL CONTRATO ENTRE ECOINGENIERÍA S.A.S. Y EL PROGRAMA DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL
DESARROLLO ‐ PNUD – PROYECTO GEF/PNUD/COL 70467 CONTRATO No. 000001351‐1.
En el numeral IV.4.3.2 “Distribución”, para los cálculos no se utilizaron los Factores de Emisión del
FECOC, sólo se mencionaron como referencia en la tabla 15. La tabla 12 está conformada por datos
tomados de la “Guía práctica para el cálculo de emisiones de gases efector invernadero (GEI)” de la
Generalitat de Catalunya Comisión Interdepartamental del Cambio Climático, oficina Catalana del
cambio climático, versión marzo de 2011. El dato de Kw.h (3.6 MJ) es según el PCI (poder calorífico
inferior). Los factores de la tabla 12, fueron los empleados para los cálculos en esta parte del
estudio. Para calcular se trabajó con:
a) CICC (Comisión Interdepartamental de Cambio Climático ‐Cataluña 2011) pues no hay en
Colombia disponible información sobre consumos asociados al tipo de vehículo (pe.
articulado mayor de 52 ton ó camión rígido de 14 a 20 ton)
b) Datos de ECOPETROL
c) Referencia del diesel nacional
d) Empresas de transporte (entre otros, realizando entrevistas con transportadoras y centros
de diagnóstico automotor).
e) La Tabla 12 presenta factores de emisión para el carbón importado y exportado, tomados
de la “Guía práctica para el cálculo de emisiones de gases efector invernadero” de España,
sin embargo el FECOC, tiene éstos datos a nivel nacional, pero en el momento del cálculo se
desconocían. Este tipo de trabajo complementario lo pueden realizar todos aquellos que
deseen identificar la diferencia entre los datos internacionales y los datos del país en este
momento. Para el futuro próximo, el país tendrá que producir combustibles que se
asemejen a los que consume el mundo y así lo exigirán los tratados de libre comercio
vigentes. En ese caso las cifras reportadas serán válidas. La diferencia entre los datos
calculados con la información que se obtendrían trabajando con los indicadores del FECOC
es de centésimas y algunos casos de décimas.
1. La clasificación de una vivienda de interés social o no, la definen las mismas constructoras. Cuando
los diferentes constructores que apoyaron este estudio, entregaron los Análisis de Cantidades
Unitarias (ACU) de varias obras, ya habían clasificado el estrato. Esto depende del tipo de
terminados y áreas empleadas en cada solución.
2. El anexo 2.4 esta errado y es similar al anexo 2.3. Se adjuntan las tablas correspondientes a la obra
“Yumbo ‐ Campestre Real 72 m²”
ANEXO 2.4. FICHA DE REGISTRO DEL ANÁLISIS DE CANTIDADES UNITARIAS (ACU) EN SISTEMA
MAMPOSTERIA ESTRUCTURAL
72,00
25%
CEMENTO BLANCO CEMENTO BLANCO Kg 20,44 25,55
ARENA ARENA m3
6,43 10.780,02
CEMENTO GRIS SACOS 50 KG CEMENTO GRIS SACOS 50 KG Kg 2859,48 3.574,35
CEMENTO GRIS SACOS 50 KG 343,70
ARENA DE RIO 760,26
GRAVA TRITURADA 912,05
CEMENTO GRIS SACOS 50 KG 3.110,58
CAL 151,49
ARENA DE RIO 5.205,00
GRAVA TRITURADA 7.789,56
CEMENTO GRIS SACOS 50 KG 5.823,26
ARENA DE RIO 12.881,00
GRAVA TRITURADA 15.452,69
BLOQUELON EN ARCILLA 80X23X8 Und 201,33 2.894,12
LADRILLO ESTRUCTURAL 10x12x29 Und 7033,46 30.771,39
BLOQUE VIGA LADRILLO ESTRUC. 12X20X30 Und 200,75 1.656,19
CERAMICA SANITARIA Und 1,00 86,38
CERAMICA CAVEY 20.5x20.5 m2
9,53 176,72
CERAMICA VICENZA 40.5*40.5 m2
70,72 1.311,43
VIDRIOS VENTANA Y PUERTA VENTANA m2
11,15 104,51
CUBIERTA TEJA DE FIBROCEMENTO m2
47,54 808,18
TIERRA DE EXCABACIÓN TIERRA DE EXCABACIÓN m3
21,32 19.189,29
PUNTILLA Lbs 19,11 10,84
ALAMBRE Kg 22,00 27,50
ESCALERILLA RAM Kg 118,32 147,90
MALLA ELECTROSOLDADA STANDAR Kg 172,09 215,11
ACERO REFUERZO Kg 718,24 897,80
BARANDA DE ESCALERA L=2.4 MT Und 2,40 5,08
BARANDA DE BALCON L=2.89 MT Und 2,89 6,12
SOLAPAS EN LAMINA GALVANIZADA ML 29,5 548,41
V2 VENTANA 1.5*1.5 ( sala y alcoba ppal. ) Und 2,00 2,45
V3 VENTANA 1.5*1.2 ( alcoba 2) Und 1,00 2,20
V4 VENTANA CELOSIA 0.445x0.445 (baño
alcobas) Und 2,00 0,73
V4 VENTANA CELOSIA 0.30x0.445 (baño
social) Und 1,00 0,61
PUERTA VENTANA 1.58*2.10 ( estudio) Und 1,00 3,00
PUERTA EN MADERA TRIPLEX CRUDA (baño 2º
piso) Und 1,00 15,00
MARCO PARA PUERTA DE BAÑO 2º PISO Und 1,00 3,75
SIKA 101 GRIS Kg 4,06 5,08
SIKA 1 Kg 6,11 7,64
PLASTOCRETE DM ‐ IMPERMEABILIZANTE kg 1,72 2,15
DESFORMALETEANTE Kg 0,18 0,23
DIOXIDO DE TITANIO Kg 1,97 2,46
CURADO Kg 10,87 13,59
CANAL EN PVC x 6.00 MT Und 1,00 8,25
DUCTOS HIDROSANITARIOS m2
72,00 172,80
GRANOTEX EN CIELOS DE LOSA ENTREPISO m2
45,52 102,42
GRANOTEX DE ANTEPECHOS DE FACHADA m2
2,24 5,04
OTROS: POLÍMEROS Y ORGÁNICOS MADERA
ADITIVOS
PLÁSTICOS
PINTURAS
41,68
ALUMINIO
V1 VENTANA 1.0*1.0 (circulación alcobas) Und 1,00 1,63
1,00
METALES
ACERO PUERTA METALICA (0.90*2.10) CAL. 20 Y
MARCO, ( acceso ) Und
CERÁMICOS: CEM
ENTANTES, AGREG
ADOS, LADRILLOS, CERÁMICAS,
TIERRAS Y VIDRIOS
CONCRETO 3000PSI
IMPERMEABILIZADOm
3
SECCIÓN A. IDENTIFICACIÓN DE LA OBRA Y m2 TOTALES DE OBRA
SISTEMA CONSTRUCTIVO:
ÁREA VIVIENDA (m2):
FACTOR DE DESPERDICIO:
SECCIÓN B. NORMALIZACIÓN A MASA (Kg) DE LOS DATOS ACU
FICHA DE CONSIGNACIÓN Y NORMALIZACIÓN DE INFORMACIÓN DE ACU A MASA Kg/m2 POR OBRA
GRUPO NOMBRE SUB GRUPO MATERIAL UNIDAD CANTIDAD Kg
0,70
GROUTING DE 1500 psi m3 5,63
CONCRETO 3000 PSI (21MPa) m3 11,86
CERÁMICA COCIDA (Ladrillos, pisos y
elementos sanitarios)
MAMPOSTERIA ESTRUCTURAL NO VIS
3. En la Tabla 82, se corrige la información relativa a los Eco‐materiales, pues en el documento original
en esta columna se había entregado la misma información que la de los materiales convencionales.
TABLA DE COMPARACIÓN DE CONSUMOS ENERGÉTICOS Y EMISIONES DE CO2 ENTRE EL USO DE MATERIALES CONVENCIONALES vs. USO
DE ECOMATERIALES – AHORRO POSIBLE
SISTEMA CONSTRUCTIVO
MAT. CONVENCIONALES ECOMATERIALES AHORRO
MJ/m2 Ton
CO2/m2 MJ/m2
Ton
CO2/m2
Consumo
energético Ton CO2
SISTEMA INDUSTRIALIZADO 2.517,2 0,3102 1.959,3 0,2368 22,16% 23,66%
MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL 2.943,2 0,3239 1.987,4 0,2087 32,47% 35,55%
MAMPOSTERÍA CONFINADA 4.743,4 0,5053 3.177,0 0,3104 33,02% 38,57%
PONDERADO CALI 2.976,5 0,3364 2.082,4 0,2258 30,04% 32,88%
4. En la página 58 se cita la norma ISO 14064 Parte 1, en realidad es la Parte 11, que especifica los
requisitos para el diseño y desarrollo de inventarios de emisiones de GEI en el nivel de organización
o entidad.
ÍTEM TOTAL Kg Kg/m2 NOMBRE Kg Kg/m2
CEMENTO BLANCO 26 0,35 0,02%
ARENA DE RIO 29.626 411,48 23,50%
CEMENTO GRIS 12.852 178,50 10,20%
AGREGADOS TRITURADOS 24.154 335,48 19,16%
ROCA MUERTA ‐ TIERRA EXCAVACIÓN 19.189 266,52 15,22%
CERÁMICA COCIDA 36.896 512,45 29,27%
VIDRIO 105 1,45 0,08%
TEJA 808 11,22 0,64%
CAL 151 2,10 0,12%
ACERO 1900 26,39 1,51%
ALUMINIO 11 0,15 0,01%
MADERA 19 0,26 0,01%
ADITIVOS 31 0,43 0,02%
PLÁSTICOS 181 2,51 0,14%
PINTURAS 107 1,49 0,09%
TOTALES 125.905,65 1.748,69 ‐ 126.057,14 1.750,79 100,0% 99,9%
METALES
1.911 26,54 1,52%
OTROS:
POLÍMEROS
Y
ORGÁNICOS
338 4,70 0,27%
SECCIÓN C. DISTRIBUCIÓN EN MASA DE MATERIALES Y Kg /m2
GRUPO MATERIAL%
CERÁMICOS: CEM
ENTANTES,
AGREGADOS, LADRILLOS,
CERÁMICAS, TIERRAS Y
VIDRIOS
123.656 1717,45 98,10%
SECCIÓN D. GRÁFICA DE PARTICIPACIÓN DE MATERIALES CONSTITUTIVOS BASE EN Kg/m2 EN OBRA
CEMENTO BLANCO; 0,35; 0,02%
ARENA DE RIO; 411,48; 23,53%
CEMENTO GRIS ; 178,50; 10,21%
AGREGADOS TRITURADOS; 335,48; 19,18%
ROCA MUERTA ‐TIERRA
EXCAVACIÓN; 266,52; 15,24%
CERÁMICA COCIDA; 512,45; 29,30%
VIDRIO; 1,45; 0,08%
TEJA; 11,22; 0,64%
ACERO; 26,39; 1,51%
ALUMINIO; 0,15; 0,01%
MADERA; 0,26; 0,01%
ADITIVOS; 0,43; 0,02%
PLÁSTICOS; 2,51; 0,14%
PINTURAS; 1,49; 0,09%
DISTRIBUCIÓN MATERIALESKg/m2
TABLA DE CONTENIDO
i. GLOSARIO Y SIGLAS ................................................................................................................... 23
ii. SIGLAS O ABREVIATURAS DE NOMBRES O DE INSTITUCIONES CONSULTADAS ............................. 31
iii. FUENTES DE INFORMACIÓN ....................................................................................................... 32
I. INTRODUCCIÓN ......................................................................................................................... 33
I.1. ASPECTOS JURÍDICOS, AMBIENTALES Y DE PROCEDIMIENTO. ............................................. 33
I.2. PRESENTACIÓN DE ECOINGENIERÍA S.A.S ........................................................................... 37
I.3. EQUIPO PROFESIONAL DIRECTO QUE TRABAJÓ EN EL PROYECTO ....................................... 39
II. OBJETIVOS Y ALCANCES DEL TRABAJO ........................................................................................ 40
II.1. OBJETIVOS ESPECÍFICOS DEL CONTRATO ............................................................................ 40
II.2. OBJETIVOS DEL INFORME FINAL ......................................................................................... 40
II.3. ALCANCES DEL TRABAJO .................................................................................................... 41
III. CRONOGRAMA Y METODOLOGÍA DE TRABAJO ....................................................................... 43
III.1. CRONOGRAMA DE TRABAJO .............................................................................................. 43
III.2. DIAGRAMA DE FLUJO METODOLÓGICO .............................................................................. 44
IV. DESCRIPCIÓN METODOLÓGICA DETALLADA Y ANÁLISIS DE RESULTADOS POR ACTIVIDADES ... 47
IV.1. ACTIVIDAD 1 ...................................................................................................................... 47 IV.1.1. Identificación de las áreas construidas en función del destino de la edificación .............. 47 IV.1.2. Análisis de sistemas constructivos usados en Colombia. .................................................. 49 IV.1.3. Sistemas constructivos empleados en Cali para VIS y no VIS ............................................ 53
IV.2. IDENTIFICACIÓN DE MATERIALES MÁS UTILIZADOS EN CALI ............................................... 54 IV.2.1. Método de cálculo para determinar la participación de materiales por m2 ..................... 55
IV.3. MATERIALES MÁS UTILIZADOS POR SISTEMA CONSTRUCTIVO (PONDERADO) CALI 2011. ... 60
IV.4. DESCRIPCIÓN METODOLÓGICA DETALLADA ....................................................................... 67 IV.4.1. Fuentes de información de indicadores energéticos y de emisiones ................................ 70 IV.4.2. Comentarios sobre las guías metodológicas utilizadas, el caso del cemento y otros materiales ......................................................................................................................................... 71 IV.4.3. Análisis energético del ciclo de vida.................................................................................. 73
IV.4.3.1. Extracción y producción ................................................................................................. 73 IV.4.3.2. Distribución .................................................................................................................... 73 IV.4.3.3. Consumo de energía para utilizar los productos en la obra. Consumo de energía en la disposición de escombros ............................................................................................................. 74
IV.4.4. Descripción y análisis energético de los procesos productivos de los materiales más usados por peso en la construcción de vivienda, se incluyen los ecomateriales ................................ 76
IV.4.4.1.Ladrillos ........................................................................................................................... 76 IV.4.4.2.Movimiento de tierra ...................................................................................................... 79 IV.4.4.3.Cemento .......................................................................................................................... 80 IV.4.4.4.Los materiales de construcción alternativos o ecomateriales ........................................ 82
IV.5. DESCRIPCIÓN METODOLÓGICA DETALLADA, RESULTADOS Y ANÁLISIS DE LA ACTIVIDAD 2 – Acción 1 y 2 ................................................................................................................................... 88
IV.5.1. Consumos energéticos y emisión de co2 de cada sistema constructivo ............................ 92 IV.5.1.1.Consumos energéticos y emisión de CO2 para el sistema constructivo industrializado. 92 IV.5.1.2.Consumos energéticos y emisión de CO2 para el sistema constructivo mampostería estructural. ................................................................................................................................... 94 IV.5.1.3.Consumos energéticos y emisión de CO2 para el sistema constructivo mampostería confinada ...................................................................................................................................... 96 IV.5.1.4.Consumos energéticos y emisión de CO2 para el sistema constructivo Guadua ‐ Tierra estabilizada ................................................................................................................................... 98
IV.5.2. Proyección de los resultados a nivel nacional, con base en el consumo de materiales en kg/m2, los indicadores energéticos y de emisiones de co2 de cali. ................................................... 100 IV.5.3. Comparación de los consumos energéticos y las emisiones de co2 entre sistemas constructivos para la ciudad de cali ................................................................................................. 107
V. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES .......................................................................................... 110
V.1. DESCRIPCIÓN DE LAS PROPIEDADES MÁS RELEVANTES DE ESTE PROYECTO .......................... 110
V.2. LOS MATERIALES Y SU MICROESTRUCTURA. .................................................................... 118
V.3. VALORES DE LAS PROPIEDADES EN LOS MATERIALES ....................................................... 119 V.3.1. Materiales en la categoría de metálicos ......................................................................... 122 V.3.2. Los materiales cerámicos ................................................................................................ 124 V.3.3. Los materiales poliméricos: ............................................................................................ 126 V.3.4. Materiales compuestos: concretos, morteros ................................................................ 127
V.4. ESTUDIO TERMOGRÁFICO: ............................................................................................... 131 V.4.1. Rendimiento energético en la vivienda ........................................................................... 131 V.4.2. Inspección de sistemas constructivos mediante termografía por infrarrojos. ................ 133 V.4.3. Características climatológicas de Cali ............................................................................. 133 V.4.4. Descripción de los sistemas constructivos analizados: ................................................... 134 V.4.5. Análisis de las mediciones termográficas: ...................................................................... 144
VI. OTROS ASPECTOS OBSERVADOS EN EL ESTUDIO ................................................................... 146
VI.1. ESTIMACIÓN DEL CONSUMO DE ÁRBOLES PARA LA FABRICACIÓN DE LAS BOLSAS DE PAPEL PARA EMPACAR CEMENTO GRIS .................................................................................................. 146
VI.2. ANÁLISIS DEL CONSUMO DE AGUA EN LA FABRICACIÓN DE CONCRETOS Y MORTEROS .... 148
VI.3. CALCULADORA AMBIENTAL PARA PRODUCTOS DE LA CONSTRUCCIÓN ............................ 150
VII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................................................ 153
ANEXOS ........................................................................................................................................... 159
LISTADO DE TABLAS
Tabla 1.Tipología de edificaciones y área (m2) licenciada para construcción ‐ Representativo nacional, 77 municipios (Año 2011) ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 48
Tabla 2. Cantidad de área construida (m2) para VIS y No VIS en el año 2011, dependiendo del sistema constructivo, en 12 áreas urbanas y 3 áreas metropolitanas. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 50
Tabla 3. Área (m2) iniciada según sistema constructivo (Área urbana de Cali – año 2011). ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 54
Tabla 4. Descripción de la información suministrada por las constructoras ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 55
Tabla 5 Sección A. Información de la obra y m2 totales de obra. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 55
Tabla 6. Sección B. Peso de los materiales en kg (ACU). ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 56
Tabla 7 Sección C. Tabla de equivalencias basadas en normas NTC 3329, 4048, 4382 e información del laboratorio de ECOINGENIERÍA. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 57
Tabla 8. Sección C. Distribución en peso de materiales y Kg/m2 ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 59
Tabla 9. Sección D. Análisis de consumo de agua ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 59
Tabla 10. Comparativo sistemas constructivos por consumo de materiales ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 67
Tabla 11: Conversión de unidades de masa o volumen de combustible a energía ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 69
Tabla 12: CONVERSIÓN DE UNIDADES DE MASA A FACTOR DE EMISIÓN DE GEI (35) ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 69
Tabla 13: Fuentes primarias levantadas para este estudio ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 70
Tabla 14: Fuentes secundarias utilizadas para levantar información secundaria para este estudio ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 71
Tabla 15. Datos de consumo de combustible DIESEL, emisiones y rendimiento en transporte de carga. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 74
Tabla 16. Consumo de carbón en tecnología utilizada. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 76
Tabla 17. Consumo de Energía en Tecnología utilizada. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 76
Tabla 18. Emisión de material particulado. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 76
Tabla 19. Emisión de Dióxido de Azufre (SO2). ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 78
Tabla 20. Emisión de óxidos de Nitrógeno. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 78
Tabla 21. Emisión de Monóxido de Carbono (CO). ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 78
Tabla 22. Emisión de dióxido de carbono (CO2).‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 78
Tabla 23. Relación de actividades e impactos para el recurso aire, en el proceso de transformación de la arcilla. ‐‐‐‐ 79
Tabla 24. Movimiento de tierra para una obra de casas estrato 5 – 6. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 80
Tabla 25. Indicadores de huella de carbón y GEI en la producción del cemento portland ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 80
Tabla 26. Exportaciones de Cemento en el Mundo. Fuente: ICPC año 2006. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 83
Tabla 27. Subíndices de la tabla de consumos energéticos y emisiones de CO2 de materiales de construcción ‐‐‐‐‐‐‐‐ 89
Tabla 28. Consumo energético y emisiones de CO2 en producción de materiales de construcción. Parte A. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 90
Tabla 29. Consumo energético y emisiones de CO2 en producción de materiales de construcción. Parte B. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 91
Tabla 30. Análisis consumo energético (MJ) y emisión de CO2 en el sistema industrializado en Cali 2011 ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 92
Tabla 31. Análisis consumo energético (MJ) y emisión de CO2 en el sistema mampostería estructural en Cali 2011 ‐‐ 94
Tabla 32. Análisis consumo energético (MJ) y emisión de CO2 en el sistema mampostería estructural en Cali 2011 ‐‐ 96
Tabla 33. Análisis consumo energético (MJ) y emisión de CO2 en el sistema Guadua–Tierra estabilizada en Cali 2011 ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 98
Tabla 34. Proyección a nivel nacional, sistema industrializado ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 102
Tabla 35. Proyección a nivel nacional, mampostería estructural ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 102
Tabla 36. Proyección a nivel nacional, mampostería confinada ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 103
Tabla 37. Cantidades de cemento estimadas para uso en construcción de vivienda ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 106
Tabla 38. Categorización de las propiedades de los materiales de construcción. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 120
Tabla 39. Referencias bibliográficas para las tablas de los materiales. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 121
Tabla 40. Propiedades de los Materiales Metálicos. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 123
Tabla 41. Propiedades de los Materiales Cerámicos. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 125
Tabla 42. Propiedades de los materiales poliméricos. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 126
Tabla 43. Propiedades de los materiales compuestos. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 127
Tabla 44. Conductividad térmica de materiales usados en vivienda. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 128
Tabla 45. Valores de resistencia calorífica (R) en muros de mampostería en bloque de Concreto () ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 129
Tabla 46. Valores de U para una pared de 20 cm con bloque de concreto. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 130
Tabla 47. Valores de los coeficientes de reducción del ruido en bloques de concreto y su influencia de la pintura en la reducción del ruido. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 130
Tabla 48. Índice de confortabilidad y % de insatisfacción en las viviendas en el momento más desfavorable del día. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 132
Tabla 49. Rango de Características climatológicas de Cali ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 133
Tabla 50. Vista frontal. Casa 1. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 134
Tabla 51.Termografía Frontal interior. Casa 1. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 135
Tabla 52. Termografía posterior externa. Casa 1. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 136
Tabla 53. Interior cielo raso. Casa 1. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 136
Tabla 54. Módulo habitaciones. Casa 2. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 137
Tabla 55. Cubierta modulo de habitaciones. Casa 2. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 138
Tabla 56. Frente modulo de habitaciones. Casa 2. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 138
Tabla 57. Modulo sala, cocina, habitación principal. Casa 2. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 139
Tabla 58. Interior habitación principal. Casa 2. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 139
Tabla 59. Interior cocina. Casa 2. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 140
Tabla 60. Exterior torre. Casa 3. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 141
Tabla 61. Interior torre, sala piso 5. Casa 3. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 141
Tabla 62. Interior torre, cielo falso piso 5. Casa3. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 142
Tabla 63. Interior cocina. Casa 3. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 142
Tabla 64. Cielo falso cocina. Casa 3. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 143
Tabla 65. Sistema industrializado en construcción. Casa 3. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 143
Tabla 66. Consumos energéticos y emisiones de CO2 del último trimestre en la producción de cemento. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 146
Tabla 67. Producción de cemento en Julio de 2012 en Colombia y su distribución en cemento a granel y en sacos 147
Tabla 68. Datos de cálculo del consumo de árboles para la fabricación de bolsas para empacar cemento. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 147
Tabla 69. Estimaciones de las cantidades de bolsas de papel, toneladas de madera, árboles y área consumida para producir las bolsas de papel para empacar cemento gris en el mes de Julio de 2012. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 147
Tabla 70. Consumos de agua para la preparación de mezclas de concreto y mortero. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 148
Tabla 71. Consumos de agua para mezclas de concreto y morteros para dos sistemas constructivos en el año 2011 ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 148
Tabla 72. Consumo energético por etapa de proceso del ciclo de agua potable. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 148
Tabla 73. Emisiones de CO2 asociadas al tratamiento de agua. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 149
Tabla 74. Consumo energético y emisiones de ton CO2 asociada al consumo de agua en la fabricación de concretos y morteros por sistema constructivo en el año 2011. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 149
Tabla 75. Agua en la Tierra ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 150
Tabla 76. Resumen metros cuadrados según destinos ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 153
Tabla 77. Resumen del consumo de materiales ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 154
Tabla 78. Resumen consumo materiales por sistema constructivo ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 154
Tabla 79. Resumen del consumo energético y la emisión de CO2 por material ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 155
Tabla 80. Resumen de materiales con mayor impacto en consumo energético y emisiones de CO2 en Cali año 2011 ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 155
Tabla 81. Resumen consumos energéticos y emisiones de CO2 por sistema constructivo ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 156
Tabla 82. Comparación de consumos energéticos y emisiones de CO2. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 156
Tabla 83. Conductividades térmicas más bajas de los materiales utilizados en construcción‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 157
Tabla 84. Distancias desde del centroide ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 170
LISTADO DE DIAGRAMAS
Diagrama 1. Organización técnica, administrativa y logística ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 38
Diagrama 2. Cronograma de trabajo – Diagrama de Gantt. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 43
Diagrama 3. Diagrama metodológico ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 44
Diagrama 4. Secuencia del proceso de producción de materiales de construcción a partir de residuos ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 86
Diagrama 5. Distribución planta cementantes y agregados a partir de residuos. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 87
Diagrama 6. Diagrama de proceso de agregados ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 176
Diagrama 7. Diagrama de proceso de cemento (método tradicional) ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 177
Diagrama 8. Proceso de producción del cemento (método moderno p. Húmedo) ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 178
Diagrama 9. Diagrama consumo energético del proceso de cemento ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 179
Diagrama 10. Diagramas de proceso de producción de ladrillo ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 180
Diagrama 11. Diagrama de proceso de producción de acero ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 181
Diagrama 12. Diagrama proceso del yeso químico ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 181
Diagrama 13. Diagrama de proceso del vidrio ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 182
LISTADO DE GRÁFICAS
Gráfica 1. Área licenciada en m2 de construcción en Colombia según destino. (2011). ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 48
Gráfica 2. Distribución por ciudades de los sistemas constructivos VIS y No VIS utilizados en Colombia, año 2011. ‐‐ 50
Gráfica 3. m2 totales construidos para 12 áreas urbanas y 3 metropolitanas (%) de vivienda VIS y No VIS. Año 2011. 51
Gráfica 4. Distribución porcentual (%) de los sistemas constructivos utilizados en Colombia para VIS y No VIS. Año 2011. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 51
Gráfica 5. Distribución según sistema constructivo Cali 2011. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 54
Gráfica 6. Ejemplo de gráfica de participación de materiales en Kg/m2 en obra ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 60
Gráfica 7. Secciones de la hoja de cálculo: Análisis de consumo de materiales sistema constructivo. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 61
Gráfica 8. Análisis de consumo de materiales ‐ Sistema industrializado ‐ Concreto‐ Cali 2011. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 62
Gráfica 9. Análisis de consumo de materiales ‐Sistema Mampostería Estructural‐ Cali 2011. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 64
Gráfica 10. Análisis de consumo de materiales ‐ Sistema Mampostería Confinada ‐ Cali 2011. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 65
Gráfica 11. Análisis de consumo de materiales ‐ Sistema Guadua y Tierra Estabilizada‐ Cali 2011. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 66
Gráfica 12. Distribución porcentual del consumo energético (MJ) y la emisión de CO2 en el sistema industrializado en Cali 2011 ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 93
Gráfica 13. Distribución porcentual del consumo energético (MJ) y la emisión de CO2 en el sistema Mampostería Estructural en Cali 2011 ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 95
Gráfica 14. Distribución porcentual del consumo energético (MJ) y la emisión de CO2 en el sistema Mampostería Confinada en Cali 2011 ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 97
Gráfica 15. Distribución porcentual del consumo energético (MJ) y la emisión de CO2 en el sistema Guadua y Tierra estabilizada en Cali 2011 ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 99
Gráfica 16. Producción y despachos nacionales de cemento gris. Acumulados móviles de 12 meses. Total nacional. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 104
Gráfica 17: Distribución de los despachos de cemento gris a granel y empacado según canal de distribución. Total Nacional. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 104
Gráfica 18. Comparación de consumo energético y emisión de ton CO2. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 107
Gráfica 19. Comparación de eficiencia energética y emisiones de CO2 entre sistemas convencionales, sistemas convencionales utilizando ecomateriales y sistema guadua – tierra. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 108
Gráfica 20. Ahorro posible por el uso de ecomateriales para cada sistema constructivo. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 109
LISTADO DE FIGURAS
Figura 1. Mampostería Estructural Reforzada interiormente ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 25
Figura 2. Mampostería de muros confinados ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 25
Figura 3. Sistema industrializado en placas de concreto ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 26
Figura 4. Temperatura media radiante. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 28
Figura 5. Campo audible en dB y Frecuencias. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 29
Figura 6. Descripción de las propiedades acústicas en la construcción. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 30
Figura 7. Aislamiento y absorción acústico en un material. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 30
Figura 8. Temperatura media radiante. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 116
Figura 9. Campo audible en dB y Frecuencias. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 116
Figura 10. Descripción de las propiedades acústicas en la construcción. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 117
Figura 11. Aislamiento y absorción acústico en un material. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 118
Figura 12. Categorización de los materiales. Fuente: ECOINGENIERÍA S.A.S ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 119
Figura 13. Ciclo Total de los materiales. Fuente: ECOINGENIERÍA S.A.S ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 120
Figura 14. Dependencia entre la conductividad térmica de los materiales inorgánicos y la masa volumétrica. 1 – Materiales secos, 2 y 3 – Materiales secos al aire con diferente humedad, 4 – Materiales saturados de agua. ‐‐‐‐‐‐ 128
Figura 15. Conductividad térmica del concreto, morteros o grout dependiendo del peso unitario y la humedad. Los agregados influyen en la conductividad puesto que varían los pesos unitarios de los productos. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 129
Figura 16. Índice de Fanger, índice de confortabilidad.‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 132
Figura 17. Ubicación casa 1, estudio termográfico. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 134
Figura 18. Ubicación. Casa 2, estudio termográfico. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 137
Figura 19. Ubicación casa 3. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 140
Figura 20. Distribución del agua en la tierra ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 150
LISTADO DE IMÁGENES
Imagen 1. Termografía frontal. Casa 1. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 134
Imagen 2. Termografía Frontal interior. Casa 1. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 135
Imagen 3. Termografía posterior externa. Casa 1. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 136
Imagen 4. Interior cielo raso. Casa 1. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 136
Imagen 5. Modulo habitaciones. Casa 2. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 137
Imagen 6. Cubierta modulo de habitaciones. Casa 2. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 138
Imagen 7. Frente modulo de habitaciones. Casa 2. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 138
Imagen 8. Modulo sala, cocina, habitación principal. Casa 2. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 139
Imagen 9. Interior habitación principal. Casa 2. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 139
Imagen 10. Interior cocina. Casa 2. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 140
Imagen 11. Exterior torre. Casa 3. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 141
Imagen 12. Interior torre, sala piso 5. Casa 3. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 141
Imagen 13. Interior torre, cielo falso piso 5. Casa3. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 142
Imagen 14. Interior cocina. Casa 3. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 142
Imagen 15. Cielo falso cocina. Casa 3. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 143
Imagen 16. Sistema industrializado en construcción. Casa 3. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 143
Imagen 17. Calculadora de la huella de carbono al utilizar Eco‐Materiales. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 151
Imagen 18. Calculadora de la huella de carbono al utilizar Eco‐Materiales. Variables de respuesta: Ahorro de CO2, ahorro en SO2, NOx, CO, ahorro en el consumo energético, ahorro en la explotación de materias primas. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 152
Imagen 19. Plantilla tipo ACU constructora ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 161
Imagen 20. Ubicación centroide Cali. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 170
Imagen 21. Distancia desde planta cementera. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 171
Imagen 22. Distancia planta de ladrillos al centroide. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 171
Imagen 23. Distancia planta concretera al centroide. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 171
Imagen 24. Distancia planta agregados al centroide. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 172
Imagen 25. Distancia planta acero al centroide. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 172
Imagen 26. Distancia planta tejas de fibrocemento al centroide. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 172
Imagen 27. Distancia centro de extracción arena de río al centroide. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 173
Imagen 28. Distancia cultivo de guadua al centroide. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 173
Imagen 29. Distancia planta de PVC al centroide. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 173
Imagen 30. Distancia planta de cobre al centroide. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 174
Imagen 31. Distancia planta de vidrio al centroide. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 174
Imagen 32. Distancia planta de pinturas al centroide. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 174
Imagen 33. Distancia planta yeso químico al centroide. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 175
Imagen 34. Distancia centro de extracción calizas al centroide. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 175
Imagen 35. Distancia planta ecomateriales al centroide. ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 175
LISTADO DE ANEXOS
Anexo 1. Plantilla del análisis de cantidades unitarias (ACU) de la constructora
Anexo 2.1. Ficha de registro del análisis de cantidades unitarias (ACU) en sistema industrializado no vis estrato 5 y 6
Anexo 2.2. Ficha de registro del análisis de cantidades unitarias (ACU) en sistema industrializado vis
Anexo 2.3. Ficha de registro del análisis de cantidades unitarias (ACU) en sistema mampostería estructural no vis
Anexo 2.4. Ficha de registro del análisis de cantidades unitarias (ACU) en sistema mampostería estructural no vis
Anexo 2.5. Ficha de registro del análisis de cantidades unitarias (ACU) en sistema mampostería estructural vis
Anexo 2.6. Ficha de registro del análisis de cantidades unitarias (ACU) en sistema mampostería estructural no vis
Anexo 2.7. Ficha de registro del análisis de cantidades unitarias (ACU) en sistema mampostería confinada vis
Anexo 2.8. Ficha de registro del análisis de cantidades unitarias (ACU) en sistema guadua y tierra estabilizada
Anexo 3. Cuadro centroide y detalle rutas de transporte de productos
Anexo 4. Diagramas de procesos de materiales
Anexo 5. SUPERPRO Designer V8.5
Anexo 6. Balance de masa y energía de la producción de agregados
i. GLOSARIO Y SIGLAS
Arena de río: Es un material extraído con draga mecánica o manualmente del fondo de los ríos, cuya distribución granulométrica depende del volumen de agua y la distancia de transporte. La fuerza para la erosión mecánica es distinta en época de verano o invierno, ocasionado además, variación en la composición de minerales, en las impurezas orgánicas, y todo ello afecta directamente la calidad de los productos que la contienen. Su tamaño máximo fluctúa entre 12,5 mm y 2,0 mm. Cuando se extraen rocas grandes de la fuente, se trituran y se producen agregados “triturado de río”, arena o gravas, que tienden a mejorar la plasticidad de las mezclas que lo contengan.
En algunos lugares del país, como Bogotá, se emplean diferentes fuentes de arena provenientes tanto de río como de trituración y de yacimientos de arena natural que en particular tienen composición mineral y propiedades físicas y mecánicas distintas.
Arena triturada y Grava triturada: Proviene de un material de cantera extraída por voladura de una roca como la caliza, la diabasa, etc., que es cargada y transportada hasta la planta de reducción y clasificación de tamaños. La fracción fina cuyo tamaño está entre 5 y 0,15 mm se denomina arena de trituración. Todo este proceso genera material particulado muy fino el cual hay que captar mediante filtros, ciclones o “scrubers”, para evitar que este material recubra las partículas y afecte la adherencia de la pasta de cemento al agregado.
Centroide (1): El centroide de una figura geométrica es el centro de simetría. Para cualquier otro objeto de forma irregular de dos dimensiones, el centroide es el punto donde un soporte simple puede equilibrar este objeto. Por lo general, el centroide de un objeto bidimensional o tridimensional se encuentra utilizando integrales dobles o triples.
Concreto (2): Material compuesto que consta, esencialmente, de un medio aglutinante dentro del cual están embebidas partículas o fragmentos de agregados; en el concreto de cemento hidráulico el aglutinante es formado por una mezcla de cemento hidráulico y agua.
Confort (3): Es el estado de bienestar físico del sujeto relacionado con sus alrededores, está compuesto por los factores acústicos, calidad del aire, iluminación, paisaje y térmico. Confort térmico, definido en la norma ISO 7730, es la condición de la mente que expresa satisfacción con el ambiente térmico.
Eco‐materiales: Materiales que por su origen y composición no afectan de manera total al medio ambiente. Pueden ser de origen natural o producidos por el hombre. Su uso en el sector de la construcción, se inició formalmente hace un poco más de diez años, haciéndose más frecuente las experiencias de buenas prácticas en su empleo de forma masiva en programas comerciales de construcción y conquistado un lugar en el mercado en muchos países, donde compiten con ventaja con materiales industriales. La viabilidad técnico‐económica de los proyectos demuestra su sustentabilidad.
Ladrillos: Elementos cerámicos con gama de color entre rojos y beige, elaborados manual o mecánicamente, con mezclas de arcillas dosificadas y procesadas para conseguir un tamaño de grano y una homogeneidad que permita que el ladrillo en proceso alcance una estabilidad volumétrica definida durante el secado y la cocción. Se conforman diferentes formatos reglamentados por las normas técnicas colombianas y el CSRC 2010, tanto en dimensiones, propiedades mecánicas y físicas. En general cuando se trata de utilizar el sistema constructivo confinado se emplean unidades macizas, algunas con menor calidad a la estipulada por las normas. Estas últimas unidades son elaboradas en sistemas semi‐mecanizados o artesanalmente.
1 www.mathematicsdictionary.com/spanish/.../centroid.htm2 Norma Técnica Colombiana NTC 385, “Ingeniería civil y arquitectura. Terminología relativa al concreto y sus agregados”, 1999‐
09‐15, numeral 3.20.3 Jhonny D. Gamboa, Miguel E. Rosillo, Carlos A. Herrera, Oswaldo López B., Verónica Iglesias, “Confort Ambiental En vivienda de
interés social en Cali”, Universidad del Valle, mayo de 2011, página 24.
Losas: elementos estructurales de concreto armado, de sección transversal rectangular llena, de poco espesor y abarcan una superficie considerable del piso. Sirven para conformar pisos y techos en un edificio y se apoyan en las vigas o pantallas. Pueden tener uno o varios tramos continuos. Tienen la desventaja de ser pesadas y transmiten fácilmente las vibraciones, el ruido y el calor; pero son más fáciles de construir; basta fabricar un encofrado de madera, de superficie plana, distribuir el acero de refuerzo uniformemente en todo el ancho de la losa y vaciar el concreto.
Masa de la Obra: Peso total de la edificación en kg.
Materiales cementantes (4): Materiales que tienen propiedades cementantes por si mismos al ser utilizados en el concreto, tales como el cemento portland, los cementos hidráulicos adicionados y los cementos expansivos, o dichos materiales combinados con cenizas volantes, otras puzolanas crudas o calcinadas, humo de sílice, y escoria granulada de alto horno o ambos.
Mortero (5): Mezcla plástica de materiales cementantes, agregado fino y agua, usado para unir las unidades de
mampostería.
Muros de Concreto Reforzado (6): Elemento, generalmente vertical, empleado para encerrar o separar espacios. Muro diseñado para resistir combinaciones de cortantes, momento y fuerzas axiales. Un muro de cortante es un muro estructural. Un muro estructural diseñado como parte del sistema resistente ante fuerzas sísmicas, son los muros de concreto reforzado, con capacidad mínima de disipación de energía (DMI) que cumple con los requisitos de los Capítulos C.1 al C.18.
Muros de CALFITICE Cal‐fique‐tierra‐cementantes (7): Elemento estructural fabricado en guadua y madera a partir de guadua, conglomerado con un material compuesto a partir de cal, fique, tierra y cementantes.
Muro estructural (8): Elemento estructural de longitud considerable con relación a su espesor, que atiende
cargas en su plano, adicionales a su peso propio.
Muro no estructural (9): Elemento dispuesto para separar espacios, que atiende cargas únicamente debidas a su peso propio.
Sistema de Pórticos (10): Es un sistema estructural compuesto por un pórtico espacial, resistente a momentos, esencialmente completo, sin diagonales, que resiste todas las cargas verticales y fuerzas horizontales.
Mampostería (11): Se llama mampostería al sistema tradicional de construcción, que consiste en erigir muros y
paramentos para diversos fines, mediante la colocación manual de los elementos o los materiales que los componen (denominados mampuestos), que pueden ser por ejemplo:
ladrillos cerámicos, ladrillos sílico‐calcareos, ladrillos de concreto bloques prefabricados de concreto piedras, talladas en formas regulares o no
Estas unidades son colocadas ajustadas y/o pegadas en determinado orden, con mortero de pega para conformar el muro. Las unidades pueden ser macizas, de perforación vertical y de perforación horizontal. Las
4 Reglamento Colombiano de construcción sismo resistente NSR‐10, Título C – Concreto estructural, capítulo C.2 – Notación y
definiciones, numeral c‐34. 5 Reglamento Colombiano de construcción sismo resistente NSR‐10, Título D – “Mampostería estructural”, capítulo D.2 –
Clasificación, usos, normas, nomenclatura y definiciones, numeral d‐12. 6 Reglamento Colombiano de construcción sismo resistente NSR‐10, Título C – “Concreto estructural”, capítulo C.2 – Notación y
definiciones, numeral c‐34. 7 TIMAGUA S.A.S 8 Reglamento Colombiano de construcción sismo resistente NSR‐10, Título D – “Mampostería estructural”, capítulo D.2 –
Clasificación, usos, normas, nomenclatura y definiciones, numeral d‐12. 9 Reglamento Colombiano de construcción sismo resistente NSR‐10, Título D – “Mampostería estructural”, capítulo D.2 –
Clasificación, usos, normas, nomenclatura y definiciones, numeral d‐12. 10 Reglamento Colombiano de construcción sismo resistente NSR‐10, Título A ‐ “Requisitos generales de diseño sismo resistente”,
capítulo A.3 ‐ numeral A.3.2.1.3. 11 Arango T., Jesús Humberto, “Edificios altos de mampostería en arcilla”, Revista Terracota, Bogotá dic. 2001
unidades de perforación vertical son las más utilizadas, ya que permiten la colocación de barras de refuerzo a través de ellas, las cuales son fijadas al muro mediante mortero de relleno (grout).
Mampostería estructural (12): Es un sistema estructural clasificado por las Normas Sismo‐Resistentes dentro del sistema de muros de carga. Este sistema se diferencia del sistema de pórticos por el tipo de elementos verticales utilizados, los cuales son elementos componentes también del muro y tienen un espesor muy delgado, otras dos dimensiones geométricas, alto y largo mucho más grandes.
Mampostería reforzada totalmente inyectada: Es aquélla que tiene todas las celdas inyectadas de mortero de relleno o grout y el refuerzo vertical es colocado en dichas celdas con espaciamientos menores a 1.20m. (Ver Figura 1).
Mampostería reforzada parcialmente inyectada: Es similar a la anterior con la diferencia que no todas las celdas de las unidades van inyectadas. Todas las celdas donde se coloca refuerzo van inyectadas. (ver Figura 1).
Mampostería parcialmente reforzada: Se diferencia de la anterior en la cantidad de refuerzo colocado, el cual es aproximadamente la mitad y es espaciado hasta un máximo de 2.40 m. (Ver Figura 1).
Mampostería de muros confinados: Los muros confinados son un tipo de mampostería donde el refuerzo no es colocado interiormente, es decir dentro de las celdas de las unidades, sino que se refuerza el muro perimetralmente mediante vigas y columnas de concreto reforzado, las cuales son fundidas (vaciadas) posteriormente a la construcción del muro para que éste quede confinado adecuadamente. Ver Figura 2.
Sistema Industrializado en muros y placas de concreto: Entre los sistemas industrializados más difundidos se encuentra la construcción de vivienda, cuyo sistema estructural está conformado únicamente por placas y muros en concreto. (Ver Figura 3) Este sistema es ampliamente empleado en Colombia.
12 Arango T., Jesús Humberto, “Edificios altos de mampostería en arcilla”, Revista Terracota, Bogotá dic. 2001
Figura 1. Mampostería Estructural Reforzada interiormente
Figura 2. Mampostería de muros confinados
Teja de Fibrocemento (13): Placa ondulada usada en cubiertas y revestimientos. Las placas están compuestas por un aglomerante inorgánico hidráulico (cemento), o un silicato de calcio formado por una reacción química de un material silíceo con otro calcáreo, reforzado con fibras orgánicas y/o fibras sintéticas inorgánicas. Entendiendo como fibra, cualquiera de los siguientes elementos: dispersos al azar, hilos continuos o cintas y redes o nervaduras.
Indicadores de consumo energético y de emisión de CO2 (14)
Consumo energía fósil unitaria (CEFU) [MJ/ton de producto]: El consumo de energía fósil unitaria está dado por la cantidad total de energía térmica obtenida a partir de combustibles fósiles, expresada en MJ por unidad de tonelada de producto elaborado. Este indicador refleja toda la energía disponible en el combustible, a la cual se le debe restar las perdidas en la eficiencia de la combustión para obtener el indicador ETU. Los efectos de dicho índice ocasionados al entorno, están relacionados con los anteriormente citados para el consumo de energía térmica, es decir, consumo de recursos naturales y los diferentes compuestos emitidos a la atmósfera. De acuerdo a la naturaleza del combustible seleccionado y de la tecnología de extracción, transporte y combustión propiamente dicha, dependen los efectos ambientales derivados. En la mayoría de procesos industriales se hace necesaria la utilización de energía térmica; dicha energía puede obtenerse a través de la combustión de diferentes materiales; dependiendo de cuales de ellos se utilicen, la energía puede ser de origen fósil (CEFU) o de biomasa.
Energía eléctrica unitaria (EEU) [Kwh/ton de producto]: La Energía Eléctrica Unitaria se refiere a la energía necesaria para el funcionamiento de equipos en las diferentes actividades industriales y es medida con respecto a una tonelada de producto. Dicha energía en nuestro país, generalmente se obtiene por generación térmica o hidráulica. La energía eléctrica cumple un papel trascendental en el proceso manufacturero, ya que a través de ella es posible operar los sistemas de transporte de materiales, de agitación de reactores, de control de procesos, de limpieza en equipos y materiales. Además, el consumo de energía eléctrica se considera como uno de los parámetros más importantes en la evaluación de la eficiencia operativa de los procesos productivos y a nivel macroeconómico se utiliza como referencia para la medición del desarrollo industrial de un país.
Energía eléctrica unitaria (EEUM) [MJ/ton de producto]
Energía total consumida en proceso (ETOTAL) [MJ/Ton de producto (suma de EEUM+CEFU)]
CO2 unitario del proceso (CO2UP) [ton CO2/ton producto]: El dióxido de carbono es un gas incoloro e inodoro, no tóxico, más denso que el aire y que se origina en los procesos de combustión. Se halla presente en
13 Norma Técnica Colombiana NTC 4694, “Placas onduladas de fibrocemento para cubiertas y revestimientos”, 2002‐08‐28,
numerales 1, 2.4 y 4.1. 14 Grupo de cálculo UIS‐IDEAM. CENTRO DE PRODUCCIÓN MÁS LIMPIA, www.teconologiaslimpias.org
Figura 3. Sistema industrializado en placas de concreto
atmósferas puras de forma natural, si bien la actividad humana provoca un aumento variable de su concentración. Entre las fuentes naturales de generación de este gas se encuentran la respiración de las plantas verdes, la oxidación del CO natural y los incendios forestales, siendo la fuente antropogénica principal los procesos de combustión de combustibles fósiles. La concentración ambiental de dióxido de carbono ejerce una cierta acción sobre la temperatura media de la atmósfera por absorción de determinadas radiaciones solares (infrarrojas), siendo el principal acelerante del calentamiento global de la atmósfera, conocido como efecto invernadero. Es importante señalar que dentro del área de los procesos que se denominan "Servicios Industriales" (o para procesos), juega un papel fundamental en el desempeño ambiental de las tecnologías, la denominada "producción de vapor". El suministro de la energía térmica necesaria para la mayor parte de la producción industrial, se efectúa a través de la transformación de la energía potencial química contenida en un combustible, en energía térmica ganada por una masa de agua cuando se evapora.
CO2 unitario de electricidad (CO2UE) [ton CO2/ton producto]: CO2 unitario correspondiente al emitido por la producción y transporte de energía eléctrica en hidroeléctricas y termoeléctricas (KW/h). Para Colombia el factor está determinado en 0,00028 x EEU.
CO2 unitario total en proceso (CO2UT) [ton CO2/ton producto] (Suma de CO2UP + CO2UE): Estos indicadores totalizados, denotan el desempeño ambiental y energético de los materiales constitutivos de la vivienda. La importancia del uso de estos indicadores es que no están influenciados por las variaciones de precios, brindando una medida más cercana de la eficiencia energética, además, pueden asociarse directamente a operaciones de proceso y en algunos casos como en el proceso de producción de cemento, a la selección de la tecnología, esto es útil para determinar potenciales mejoras de eficiencia.
Propiedades solares
Coeficiente de emisividad (ε) (15): Es un número adimensional que relaciona la habilidad de un objeto real para irradiar energía térmica, con la habilidad de irradiar si éste fuera un cuerpo negro: [ε = (radiación emitida por
una superficie / radiación emitida si fuera un cuerpo negro)].Un cuerpo negro, por consiguiente, tiene un coeficiente ε = 1, mientras que en un objeto real, ε siempre se mantiene menor a 1.
Absorción solar (16): Proceso por el cual la energía radiante incide sobre la superficie de un cuerpo, es
absorbida por éste, transformándose en otra clase de energía al interactuar con la materia.
Reflexión solar (17): Proceso por el cual el flujo incidente es devuelto desde la superficie de incidencia de un receptor estacionario sin cambio en la frecuencia.
Reflectancia solar (18): Relación entre el flujo energético reflejado y el flujo de radiación incidente. La reflectancia se puede aplicar a una sola longitud de onda o a una gama de longitudes de onda.
Radiación solar (19): Se entiende como brillo solar, u horas de sol efectivo, el número de horas en un período
determinado en que el sol tiene la capacidad de quemar una cartulina ubicada en el instrumento llamado heliógrafo.
Propiedades térmicas (20)
Conductividad térmica (λ) [W/(m.ᵒC)]: Es la propiedad del material de transmitir el calor de una superficie a la otra. Esta propiedad es la principal, tanto para un grupo amplio de materiales de aislamiento térmico, como también para los materiales empleados en la construcción de paredes exteriores y recubrimientos de los edificios.
15 http://es.wikipedia.org/wiki/Emisividad 16 Norma Técnica Colombiana NTC 1736, “Energía Solar. Definiciones y nomenclatura”, 2005‐08‐24, numeral 3.1 17 Norma Técnica Colombiana NTC 1736, “Energía Solar. Definiciones y nomenclatura”, 2005‐08‐24, numeral 3.7 18 Norma Técnica Colombiana NTC 1736, “Energía Solar. Definiciones y nomenclatura”, 2005‐08‐24, numeral 3.6 19 Jhonny D. Gamboa, Miguel E. Rosillo, Carlos A. Herrera, Oswaldo López B., Verónica Iglesias, “Confort Ambiental En vivienda de
interés social en Cali”, Universidad del Valle, mayo de 2011, página 38. 20 G.I.GORCHAKOV, “Materiales de Construcción”, Editorial MIR Moscú, 1984, página 36 – 37.
Capacidad calorífica o calor específico [kJ/(kg.ᵒC)]: Es la cantidad de calor que es necesario transmitir a 1 kg del material dado para aumentar su temperatura en 1ᵒC. El calor específico de un material puede aumentar si contiene una elevada proporción de agua en su masa, como ocurre con el terreno natural o los cerramientos húmedos.
Coeficiente de dilatación térmica lineal [µm/(m.⁰C)] (21): Es el cociente que mide el cambio relativo de longitud o volumen que se produce cuando un cuerpo sólido o un fluido dentro de un recipiente experimenta un cambio de temperatura que lleva consigo una dilatación térmica.
Temperatura media radiante (22): La temperatura media radiante de un ambiente real se define como la temperatura uniforme de un recinto negro imaginario que tuviera la misma transferencia de calor por radiación hacia la persona que el recinto real (Ver Figura 4). También puede considerarse como el promedio de las temperaturas de los alrededores teniendo en cuenta sus emisividades.
Figura 4. Temperatura media radiante.
Fuente: Jhonny D. Gamboa, Miguel E. Rosillo, Carlos A. Herrera, Oswaldo López B., Verónica Iglesias, “Confort Ambiental En vivienda de interés social en Cali”, Universidad del Valle, mayo de 2011, página 29.
Propiedades acústicas:
Sonido (23): Es una alteración física de un medio (gaseoso, líquido, o sólido) que produce variaciones de presión recogidas por el oído humano en forma de vibraciones en el tímpano. La unidad de medida del sonido es el decibelio (dB). La Figura 5 muestra el campo audible en dB y frecuencias (Hz).
21 http://es.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_dilatación 22 Jhonny D. Gamboa, Miguel E. Rosillo, Carlos A. Herrera, Oswaldo López B., Verónica Iglesias, “Confort Ambiental En vivienda de
interés social en Cali”, Universidad del Valle, mayo de 2011, página 28 ‐29. 23 ANDIMAT, Asociación Nacional de Fabricantes de Materiales Aislantes, “informe soluciones de aislamiento acústico (1ª Parte)”,
España, año 2010, página 18.
Figura 5. Campo audible en dB y Frecuencias.
Fuente: ANDIMAT, Asociación Nacional de Fabricantes de Materiales Aislantes, “informe soluciones de aislamiento acústico (1ª Parte)”, España, año 2010, página 18.
Absorción sonora (24): La absorción sonora por el aire es debida a la acción molecular y viscosidad, siendo importante sólo a altas frecuencias y para grandes distancias. La absorción sonora en el interior de un recinto, es debida fundamentalmente a la transferencia directa de la energía acústica en energía calorífica por los procesos internos de fricción y amortiguamiento que se producen en el interior de los materiales, llamados absorbentes. También la energía sonora se disipa a través de los huecos como son las ventanas (Ver Figura 6 y Figura 7).
Coeficiente de absorción sonora (α) (25): Define las propiedades de un material y es la relación entre la
energía absorbida y la energía incidente. Es función de la frecuencia del sonido y del ángulo de incidencia.
Reverberación (26): El fenómeno o proceso de reverberación de un sonido en un recinto es debido a las diversas reflexiones del sonido en las paredes y demás superficies del recinto (Ver Figura 6). El tiempo de reverberación caracteriza el comportamiento acústico de un recinto y se define como el tiempo necesario para que el nivel sonoro disminuya en 6 dB una vez cesa de emitir sonido la fuente, se mide en segundos, y depende de la frecuencia siendo función del volumen del recinto, de su absorción total y de la forma y diseño.
24 CEMCO 85 – X Curso de estudios mayores de la construcción, “edificación, su patología y control de calidad, capítulo IV. Área de
habitabilidad”, Instituto Eduardo Torroja, 1985, página 147. 25 CEMCO 85 – X Curso de estudios mayores de la construcción, “Edificación, su patología y control de calidad, capítulo IV. Área de
habitabilidad”, Instituto Eduardo Torroja, 1985, página 147. 26 CEMCO 85 – X Curso de estudios mayores de la construcción, “Edificación, su patología y control de calidad, capítulo IV. Área de
habitabilidad”, Instituto Eduardo Torroja, 1985, página 147.
Figura 6. Descripción de las propiedades acústicas en la construcción.
Fuente: C. Beall, R. Jaffe, “Concrete & Masonry, DATABOOK”, 3.5.1 Types of Acoustical Ratings, pag 3.39.Traducidopor ECOINGENIERÍA S.A.S.
Figura 7. Aislamiento y absorción acústico en un material.
Fuente: ANDIMAT, Asociación Nacional de Fabricantes de Materiales Aislantes, “informe soluciones de aislamiento acústico (1ª Parte)”, España, año 2010, página 19‐20.
ii. SIGLAS O ABREVIATURAS DE NOMBRES O DE INSTITUCIONES CONSULTADAS
ACU Análisis de Cantidades Unitarias ‐Constructoras‐
AM Área Metropolitana
AU Área Urbana
CALFITICE Cal, Fique, Tierra y Cementantes
CAMACOL Cámara Colombiana de la Construcción
CEED Censo de Edificaciones
CEFU Consumo de Energía Fósil Unitaria
CO2UE Dióxido de Carbono Unitario de Electricidad
CO2UP Dióxido de Carbono Unitario del Proceso
CO2UT Dióxido de Carbono Unitario Total en el proceso
CSRC 2010 Código de Sismo Resistencia de Colombia 2.010
DANE Departamento Administrativo Nacional de Estadística
DIMPE Dirección de Metodología y Producción Estadística
EEU Energía Eléctrica
ETOTAL Energía Total Consumida del Proceso
GEI Gases de Efecto Invernadero
IDEAM Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia
NTC Norma Técnica Colombiana
UIS Universidad Industrial de Santander
VIS Vivienda de Interés Social
iii. FUENTES DE INFORMACIÓN
FUENTES PRIMARIAS
Constructora Bolívar ‐ Cali
Constructora SKEMA ‐ Cali
Constructora Páez ‐ Región del Sur – Occidente Colombia
Constructora TIMAGUA S.A.S ‐ Región del Sur – Occidente Colombia
Obra VIS de Brisas el Güengue en Puerto Tejada (Cauca)
Triturados Cachibí S.A. – Yumbo Valle
ECO‐Ingeniería S.A.S. Oficina de Ingeniería, Planta de Ecomateriales y Laboratorio de Materiales. Cali ‐ Candelaria
ANTER LTDA. Empresa dedicada a la prestación de servicios en consultorías de Programas de Eficiencia Energética (análisis, auditorias energéticas y bio‐climáticas) y Programas de Inspección, Análisis y Diagnósticos no Destructivos en Sistemas Electromecánicos y Térmicos, aplicados al control de procesos y control de productos. ‐ Nacional
FUENTES SECUNDARIAS
DANE
CAMACOL
Grupo de cálculo UIS‐IDEAM. CENTRO DE PRODUCCIÓN MÁS LIMPIA, www.teconologiaslimpias.org
Agencia Internacional de Energía, IEA‐OECD por sus siglas en ingles, titulado Tracking Industrial Energy Efficiency and CO2 emissions. Paris, 2007
I. INTRODUCCIÓN
“REDUCIR, RECICLAR Y REAPROVECHAR SON MÁS QUE ACTOS DE CONCIENCIA, SON ACTOS DE CIUDADANÍA”
José Clodoaldo Silva Cassa (1946 – 1999)
I.1. ASPECTOS JURÍDICOS, AMBIENTALES Y DE PROCEDIMIENTO
La industria de los materiales de construcción tiene una función básica destacada en el proceso de desarrollo de un país. Los materiales de construcción constituyen el insumo más importante del sector de la construcción, y según estudios realizados en diversos países en desarrollo, el consumo medio de materiales y suministros varía entre el 37% y el 55% del valor total de la producción del sector de la construcción. (27) Así, la industria de los materiales de construcción constituye un requisito previo indispensable para el desarrollo de las actividades de construcción y para el desarrollo general. La experiencia de los países en desarrollo durante los últimos decenios ha demostrado que la falta de un desarrollo adecuado de este sector puede causar importantes retrasos en la ejecución de los proyectos de desarrollo.
La contribución económica de la industria de los materiales de construcción es inseparable de la industria de la construcción, que consume sus productos. No obstante, sólo existe un reducido número de industrias que producen exclusivamente para el sector de la construcción. Este es el caso, por ejemplo, de la fabricación de cemento y ladrillos. Sin embargo, en el caso de la industria de la madera, el sector de la construcción de los países en desarrollo consume más del 50% de la producción total de madera aserrada y de tableros aglomerados de madera (28). En lo tocante a la industria siderúrgica, la construcción representa el 42% del consumo total de acero en los Estados Unidos (29) y cerca del 50% en los países en desarrollo de Asia y el Lejano Oriente. Puesto que los productos de dichas industrias también se utilizan en otros sectores de la economía, su crecimiento y su dinamismo pueden verse influidos por factores distintos de las tendencias de la demanda en el sector de la construcción.
Las actividades de construcción constituyen un mercado para los materiales de construcción, y como tales reflejan las tendencias de la demanda de éstos. El valor añadido en el sector de la construcción está muy desigualmente distribuido entre los países desarrollados y en desarrollo. En 1980, el 74% de la población mundial vivía en los países en desarrollo, pero estos generaban sólo el 20,5% del PIB mundial y aproximadamente el 18% del valor añadido mundial del sector de la construcción. (30)
27 Fred Moavenzadeh, “Medidas y acciones para incrementar la producción de materiales de construcción locales en el contexto de una mayor sustitución de las importaciones”, ONUDI,
ID/WG.425/3,1984,pág.14.28 CEPE/FAO,“EuropeanTimberTrendsandProspects1950to2000”,Ginebra1976,pág.35.29 ONUDI,“World‐WideStudyontheBuildingMaterialsIndustry(1985).30 InformaciónbasadaendatosdelYearbookofNationalAccountStatisticsdelasNacionesUnidas,1981.
En los países en desarrollo las necesidades de construcción aumentarán en los próximos años, impulsada por el probable crecimiento de la población. La población del mundo en desarrollo en 1980 era de 3.300 millones y en el año 2011 superó los 7.000 millones de personas, y las altas tasas de urbanización determinarán un aumento en la necesidad de vivienda e infraestructura.
No se sabe hasta que punto será posible satisfacer las necesidades de vivienda de los países en desarrollo en las actuales circunstancias económicas, sociales y políticas. Conviene tener presente que hay un elevado número de desempleados y de asalariados de bajos ingresos a cuyo alcance no están ni siquiera las viviendas más baratas del mercado. Es probable que gran parte de esas necesidades de vivienda sean satisfechas por el sector no estructurado o informal.
Para atender esa demanda los países en desarrollo deberán adoptar medidas que permitan superar las limitaciones que obstaculizan el desarrollo de sus respectivas industrias de materiales de construcción. Las principales limitaciones que requieren atención prioritaria son:
Falta de planificación a largo plazo y de coordinación de las políticas de desarrollo
Insuficiencia de recursos financieros
Concentración de las inversiones en plantas de elevado coeficiente de capital que trabajan en proyectos mal concebidos y que utilizan tecnologías inadecuadas
Prácticas de gestión inadecuadas y falta de mano de obra calificada
Falta de normalización y de control de calidad adecuados
Normativa y reglamentaciones de la construcción anticuadas
Infraestructura muy deficiente o nula en materia de investigación, tecnología e información
Mucho de lo argumentado, tiene orígenes en la Primera Consulta sobre la Industria de los Materiales de Construcción organizada por la ONUDI y UNCHS (HABITAT) en mazo de 1985 y en el debate que sobre el tema de la consulta, realizamos varios de los asistentes al Curso de Estudios Mayores de la Construcción ‐ CEMCO 85. (31)
Gran parte de los países en vías de desarrollo aun no tienen un conocimiento claro de sus propias materias primas y de sus necesidades. Por ello sería conveniente estudiarlas exhaustivamente y realizar una divulgación del conocimiento y del uso de estos materiales autóctonos. Además, estos son abundantes en cada país o región y serán de bajo costo. Esto proporcionaría la sustitución de parte de los materiales convencionales utilizados, por otros fabricados con recursos locales con lo cual se consigue una menor dependencia económica. Así mismo, se podrán fabricar materiales de bajo consumo energético con procesos productivos innovadores. Se buscarán aquellos productos o materias primas que antes eran residuos, que posteriormente pasarán a ser subproductos, como lo han sido: las cenizas volantes, la cáscara de arroz, el bagazo de caña de azúcar, los residuos de bauxitas, los lodos de las plantas de
31 Salas Julian, “Primera consulta sobre la industria de losmateriales de construcción organizada por ONUDI y UNCHS
(HABITAT)”,IETCC,RevistaMaterialesdeConstrucción,Vol.35,N°198,abril/mayo/junio1985.
tratamiento de aguas residuales, las cenizas volcánicas, los residuos de la industria del ladrillo y la porcelana, los escombros de construcción, etc.
El reciclaje de los escombros y de los residuos sólidos industriales, es la alternativa para la producción de materiales de construcción abarcando un amplio rango de tipos de vivienda y edificaciones.
La disposición adecuada de escombros de construcción y de residuos industriales tiene un alto valor. El mal manejo de ellos causa grandes perjuicios a todos los sectores productivos y a la sociedad en general. La posibilidad de utilizar materiales de alta calidad producidos a partir de estos, podría ser económicamente viable permitiendo el remplazo de materiales equivalentes más costosos. Es necesario enfatizar en el uso de los materiales reciclados, en su fabricación y uso apropiado, puesto que existen tecnologías que compiten en calidad y precio con los materiales tradicionales.
Las casas construidas con materiales basados en residuos industriales ó escombros de construcción son más baratas, de mejor calidad y mayor durabilidad que aquellas construidas con los materiales convencionales. Estimular el uso de materiales producidos a partir de residuos ó escombros facilitará la adquisición de vivienda y minimizará los subsidios gubernamentales para los proyectos de vivienda de bajo costo.
Implícito al desarrollo secuencial del proyecto corre ligada la optimización de otras actividades, contribuyendo a la formación de un nuevo pensamiento, por ejemplo: el proceso de acopio y recolección pretende ubicar en sitios precisos de las obras o de las industrias los residuos útiles, para agilizar este proceso de reciclaje; la adecuación, mezcla y elaboración junto con el proceso normativo requerido, permitirán crear modelos de fabricación que luego servirán como punto de partida a otros proyectos similares y la construcción de prototipos para ensayos y demostración, corroborarían el uso de los elementos elaborados, convirtiéndolos en productos de mercado.
Las industrias generadoras de residuos sólidos y emisiones de gases, estarán tarde que temprano apremiadas por las regulaciones ambientales. Ello planteará incrementos en los costos de producción, ante la necesidad de hacer cambios tecnológicos para introducirse en procesos limpios o definiendo nuevos y óptimos procesos de recolección y disposición. Todo ello abre una gran oportunidad para generar, con esos mismos recursos económicos, I&D para conseguir la aplicación de dichos residuos en productos de uso masivo como son los del ámbito de la construcción en general.
En los países industrializados, el manejo de los residuos sólidos minerales se ha convertido en un problema que tiene implicaciones económicas, sociales y ambientales. Los costos de almacenamiento, manejo, transporte y disposición final de estos residuos inciden cada vez más sobre los costos de producción. Este problema se agudiza debido al impacto ambiental negativo que se genera, además de las secuelas de orden social y el deterioro de la imagen empresarial frente a las comunidades afectadas y la sociedad en general.
Las multas que pagan las industrias por infringir las normas estipuladas en los códigos ambientales, se constituyen en una “voz de alerta”, no sólo por el costo que esto representa, sino además, por la responsabilidad social y ética que se tienen para con la comunidad y el
medio ambiente, pues en algunos casos, no se ha tomado conciencia sobre la peligrosidad de algunos de estos residuos ni sobre los impactos generados en su disposición final.
Aunque existen diversas experiencias en el mundo sobre métodos de manejo, tratamiento y disposición final de los residuos industriales, la solución de un problema ambiental, debe basarse en la formulación de planes integrales que involucren desde la producción de los residuos con las características deseadas para su aprovechamiento hasta la disposición final de forma adecuada y conforme a tecnologías que permitan el control de los contaminantes.
Es la oportunidad de trabajar y de avanzar en el conocimiento sobre los Eco‐materiales que tienen un valor intangible e invaluable y que el grupo de trabajo en este estudio ha apropiado. Con este conocimiento se espera aportar, en otras instancias tanto estatales, públicas y privadas, a la solución de algunos problemas básicos sociales, como son: el relativo al ¿qué hacer con los residuos sólidos industriales y los escombros de construcción?, ¿cómo incidir en la reducción de los costos de construcción de la vivienda de interés social? y ¿cómo hacer más amigables ambientalmente a los materiales de construcción?
Estas tecnologías, según se manejen y operen, también contribuirán a la generación de nuevas oportunidades empresariales y con ello, a la creación de riqueza y de novedosas fuentes de empleo.
Para ejecutar este contrato, ECOINGENIERÍA S.A.S. integró un equipo de profesionales idóneos en el campo de la ingeniería y de la construcción con énfasis en sostenibilidad aplicada tanto en los procesos constructivos como en los procesos de fabricación y aplicación de los materiales. También integró al servicio del estudio, su capacidad técnica, humana y logística.
Este equipo humano desarrolló un estudio bibliográfico para identificar una manera común que permitiera manejar y procesar, tanto la información secundaria como la primaria. Esta última fue recolectada directamente de varias empresas constructoras de la región. Dichas empresas habían ejecutado diversas obras de edificación de vivienda de interés social (VIS) y de vivienda no VIS para el año 2011, procesándose información que abarcó la construcción de edificaciones para vivienda en los diferentes estratos en que se divide a la población colombiana.
A su vez el equipo de trabajo, indagó en diferentes bases de datos incluida la información que produce el Departamento Nacional de Estadística ‐ DANE –, la cual fue cotejada con la información que maneja y procesa el gremio de la construcción ‐ CAMACOL regional VALLE DEL CAUCA –, consiguiéndose resultados similares. Así se conoció para el año 2011: tipos de edificaciones, metros cuadrados licenciados para cada una, los municipios donde se ejecutó la mayoría de las construcciones en Colombia. También con la información recolectada en CAMACOL como con los constructores que participaron con su información confidencial, se obtuvieron los índices para transformar los m2 licenciados en: m2 de pisos, de muros, de revoques, de pegas, de estucos, de pintura, de cubiertas, así como las cantidades de concreto utilizadas para elaborar cimentaciones, vigas, columnas, etc. Así se pudo cuantificar la cantidad en kg/m2 consumida de cada material y con ello deducir cuáles eran los más empleados.
También, se obtuvo información restringida sobre los procesos productivos y los consumos de energía de algunas plantas productoras de materiales de construcción convencionales, de alto potencial de consumo en la edificación. Los procesos y productos analizados recolectando
información primaria fueron: agregados de construcción, estucos producidos a partir del reciclaje de residuos, materiales cementantes no convencionales, producción de acero de construcción a partir de chatarra, producción de cemento portland, producción de pinturas y acabados. La información primaria confidencial utilizada para avanzar en este estudio, obedece a la conseguida en diversos proyectos desarrollados por ECO‐INGENIERÍA y sus profesionales, para diferentes empresas durante sus servicios profesionales, tal como se deduce de las constancias de trabajo entregadas para optar a este proyecto.
Para mostrar gráficamente y de forma general los procesos productivos estudiados se utilizó el software SMARTDRAW 2012, licenciado para ECOINGENIERIA en cabeza de su gerente.
Los balances de masa y energía requeridos para calcular la eficiencia energética de los procesos de producción de los productos de construcción básicos identificados así como, para establecer la huella de carbono dejada por estos productos, fueron trabajados con el software SUPERPRO DESIGNER V8.5, versión de evaluación, licenciada por el director del estudio. En este análisis de productos se incluyó el gasto de energía y las emisiones de efecto invernadero ‐ GEI ‐ generadas durante la extracción y transporte de las materias primas y lo gastado en el transporte a obras incluyendo la evacuación de los escombros generados consecuentemente.
I.2. PRESENTACIÓN DE ECOINGENIERÍA S.A.S
ECOINGENIERÍA S.A.S., trabaja desde hace 12 años en el desarrollo de soluciones para el uso de los residuos sólidos industriales y los escombros de construcción, logrando entre otros, fabricar eco‐materiales y eco‐productos para la construcción.
También trabaja asiduamente en estudios de patología de obras civiles como en el diseño de mezclas de concretos convencionales y especiales, en los cuales se optimiza el uso del cemento portland reduciendo su consumo entre el 25 y el 50 %. Este tipo de trabajo de diseños de productos se realiza también para morteros con diferentes aplicaciones y para el desarrollo de estucos.
Es una empresa interesada en reconocer y aportar a la solución de problemas ambientales como a la sostenibilidad de los sectores industriales y urbanos. Su misión fundamental es contribuir al desarrollo sostenible trabajando en I&D, diseño de procesos, desarrollo de productos utilizando residuos sólidos como materias primas, ingeniería ambiental, estudios de factibilidad técnico‐económica y planificando soluciones avanzadas con énfasis en responsabilidad social empresarial.
En todos estos temas se participa tanto en la educación formal en niveles de pre y post grado en diferentes Universidad del país, así como en procesos de difusión y formación en entidades como el SENA, constructores, gremios, etc. En el año 2011 se dictaron 32 conferencias con participaciones a nivelo regional, nacional e internacional. La organización de la empresa se puede observar en el Diagrama 1.
Diagrama 1. Organización técnica, administrativa y logística
La empresas cuenta con una oficina central con un laboratorio de materiales básico, donde se realizan estudios físico mecánicos de materiales y se maneja un componente de I,I&D. Con base en las disciplinas de formación de los profesionales de tiempo completo y los asociados, la empresa trabaja en proyectos definidos de transformación de: escombros de construcción, residuos sólidos industriales no peligrosos, residuos sólidos peligrosos. También se estudian: el desarrollo de nano‐sílices y micro sílices con el objetivo de optimizar el uso del cemento en la construcción, el desarrollo de elementos de mampostería de alta calidad a partir de suelos estabilizados obtenidos de las excavaciones de obras. Se ha diseñado y se esta en la fase de montaje, de una planta móvil para procesar escombros de construcción “in situ” para usarlos como materias primas en la obra que generó el residuo. Actualmente, transforma la planta de producción de eco‐materiales en una planta moderna que aspira a procesar residuos industriales y escombros de construcción seleccionados, para producir cementantes activos de alta calidad, pegantes listos para pisos, acabados y enchapes, morteros listos secos para uso en mampostería, bloques y ladrillos no convencionales sin cemento y sin cocción, placas, columnas y vigas de eco‐concreto para construcción de viviendas.
I.3. EQUIPO PROFESIONAL DIRECTO QUE TRABAJÓ EN EL PROYECTO # PERSONAL ACTIVIDAD PROFESIÓN ‐ TÍTULOS
1 Alejandro Salazar J. Director ‐ Investigador Cand. PhD., MI., Esp., Ingeniero Químico
2 Fabio Álape Benítez Investigador PhD. Ingeniero Químico
3 Edwin Muñoz Cuartas Investigador MSc. Ingeniero Químico
4 Ricardo Sánchez Investigador Ingeniero Químico
5 Carlos Enrique Camacho Investigador Aux. Jefe de Producción
Ingeniero Mecánico
6 Gabriel Neira Investigador Aux. Director de I+D
Ingeniero de Materiales
7 Alexandra Gómez Investigador Aux. Jefe de Laboratorio
Ingeniero de Materiales
8 Luis Ernesto Rojas Investigador Aux. Diseño, Arquitectura y Construcción
Arquitecto. Esp. Admón. de la Construcción
9 Tatiana Camacho M. Investigador Aux. Área de Comunicaciones
Publicista. Esp. Publicidad y Mercadeo.
10 Consuelo Neira Asistente Administrativa.
11 Liliana Chávez Contabilidad Contadora
12 Jaime Millán Investigador Aux. Inspección Termo‐gráfica
Ingeniero Electricista – Gerente Gral. ANTER LTDA.
13 Luis Carlos Ríos Investigador Aux. Sistema TIMAGUA
Ingeniero Civil ‐ Esp. Geotécnica
14 María Mónica Holguín Asistentes de Investigación Estudiantes 10o Semestre Ing. Ambiental,
Universidad Nacional ‐ Palmira 15 Steven Muñoz Asistentes de Investigación
16 Héctor García Asistente de laboratorio Aprendiz del SENA
17 Néstor Raúl Vidal Toma de termo‐gramas Tecnólogo Electricidad de ANTER LTDA.
18 Luis Alfonso López Consultor Huella de Carbono PhD. Ingeniería Química
19 Nelson Zúñiga Consultor Eficiencia Energética Msc. Ingeniería Química
20 Fabio López Consultor en Procesos Esp. Adm. Empresas., Ing. Químico, Presidente SCIQ., Presidente Panamericano de IQ.
II. OBJETIVOS Y ALCANCES DEL TRABAJO
II.1. OBJETIVOS ESPECÍFICOS DEL CONTRATO
Los objetivos específicos son los siguientes:
Determinar el consumo energético asociado a la producción de materiales de construcción convencionales y de uso no convencional, y otros materiales relevantes asociados al sector de la construcción.
Determinar las propiedades físicas de los materiales de construcción convencionales y de uso no convencional, y otros materiales relevantes asociados al sector de la construcción que influyen en el desempeño energético y las condiciones de confort de las edificaciones.
II.2. OBJETIVOS DEL INFORME FINAL
Estimar el consumo energético por unidad de producto en la producción de acero, concreto, vidrio, ladrillo y otros materiales relevantes, entre ellos los alternativos (recuperados, reutilizados, reciclados, etc.) y otros de uso no convencional, utilizados en la construcción de edificaciones colombianas. En el informe se incluyen las siguientes descripciones: Descripción de la metodología de cálculo (método estadístico de validación para la
toma y análisis de los datos), utilizada para obtener los datos de consumo de energía asociados a la producción de los materiales.
Descripción de manera detallada de los resultados y el análisis de la información recolectada de acuerdo con la metodología utilizada.
Descripción de los detalles de la estimación de GEI para los procesos productivos estudiados por consumo de portadores energéticos preferiblemente asociado a la unidad de producto.
Estimación de las propiedades físicas de los materiales y productos de construcción tradicionales, y otros materiales alternativos (recuperados, reutilizados, reciclados, etc.) y/o de uso no convencional, utilizados en la construcción de edificaciones colombianas; teniendo en cuenta aquellos que por sus características físicas y otras, influyen en mayor grado en las condiciones de confort y en el desempeño energético de las edificaciones. En el informe se incluyen: Los resultados obtenidos sobre las propiedades físicas de los materiales identificados
para el estudio y los procedimientos utilizados para valorar su rendimiento energético. La priorización y análisis de los materiales y productos con mejores rendimientos
energéticos y condiciones de confort para el desempeño energético de las edificaciones.
Conclusiones y recomendaciones sobre los resultados y el análisis de la información recolectada de acuerdo con la metodología utilizada.
II.3. ALCANCES DEL TRABAJO
El trabajo partió desde lo general hasta lo particular. A continuación, se describe brevemente el cómo se fue avanzando en el desarrollo del estudio, recabando sistemáticamente la información. Los pasos fueron los siguientes:
Se iniciaron los análisis recolectando información de los reportes, que se identifican más adelante, pertenecientes al DANE y a la Cámara Colombiana de la Construcción Regional Valle del Cauca ‐ CAMACOL VALLE ‐. Así se reconoció a nivel nacional y para proyectos licenciados, cuántos fueron los m2 edificados en el país, qué destino tuvieron esas edificaciones, cuánto de este destino fue para vivienda, cuáles fueron los sistemas constructivos más empleados en Colombia para ejecutar la vivienda y cuáles las zonas del país que más m2 construyeron de vivienda.
A su vez, se recabó información de algunos constructores con proyectos ejecutados y que trabajaron con los sistemas constructivos de vivienda de mayor uso, tal como resultaron definidos en los primeros análisis de este estudio. Se recibió específicamente la información sobre cantidades de obra, tipo y calidad de los materiales utilizados, todo detallado según cada edificación. Esta información se consiguió con constructores y proyectos para los que ECOINGENIERÍA ejecuta algún tipo de trabajo específico y en particular, en lo relativo a diseño de mezclas, productos y evaluaciones de patología de las edificaciones.
De esta manera se conformó un listado de materiales, de mayor o menor uso, en cuanto a la construcción de vivienda, para cada tipo de obra y cada sistema constructivo analizado. Se tomó como referencia la masa en kg/m2 o sea, cuánto de cada material participa en la edificación por metro cuadrado de obra. La base fue el peso del material, porque esa masa puede correlacionarse directamente con los consumos de energía y los GEI en la producción y el transporte interno y externo de cada material o producto conformado.
Con base en la importancia de la participación de cada material en la obra (kg/m2), y con el conocimiento que de cada uno de los procesos de producción de materiales de construcción tiene ECOINGENIERIA, se plantearon los balances de masa y energía de cada proceso y se reconocieron las cantidades de energía consumida en dicha producción incluyendo el transporte a la obra. Para trabajar este tema, se empleó el software SUPERPRO DESIGNER V8.5. Con los balances de masa y energía fue posible también, calcular los GEI para cada material estudiado.
Para definir las propiedades de los materiales, se empleó como base del análisis el siguiente criterio: Los materiales disponibles para las aplicaciones en ingeniería y arquitectura, se pueden
dividir en cinco categorías: METALICOS, CERAMICOS Y VIDRIOS, POLIMERICOS,
COMPUESTOS Y SEMICONDUCTORES. Las primeras tres categorías se pueden asociar con distintos tipos de enlaces atómicos: iónicos, metálicos y covalentes, todos los cuales corresponden a formas cristalinas o amorfas de elementos o compuestos. La cuarta categoría involucra combinaciones de dos o más materiales de las tres primeras categorías y se denominan materiales compuestos como el concreto, los morteros, etc. Son hoy en día los materiales más empleados en el sector de la construcción. Estas cuatro primeras categorías comprenden los materiales estructurales. La quinta categoría, son los materiales semiconductores, y corresponde a una categoría separada de materiales electrónicos distinguidos por ser únicos, dada su conductividad eléctrica.
Para entender las propiedades de estos varios materiales, se requiere examinar la estructura de ellos a una escala microscópica y sub‐microscópica. La ductilidad relativa de ciertas aleaciones está relacionada con su arquitectura a escala atómica, igual ocurre con el desarrollo de las cerámicas transparentes que requieren de un cuidadoso control de la arquitectura a escala microscópica. Solamente, cuando se consigue entender las propiedades de los materiales y sus limitaciones, se puede seleccionar prácticamente el material para una aplicación apropiada, lográndose los mejores diseños que procuraran satisfacer unas exigencias en lo económico y lo estético, tanto en la resistencia como en la durabilidad. Esta es la base para trabajar todos los materiales de construcción incluidos los Eco‐materiales.
Conocido el orden en el que participan los materiales para construir una edificación,
respecto a las propiedades de cada uno, se buscó información primaria (datos obtenidos directamente del laboratorio de materiales de ECOINGENIERÍA o de los laboratorios que le han prestado servicios a trabajos de consultoría de la empresa) e información secundaria de distintas bibliografías nacionales e internacionales reseñadas cada una en el lugar donde se menciona la propiedad relativa a cada material definido. Los materiales de construcción producidos en Colombia, deben satisfacer normas y especificaciones de carácter nacional que han sido asimiladas de normas internacionales. Muchas de las normas de referencia son las ASTM o normas Norteamericanas aunque también se han tomado algunas normativas europeas. Lo anterior significa, que las propiedades de los productos deben acogerse a las condiciones internacionales. Cómo el país hace muy poca investigación alrededor de los materiales de uso en la construcción, los productores deben acogerse a las especificaciones internacionales, las cuales intentan cumplir en la mayoría de los casos y en particular, cuando se trata de productos con mayores requerimientos tecnológicos.
Además, se ejecutó un trabajo de termografía con el objeto de reconocer el
comportamiento de elementos, como muros o techos de diferentes características, en cuanto a la eficiencia térmica o confort ambiental de la edificación.
III. CRONOGRAMA Y METODOLOGÍA DE TRABAJO
III.1. Cronograma de trabajo
Diagrama 2. Cronograma de trabajo – Diagrama de Gantt.
III.2. DIAGRAMA DE FLUJO METODOLÓGICO
El ¡Error!Noseencuentraelorigende lareferencia. muestra la metodología utilizada para alcanzar los objetivos del proyecto en el orden en que fueron llevadas a cabo.
Diagrama 3. Diagrama metodológico
IV. DESCRIPCIÓN METODOLÓGICA DETALLADA Y ANÁLISIS DE RESULTADOS POR ACTIVIDADES
IV.1. ACTIVIDAD 1
Acción 1: Identificar los materiales objeto de estudio principalmente aquellos de mayor uso en la edificación, que se utilicen como parte estructural en edificaciones colombianas y hagan parte de la oferta actual en el mercado.
IV.1.1. Identificación de las áreas construidas en función del destino de la edificación
La primera actividad desarrollada para identificar los materiales de mayor uso en la edificación, fue localizar la información estadística disponible del sector. Para tal fin se solicitó a CAMACOL – VALLE, la información histórica disponible; esta institución gremial, como parte de su ejercicio empresarial procesa una base de datos del sector de la construcción denominada “COLOMBIA CONSTRUCCIÓN EN CIFRAS”, que se basa en información trimestral divulgada por el DANE. Se obtuvo y analizó esta base de datos para el año 2011(32) y se encontró útil la información de las siguientes secciones:
Licencias de construcción/Total 77 municipios área licenciada (m2) según destino
Censo de edificaciones/Área (m2) iniciada de vivienda según sistema constructivo‐Total nacional: 12 áreas urbanas y 3 metropolitanas
En las dos bases de datos anteriores, sólo se refiere información de municipios y áreas metropolitanas para las cuales el DANE planificó su capacidad logística con el fin de desarrollar su trabajo de campo en el 2011. En el año 2011 no hubo más cobertura geográfica que la referida en este estudio; la selección de los municipios la hace el equipo de planificación del DANE según su representatividad, categoría y presupuesto. (33) Vale la pena anotar, que el DANE en estas áreas metropolitanas y municipios considerados para realizar sus estudios, deben corresponder a la mejor muestra estadística representativa para inferir conclusiones
Con la información aportada por la sección Licencias de construcción/total 77 municipios área licenciada (m2) según destino, se determinaron los m2 licenciados para construcción de vivienda y los m2 licenciados para otras destinaciones. Ver Tabla 6 y Gráfica 1.
32 DANE, Censo de edificaciones, año 2011. CAMACOL ‐ Colombia Construcción en Cifras, Marzo 2012.
http://camacol.co/informacion‐economica/cifras‐sectoriales/construccion‐en‐cifras. 33 Cobertura y desagregación geográfica DANE ‐ Dirección de Metodología y producción Estadística DIMPE ‐ Metodología censo
de edificaciones CEED ‐
Tabla 6.Tipología de edificaciones y área (m2) licenciada para construcción ‐ Representativo nacional, 77 municipios (Año 2011)
m2
% m2
%
18.739.139 78,95% 18.739.139 78,95%
Comercio 1.894.359 7,98%
Oficina 696.245 2,93%
Educación 603.930 2,54%
Hotel 448.259 1,89%
Bodega 436.785 1,84%
Industria 308.516 1,30%
Hospital 252.387 1,06%
Admon Pública 129.024 0,54%
Social 118.211 0,50%
Religioso 83.948 0,35%
Otro no residencial 24.737 0,10%
23.735.540 100,00% 23.735.540 100,00%TOTAL
USO DE ÁREA (m2) LICENCIADA PARA CONSTRUCCIÓN SEGÚN DESTINO ‐ 77 MUNICIPIOS. 2011
VIVIENDA
DESTINO
OTROS DESTINOS 4.996.401 21,05%
Gráfica 1. Área licenciada en m2 de construcción en Colombia según destino. (2011).
Fuente: Datos CAMACOL ‐ DANE, gráfico elaboración propia ECOINGENIERÍA S.A.S.
Como se observa, la vivienda tiene la mayor relevancia en la construcción seguida por el área comercial (7,98%), que se caracteriza por los diseños particulares según sean almacenes de grandes superficies o centros comerciales. En la mayoría de ellos la estructura es metálica y los cerramientos se ejecutan en bloques de concreto, con “dry wall” o con panel yeso. Las oficinas
participan en el 2,93% de los m2 construidos pero aquí la tipología de construcción es muy diferente entre cada una, pues las empresas desean darle un carácter propio a su lugar de trabajo. Siguen en su orden los edificios para la educación, hoteles, bodegas, industria y hospitales.
Se sugiere desarrollar un estudio para establecer la participación en kg/m2 de cada uno de los materiales empleados en la construcción de los edificios comerciales y con base en ello, determinar los consumos de energía (MJ/m2) de estos materiales utilizados en la obra así como la huella de carbono (ton/m2) asociada a ellos. Hay que recordar que estas edificaciones son por lo general muy distintas en el diseño arquitectónico de cada una, y con ello se afectan las características y cantidades de los materiales que se van a emplear.
IV.1.2. Análisis de sistemas constructivos usados en Colombia.
El DANE, acorde con CSRC‐2010 categoriza los sistemas constructivos en:
Mampostería confinada Mampostería estructural Sistema industrializado (vaciado en concreto por formaleta) Otros sistemas
En la base de datos: Censo de edificaciones/Área (m2) iniciada de vivienda según sistema constructivo, se analizó la cantidad de metros cuadrados construidos por ciudad, y la distribución de los sistemas constructivos utilizados en cada ciudad (m2), para doce áreas urbanas y tres metropolitanas. Los resultados se presentan en la Tabla 7 y en los gráficas 2, 3 y 4 respectivamente.
Tabla 7. Cantidad de área construida (m2) para VIS y No VIS en el año 2011, dependiendo del sistema constructivo, en 12 áreas
urbanas y 3 áreas metropolitanas.
Mampostería
Estructural
Mampostería
Confinada
Sist.
IndustrializadosOtros sist. Total
URBANA BOGOTÁ 990.085 2.199.391 1.080.362 297.586 4.567.424
METROPOLITANA MEDELLÍN 129.450 1.552.948 300.189 26.535 2.009.122
METROPOLITANA BUCARAMANGA 57.238 693.973 93.267 38.057 882.535
URBANA CALI 122.946 264.815 282.827 22.805 693.393
URBANA PEREIRA 228.438 68.181 88.732 0 385.351
URBANA BARRANQUILLA 9.185 349.893 25.039 0 384.117
METROPOLITANA CÚCUTA 3.906 353.120 7.020 0 364.046
URBANA VILLAVICENCIO 382 332.637 0 0 333.019
URBANA NEIVA 112.084 145.540 41.780 0 299.404
URBANA PASTO 430 178.143 0 16.000 194.573
URBANA IBAGUÉ 2.550 185.412 0 300 188.262
URBANA MANIZALEZ 30.196 87.528 66.017 336 184.077
URBANA ARMENIA 8.051 109.585 41.654 36 159.326
URBANA CARTAGENA 486 118.853 5.557 120 125.016
URBANA POPAYÁN 6.224 98.099 0 0 104.323
TOTAL NACIONAL 12 ÁREAS
URBANAS Y 3
METROPOLITANAS
1.701.651 6.738.118 2.032.444 401.775 10.873.988
ÁREA
SISTEMAS CONSTRUCTIVOS VIS y No VIS
CANTIDAD DE ÁREA CONSTRUIDA (m2). Año 2011
Gráfica 2. Distribución por ciudades de los sistemas constructivos VIS y No VIS utilizados en Colombia, año 2011.
Fuente: Datos DANE‐CAMACOL, gráfico elaboración ECOINGENIERIA S.A.S.
Gráfica 4. Distribución porcentual (%) de los sistemas constructivos utilizados en Colombia para VIS y No VIS. Año 2011. Fuente: Datos DANE‐CAMACOL, gráfico elaboración ECOINGENIERÍA S.A.S.
Los m2 construidos en Bogotá, Medellín y Bucaramanga representan el 71,52%, en Cali el 6,48% y el resto de ciudades tienen participaciones por debajo del 3,68% del total nacional. El sistema de mayor uso en cada una de las ciudades censadas (77) es el de la mampostería confinada. Cali, donde se centró el estudio, es la única ciudad donde el uso de este sistema es superado ligeramente, por el sistema industrializado.
Gráfica 3. m2 totales construidos para 12 áreas urbanas y 3 metropolitanas (%) de vivienda VIS y No VIS. Año 2011.
Fuente: Datos DANE‐CAMACOL, gráfico elaboración ECOINGENIERIA S.A.S.
Según estos estudios divulgados por el DANE y con base en el universo que consideró como representativo del quehacer edificador en Colombia, el sistema constructivo denominado “mampostería confinada” se constituye en el sistema más empleado en el país, 62 % del total. Este sistema se caracteriza porque el muro de ladrillo se refuerza perimetralmente mediante vigas y columnas de concreto reforzado, las cuales son fundidas (vaciadas) posteriormente a la construcción del muro, para que éste quede confinado adecuadamente.
En este sistema, la unidad de mampostería ‐ ladrillo – en general, es un elemento macizo (tolette) fabricado de manera artesanal o en procesos semi‐industrializados. Para ello se emplean como materias primas mezclas de suelo arcilloso del cual se elimina la mayoría de la tierra “negra”. Este material se desterrona, se mezcla con agua y amasa con los pies o las patas de una bestia, algunos pocos chircales poseen equipos de mezclado y desterronado mecánico. La mezcla de arcillas se introduce manualmente en hormas de madera o se conforma en equipos de extrusión de baja tecnología. El adobe se deja secar al aire protegido de la lluvia para llevarlo luego a hornos de cielo abierto, tradicionalmente llamados tipo árabe. Esta descripción breve corresponde a un quehacer común en todo el país con consumos de materiales y energía similar.
Igualmente se podría describir la manera como se preparan los morteros de pega o unión de los ladrillos – mampostería ‐ y los concretos para las vigas y columnas de confinamiento. Se emplea arena (material menor a 5 mm) y gravas (material mayor a 5 mm), cemento portland tipo I en sacos y agua potable. Las proporciones de materiales son similares en todo el país (1:2:3 para el concreto, 1:3 para el mortero) y son medidas por volumen, empleando casi siempre las mismas cantidades de materiales y obteniendo propiedades mecánicas bajas pero similares.
Entonces, desarrollar una vivienda básica por este sistema de mampostería confinada, es similar en prácticamente todos los aspectos y por ello se podría afirmar que la información recabada aplica sin mayores restricciones en todo el territorio nacional para este sistema constructivo. La variación de materiales en esta tipología de construcción, se dará en función del tipo de acabados, la estructura del techo y el material de la cubierta y pisos. En general la estructura de techo es de madera local y el techo se cubre con teja de barro o de fibrocemento, según sea la zona geográfica, siendo más empleado el fibrocemento en las zonas costeras y sus alrededores. La tendencia actual de uso del material de cubierta para VIS es hacia el fibrocemento.
El sistema de construcción con mampostería estructural (15,6 %) tiene gran aceptación en las ciudades grandes, con tendencia a crecer en las ciudades intermedias. Su esencia se encuentra en trabajar una unidad de mampostería de huecos verticales en los cuales, parcial o totalmente, se inserta un acero embebido en una mezcla de concreto de cemento portland. La unidad de mampostería es fabricada con tecnología de extrusión moderna y los productos deben satisfacer las normas técnicas y el código sismo resistente Colombiano 2010. Esto es generalizado en el país. Los morteros de pega y el micro‐concreto de relleno (grout) están normalizados y están tipificados en todo el país por lo que las variaciones de cantidades y calidades son muy pequeñas y son similarmente empleados en cualquier parte del país.
Igual que en el sistema constructivo anterior, las variaciones en la construcción con mampostería estructural podrían deberse a:
Unidades de mampostería de concreto. Bloque de 12 y 15 cm de espesor con altura de 19 cm.
Unidades de mampostería cerámicas. Unidades de 10, 12 y 15 cm con diferentes alturas.
La variación de materiales en esta tipología de construcción, se dará también en función del tipo de acabados, características de la estructura del techo y el material empleado en cubiertas y pisos. En general la estructura de techo es de madera local y el techo se cubre con teja de barro o de fibrocemento, según sea la zona geográfica, siendo más empleado el fibrocemento en las zonas costeras y sus alrededores. La tendencia actual de uso del material de cubierta para la VIS es hacia el fibrocemento.
El sistema constructivo denominado construcción industrializada (18,7 %), esta poco a poco ganando espacio en el sector de la construcción de vivienda por su rapidez y calidad. Logró sobre pasar al sistema de mampostería estructural y seguirá creciendo cada vez más. En este sistema la calidad del concreto empleado y el acero base son prácticamente las mismas, con variantes en el contenido de aditivos para mejorar ciertas propiedades físicas y algunas mecánicas. Como el sistema utiliza concreto premezclado y este es suministrado por centrales de mezclas reconocidas, la calidad del producto y las cantidades de materiales para su elaboración son muy similares, con muy pequeñas variaciones.
De nuevo, este sistema constructivo tiene diferencias entre si, según sean los acabados aplicados, el material de los pisos, de cubiertas y la de las estructuras de techos.
Así pues, las características de cada tipología de vivienda en términos generales son similares y ello permitiría, en una primera aproximación, extender este análisis a todo el país. Cuando se hayan realizado estudios similares a este en otros lugares del país, se podrán hacer mayores precisiones e identificar lo que hace distinta o semejante a las viviendas de las mismas tipologías de construcción en el país.
Es importante anotar, que los denominados “otros sistemas constructivos” tienen una participación, en todas las ciudades censadas, inferior al 5%. Estos sistemas constructivos incluyen desde las construcciones con guadua, con adobe estabilizado, la prefabricación ligera tipo SERVIVIENDA, hasta construcción con elementos metálicos con aislamientos especiales. También están los llamados poli‐muros con base en ICOPOR (Poliestireno Expandido) recubierto de malla de alambre con mortero. No hay información detallada de estos diversos sistemas constructivos y por ello no se presenta información alguna al respecto.
IV.1.3. Sistemas constructivos empleados en Cali para VIS y no VIS
Una vez analizada la situación nacional en cuanto a tipo y uso de sistemas constructivos referida en los numerales anteriores, se siguió la misma metodología y análisis de información para introducirse en la región del estudio y determinar los sistemas constructivos más empleados en la ciudad de Cali.
La información sistematizada se presenta en la Tabla 8 y Gráfica 5.
Gráfica 5. Distribución según sistema constructivo Cali 2011.
Para el caso de Cali, se observa que los tres sistemas constructivos mencionados representan el 97%, con una distribución del 41% Sistema industrializado, 38% para Mampostería confinada, y 18% para Mampostería estructural. Otros sistemas apenas con un 3%.
IV.2. IDENTIFICACIÓN DE MATERIALES MÁS UTILIZADOS EN CALI
Una vez fue determinada la representatividad de cada sistema constructivo en la ciudad de Cali, se solicitó información primaria del consumo de materias primas directamente a algunas empresas constructoras con las cuales se tiene una relación comercial de tiempo atrás. Ver cuadro en el ítem de fuentes de información apartado iii al comienzo del informe.
Las empresas constructoras entregaron información relativa a los Análisis de Consumos Unitarios (ACU) de nueve proyectos ejecutados. Las empresas, obras y el sistema constructivo empleado para cada una, se sintetizan en la Tabla 9. Esta información es de carácter confidencial.
Tipo de ViviendaMampostería
Estructural
Mampostería
Confinada
Sistemas
Industrializados
Otros
sistemasm
2 %
VIS 73.846 90.049 81.909 150 245.954 35%
NO VIS 49.100 174.766 200.918 22.655 447.439 65%
Total m2 122.946 264.815 282.827 22.805 693.393
% de participación 18% 38% 41% 3% 100%
Tabla 8. Área (m2) iniciada según sistema constructivo (Área urbana de Cali – año 2011).
Fuente: Datos DANE‐CAMACOL, gráfico elaboración propia ECOINGENIERIA S.A.S.
Tabla 9. Descripción de la información suministrada por las constructoras
CONSTRUCTORA CANTIDAD DE OBRAS
TIPO DE VIVIENDA
TIPO DE SISTEMA ESTRATO
BOLÍVAR 6
VIS CONCRETO 3,4
NO VIS CONCRETO 5,6
VIS CONCRETO
VIS MAMPOSTERÍA 3,4
VIS MAMPOSTERÍA
NO VIS MAMPOSTERÍA 5,6
GUENGUE 1 VIS MAMPOSTERÍA CONFINADA
TIMAGUA 1 ‐ GUADUA Y TIERRA ESTABILIZADA ‐
SKEMA ‐Yumbo‐ 1 VIS MAMPOSTERÍA 3,4
Las obras fueron clasificadas y estudiadas por sistema constructivo con el fin de afinar la tendencia en el tipo, cantidad y consumo de materiales.
IV.2.1. Método de cálculo para determinar la participación de materiales por m2
La información del Análisis de Cantidades Unitarias se registró en un formato en hoja de cálculo de Excel: FICHA DE REGISTRO DEL ANÁLISIS DE CANTIDADES UNITARIAS (ACU) (Ver anexos 2.1 al 2.8)
Para explicar las secciones de esta ficha se tomará como ejemplo la obra (NO VIS CONCRETO ESTRATO 3‐4. Constructora Bolívar).
Sección A. Información de la Obra y m2 totales de obra. Ver Tabla 10.
Tabla 10 Sección A. Información de la obra y m2 totales de obra.
SECCIÓN A. IDENTIFICACIÓN DE LA OBRA Y m2 TOTALES DE OBRA
SISTEMA ESTRUCTURAL
MUROS DE CONCRETO
LOSAS DE CONCRETO
VIGAS DE CIMIENTACIÓN EN CONCRETO
CUBIERTA TEJA FIBROCEMENTO
TEJA DE BARRO
CANTIDAD APARTAMENTOS 120
CANTIDAD DE TORRES 6
CANTIDAD DE PISOS 5
CANTIDAD DE APTOS / PISO 4
ÁREAS PRIMER PISO m2 71,52 71,33 65,57
ÁREA SEGUNDO AL QUINTO PISO m2 77,33 77,14
ÁREA COMUNAL m2 1.226,57
ÁREA TOTAL m2 10.342,35
Sección B. Peso de los materiales en kg (ACU). Ver Tabla 11.
En esta tabla se listan los materiales y su consumo en la obra. Los datos que se citan en el ACU de cada obra‐constructora, se listan en tablas de cantidades de materiales utilizados para una actividad específica utilizando diversas dimensiones y unidades. Por esta razón es necesario
MATERIAL kg % kg/m2 TIPO kg %
CEMENTO BLANCO 5.252,89 0,04% 0,51
SACOS 978.078,97 62,59%
GRANEL 584.587,84 37,41%
CANTIDAD APARTAMENTOS ARENA DE RIO 4.463.066,73 37,33% 431,53
CANTIDAD DE TORRES AGREGADOS TRITURADOS 4.917.600,39 41,14% 475,48
CANTIDAD DE PISOS ROCA MUERTA ‐ TIERRA EXCAVACIÓN 230.144,00 1,93% 22,25
CANTIDAD DE APTOS / PISO LADRILLO 153.378,84 35,34%
ÁREAS PRIMER PISO m2 65,57 TEJA 62.158,50 14,32%
ÁREA SEGUNDO AL QUINTO PISO m PISOS Y PARED 159.877,59 36,83%
ÁREA COMUNAL m2 SANITARIA 10.696,00 2,46%
ÁREA TOTAL m2 PORCELANATO 47.957,97 11,05%
TEJA FIBROCEMENTO 35.681,39 0,30% 3,45
PRODUCTOS UNIDAD CANTIDAD % PINTURAS 6.463,36 0,05% 0,62
CEMENTO BLANCO kg 5.252,89 0,04% ACERO 223.205,80 1,87% 21,58
CEMENTO GRIS SACOS kg 542.748,94 4,54% COBRE 4.940,90 0,04% 0,48
GRAVA TRITURADA kg 1.311.363,96 10,97% PVC 19.219,94 0,16% 1,86
ARENA DE RIO kg 1.814.280,25 15,18% MADERA 52.216,96 0,44% 5,05
BASE TIPO INVIAS kg 502.572,00 4,20% TOTALES SECCIÓN C 11.954.528,08 100,00% 1.155,88
SUB BASE TIPO INVIAS kg 148.666,00 1,24%
TIERRA EXCAVACIÓN kg ‐ 0,00%
CONCRETO PREMEZCLADO kg 3.766.018,54 31,50%
CONCRETO EN OBRA kg 2.590.470,48 21,67% PRODUCTOS kg m3
Agua (L/m3) Agua (kg) Agua (kg/m
2)
3000 psi kg 2.182.691,06 CONCRETO PREMEZCLADO 3.766.018,54 1.643,76 190,00 312.314,40 30,20
4000 psi kg 407.779,42 CONCRETO EN OBRA 5.465.619,71 2.284,72 220,00 502.639,18 48,60
LADRILLO COCIDO kg 153.378,84 1,28% MORTERO EN OBRA 961.537,93 437,06 270,00 118.006,93 11,41
TEJA DE BARRO COCIDO kg 62.158,50 0,52% MORTEROS LISTOS 267.213,78 121,46 270,00 32.794,42 3,17
CERAMICA PISOS Y PAREDES kg 159.877,59 1,34% 965.754,92 93,38
CERAMICA SANITARIA kg 10.696,00 0,09%
PORCELANATO kg 47.957,97 0,40%
ROCA MUERTA kg 230.144,00 1,93%
TEJA FIBROCEMENTO kg 35.681,39 0,30%
PINTURA kg 6.463,36 0,05%
GRANIPLAST kg 22.217,76 0,19%
RESANES ‐ MORTERO LISTO kg 218.720,96 1,83%
MORTERO LISTO kg 6.235,34 0,05%
PEGANTE PARA PISOS ‐ MORTEROS kg 20.039,72 0,17%
ACERO kg 223.205,80 1,87%
COBRE kg 4.940,90 0,04%
PVC kg 19.219,94 0,16%
MADERA kg 52.216,96 0,44%
TOTAL MASA DE OBRA kg 11.954.528,08 100,0%
SECCIÓN E. GRÁFICA DE PARTICIPACIÓN DE MATERIALES CONSTITUTIVOS BASE EN Kg/m2 EN OBRA
TOTAL CONSUMO DE AGUA PREPARACIÓN DE MEZCLAS UTILIZADAS EN OBRA
CONSUMOS DE AGUA PARA PREPARACIÓN DE MEZCLAS UTILIZADAS EN OBRA
CONSOLIDADO ACU OBRA
CERÁMICA COCIDA 434.068,90
13,07%
3,63%
151,09
41,97
CEMENTO GRIS 1.562.666,82
FICHA DE CONSIGNACIÓN Y NORMALIZACIÓN DE INFORMACIÓN DE ACU A MASA Kg/m2 POR OBRA
SECCIÓN C. DISTRIBUCIÓN EN MASA DE MATERIALES Y Kg /m2
SECCIÓN D. ANÁLISIS DE CONSUMO DE AGUA
SECCIÓN A. IDENTIFICACIÓN DE LA OBRA Y m2 TOTALES DE OBRAMUROS DE CONCRETO
LOSAS DE CONCRETO
VIGAS DE CIMIENTACIÓN EN CONCRETO
TEJA FIBROCEMENTO
TEJA DE BARRO
120
6
5
4
10.342,35
SISTEMA ESTRUCTURAL
CUBIERTA
SECCIÓN B. NORMALIZACIÓN A MASA (Kg) DE LOS DATOS ACU
71,52 71,33
77,33 77,14
1.226,57
CEMENTO BLANCO, 0,51 , 0,04%
CEMENTO GRIS, 151,09 , 13,07%
ARENA DE RIO, 431,53 , 37,33%
AGREGADOS TRITURADOS, 475,48 ,
41,14%
ROCA MUERTA ‐TIERRA EXCAVACIÓN,
22,25 , 1,93%
CERÁMICA COCIDA, 41,97 , 3,63%
TEJA FIBROCEMENTO, 3,45 , 0,30%
PINTURAS, 0,62 , 0,05%
ACERO, 21,58 , 1,87%
COBRE, 0,48 , 0,04%
PVC, 1,86 , 0,16%
MADERA, 5,05 , 0,44%
Consumo de materiales kg/m2
Sistema constructivo vaciado en concreto ‐NO VIS ‐ Estrato 3‐4
convertirlos a unidades de peso, puesto que los análisis posteriores de consumo energético y emisiones de CO2 así lo requieren. (Ver anexo 1).
Tabla 11. Sección B. Peso de los materiales en kg (ACU).
PRODUCTOS UNIDAD CANTIDAD %
CEMENTO BLANCO kg 5.252,89 0,04%
CEMENTO GRIS SACOS kg 542.748,94 4,54%
GRAVA TRITURADA kg 1.311.363,96 10,97%
ARENA DE RIO kg 1.814.280,25 15,18%
BASE TIPO INVIAS kg 502.572,00 4,20%
SUB BASE TIPO INVIAS kg 148.666,00 1,24%
TIERRA EXCAVACIÓN kg ‐ 0,00%
CONCRETO PREMEZCLADO kg 3.766.018,54 31,50%
CONCRETO EN OBRA kg 2.590.470,48 21,67%
3000 psi kg 2.182.691,06
4000 psi kg 407.779,42
LADRILLO COCIDO kg 153.378,84 1,28%
TEJA DE BARRO COCIDO kg 62.158,50 0,52%
CERAMICA PISOS Y PAREDES kg 159.877,59 1,34%
CERAMICA SANITARIA kg 10.696,00 0,09%
PORCELANATO kg 47.957,97 0,40%
ROCA MUERTA kg 230.144,00 1,93%
TEJA FIBROCEMENTO kg 35.681,39 0,30%
PINTURA kg 6.463,36 0,05%
GRANIPLAST kg 22.217,76 0,19%
RESANES ‐ MORTERO LISTO kg 218.720,96 1,83%
MORTERO LISTO kg 6.235,34 0,05%
PEGANTE PARA PISOS ‐ MORTEROS kg 20.039,72 0,17%
ACERO kg 223.205,80 1,87%
COBRE kg 4.940,90 0,04%
PVC kg 19.219,94 0,16%
MADERA kg 52.216,96 0,44%
TOTAL MASA DE OBRA kg 11.954.528,08 100,0%
SECCIÓN B. PESO DE LOS MATERIALES EN Kg (ACU)
Sección C. Distribución de materiales en porcentaje y Kg /m2 (ver Tabla 13).
En esta tabla se muestra la distribución de los materiales del estudio. Para llegar a esta lista de materiales fue necesario desagregar los productos compuestos por la sección B en agregados y cementantes utilizando las proporciones y dosificaciones (34) que se muestran en la
34 Estas dosificaciones se elaboraron con base en los datos de las normas técnicas Colombiana NTC 3329, NTC 4048 y NTC 4382.
Los concretos fueron tomados de los diseños que utiliza la constructora, adaptadas al uso de materiales y preparación de mezclas típicas de la zona del estudio.
MATERIAL kg % kg/m2 TIPO kg %
CEMENTO BLANCO 5.252,89 0,04% 0,51
SACOS 978.078,97 62,59%
GRANEL 584.587,84 37,41%
CANTIDAD APARTAMENTOS ARENA DE RIO 4.463.066,73 37,33% 431,53
CANTIDAD DE TORRES AGREGADOS TRITURADOS 4.917.600,39 41,14% 475,48
CANTIDAD DE PISOS ROCA MUERTA ‐ TIERRA EXCAVACIÓN 230.144,00 1,93% 22,25
CANTIDAD DE APTOS / PISO LADRILLO 153.378,84 35,34%
ÁREAS PRIMER PISO m2 65,57 TEJA 62.158,50 14,32%
ÁREA SEGUNDO AL QUINTO PISO m PISOS Y PARED 159.877,59 36,83%
ÁREA COMUNAL m2 SANITARIA 10.696,00 2,46%
ÁREA TOTAL m2 PORCELANATO 47.957,97 11,05%
TEJA FIBROCEMENTO 35.681,39 0,30% 3,45
PRODUCTOS UNIDAD CANTIDAD % PINTURAS 6.463,36 0,05% 0,62
CEMENTO BLANCO kg 5.252,89 0,04% ACERO 223.205,80 1,87% 21,58
CEMENTO GRIS SACOS kg 542.748,94 4,54% COBRE 4.940,90 0,04% 0,48
GRAVA TRITURADA kg 1.311.363,96 10,97% PVC 19.219,94 0,16% 1,86
ARENA DE RIO kg 1.814.280,25 15,18% MADERA 52.216,96 0,44% 5,05
BASE TIPO INVIAS kg 502.572,00 4,20% TOTALES SECCIÓN C 11.954.528,08 100,00% 1.155,88
SUB BASE TIPO INVIAS kg 148.666,00 1,24%
TIERRA EXCAVACIÓN kg ‐ 0,00%
CONCRETO PREMEZCLADO kg 3.766.018,54 31,50%
CONCRETO EN OBRA kg 2.590.470,48 21,67% PRODUCTOS kg m3
Agua (L/m3) Agua (kg) Agua (kg/m
2)
3000 psi kg 2.182.691,06 CONCRETO PREMEZCLADO 3.766.018,54 1.643,76 190,00 312.314,40 30,20
4000 psi kg 407.779,42 CONCRETO EN OBRA 5.465.619,71 2.284,72 220,00 502.639,18 48,60
LADRILLO COCIDO kg 153.378,84 1,28% MORTERO EN OBRA 961.537,93 437,06 270,00 118.006,93 11,41
TEJA DE BARRO COCIDO kg 62.158,50 0,52% MORTEROS LISTOS 267.213,78 121,46 270,00 32.794,42 3,17
CERAMICA PISOS Y PAREDES kg 159.877,59 1,34% 965.754,92 93,38
CERAMICA SANITARIA kg 10.696,00 0,09%
PORCELANATO kg 47.957,97 0,40%
ROCA MUERTA kg 230.144,00 1,93%
TEJA FIBROCEMENTO kg 35.681,39 0,30%
PINTURA kg 6.463,36 0,05%
GRANIPLAST kg 22.217,76 0,19%
RESANES ‐ MORTERO LISTO kg 218.720,96 1,83%
MORTERO LISTO kg 6.235,34 0,05%
PEGANTE PARA PISOS ‐ MORTEROS kg 20.039,72 0,17%
ACERO kg 223.205,80 1,87%
COBRE kg 4.940,90 0,04%
PVC kg 19.219,94 0,16%
MADERA kg 52.216,96 0,44%
TOTAL MASA DE OBRA kg 11.954.528,08 100,0%
SECCIÓN E. GRÁFICA DE PARTICIPACIÓN DE MATERIALES CONSTITUTIVOS BASE EN Kg/m2 EN OBRA
TOTAL CONSUMO DE AGUA PREPARACIÓN DE MEZCLAS UTILIZADAS EN OBRA
CONSUMOS DE AGUA PARA PREPARACIÓN DE MEZCLAS UTILIZADAS EN OBRA
CONSOLIDADO ACU OBRA
CERÁMICA COCIDA 434.068,90
13,07%
3,63%
151,09
41,97
CEMENTO GRIS 1.562.666,82
FICHA DE CONSIGNACIÓN Y NORMALIZACIÓN DE INFORMACIÓN DE ACU A MASA Kg/m2 POR OBRA
SECCIÓN C. DISTRIBUCIÓN EN MASA DE MATERIALES Y Kg /m2
SECCIÓN D. ANÁLISIS DE CONSUMO DE AGUA
SECCIÓN A. IDENTIFICACIÓN DE LA OBRA Y m2 TOTALES DE OBRAMUROS DE CONCRETO
LOSAS DE CONCRETO
VIGAS DE CIMIENTACIÓN EN CONCRETO
TEJA FIBROCEMENTO
TEJA DE BARRO
120
6
5
4
10.342,35
SISTEMA ESTRUCTURAL
CUBIERTA
SECCIÓN B. NORMALIZACIÓN A MASA (Kg) DE LOS DATOS ACU
71,52 71,33
77,33 77,14
1.226,57
CEMENTO BLANCO, 0,51 , 0,04%
CEMENTO GRIS, 151,09 , 13,07%
ARENA DE RIO, 431,53 , 37,33%
AGREGADOS TRITURADOS, 475,48 ,
41,14%
ROCA MUERTA ‐TIERRA EXCAVACIÓN,
22,25 , 1,93%
CERÁMICA COCIDA, 41,97 , 3,63%
TEJA FIBROCEMENTO, 3,45 , 0,30%
PINTURAS, 0,62 , 0,05%
ACERO, 21,58 , 1,87%
COBRE, 0,48 , 0,04%
PVC, 1,86 , 0,16%
MADERA, 5,05 , 0,44%
Consumo de materiales kg/m2
Sistema constructivo vaciado en concreto ‐NO VIS ‐ Estrato 3‐4
Tabla 12.
Tabla 12 Sección C. Tabla de equivalencias basadas en normas NTC 3329, 4048, 4382 e información del laboratorio de ECOINGENIERÍA.
Materiales kg/m3 % peso
Cemento sacos 392,8 16,4%
Arena de Río 912,3 38,0%
Grava triturada 1094,5 45,6%
Peso del concreto convencional sin agua 2399,6 100,0%
Materiales kg/m3 % peso
Cemento granel 315,0 13,7%
Arena de Río 1004,9 43,9%
Grava triturada 971,3 42,4%
Peso del concreto convencional sin agua 2291,1 100,0%
Materiales kg/m3 % peso
Cemento sacos 441,0 19,1%
Arena de Río 945,0 41,0%
Grava triturada 918,8 39,9%
Peso del concreto convencional sin agua 2304,8 100,0%
Cementante
Agregados
Materiales kg/m3 % peso
Cemento granel 420,0 18,2%
Arena de Río 918,8 39,8%
Grava triturada 971,3 42,0%
Peso del concreto convencional sin agua 2310,0 100,0%
Materiales kg/m3 % peso
Cemento sacos 442,0 19,1%
Cal 21,5 0,9%
Arena de Río 739,6 32,0%
Grava triturada 1106,9 47,9%
Peso del grouting convencional sin agua 2310,0 100,0%
Materiales kg/m3 % peso
Cemento sacos 550,0 25,0%
Arena de Río 1650,0 75,0%
Peso del mortero convencional sin agua 2200,0 100,0%
Dosificación grouting
Dosificación mortero
TABLA DE EQUIVALENCIAS BASADAS EN LAS NORMAS NTC 3329, 4048 y 4382
Dosificación concretos premezclado 3000 psi
Dosificación concretos en obra 4000 psi
Dosificación concretos premezclado 5000 psi
Dosificación concretos 1:2:3 para 3000 psi
Proporción general de morteros listos y estuco en peso (libro formulaciones ECO‐Ingeniería)
25%
75%
Tabla 13. Sección C. Distribución en peso de materiales y Kg/m2
MATERIAL kg % kg/m2 TIPO kg %
CEMENTO BLANCO 5.252,89 0,04% 0,51
SACOS 978.078,97 62,59%
GRANEL 584.587,84 37,41%
ARENA DE RIO 4.463.066,73 37,33% 431,53
AGREGADOS TRITURADOS 4.917.600,39 41,14% 475,48
ROCA MUERTA ‐ TIERRA EXCAVACIÓN 230.144,00 1,93% 22,25
LADRILLO 153.378,84 35,34%
TEJA 62.158,50 14,32%
PISOS Y PAREDES 159.877,59 36,83%
SANITARIA 10.696,00 2,46%
PORCELANATO 47.957,97 11,05%
TEJA FIBROCEMENTO 35.681,39 0,30% 3,45
PINTURAS 6.463,36 0,05% 0,62
ACERO 223.205,80 1,87% 21,58
COBRE 4.940,90 0,04% 0,48
PVC 19.219,94 0,16% 1,86
MADERA 52.216,96 0,44% 5,05
TOTALES SECCIÓN C 11.954.528,08 100,00% 1.155,88
SECCIÓN C. DISTRIBUCIÓN DE MATERIALES EN PORCENTAJE y Kg /m2
CONSOLIDADO ACU OBRA
CERÁMICA COCIDA 434.068,90
13,07%
3,63%
151,09
41,97
CEMENTO GRIS 1.562.666,82
Sección D. Consumo de agua en la fabricación de concreto y mortero en obra
Con el volumen fabricado de concretos y morteros (en obra y morteros listos) tomado del ACU y multiplicando por el agua que se consume (l/m3), se puede calcular el consumo de agua total (kg) en la obra. Ver Tabla 14.
Tabla 14. Sección D. Análisis de consumo de agua
PRODUCTOS kg m3
Agua (L/m3) Agua (kg) Agua (kg/m
2)
CONCRETO 3.766.018,54 1.643,76 190,00 312.314,40 30,20
CONCRETO EN OBRA 5.465.619,71 2.284,72 220,00 502.639,18 48,60
MORTERO EN OBRA 961.537,93 437,06 270,00 118.006,93 11,41
MORTEROS LISTOS 267.213,78 121,46 270,00 32.794,42 3,17
965.754,92 93,38
SECCIÓN D. CONSUMO DE AGUA EN LA FABRICACIÓN DE CONCRETOS Y MORTEROS EN OB
TOTAL CONSUMO DE AGUA PREPARACIÓN DE MEZCLAS UTILIZADAS EN OBRA
CONSUMOS DE AGUA PARA PREPARACIÓN DE MEZCLAS UTILIZADAS EN OBRA
El valor de consumo de agua de preparación de mezclas utilizadas en obra es de relevante importancia para analizar los costos ambientales y ecológicos asociados a este ítem de la construcción, los cuales son ignorados con frecuencia. En el capítulo de conclusiones y recomendaciones se analizará este tema.
Sección E. Gráfica de participación de materiales en kg/m2 por obra.
Para generar información visual y conclusiva se elaboraron gráficos de torta para denotar el porcentaje de participación y el peso por m2 (Kg/m2) de los materiales. Ver Gráfica 6.
MATERIAL kg % kg/m2 TIPO kg %
CEMENTO BLANCO 5.252,89 0,04% 0,51
SACOS 978.078,97 62,59%
GRANEL 584.587,84 37,41%
CANTIDAD APARTAMENTOS ARENA DE RIO 4.463.066,73 37,33% 431,53
CANTIDAD DE TORRES AGREGADOS TRITURADOS 4.917.600,39 41,14% 475,48
CANTIDAD DE PISOS ROCA MUERTA ‐ TIERRA EXCAVACIÓN 230.144,00 1,93% 22,25
CANTIDAD DE APTOS / PISO LADRILLO 153.378,84 35,34%
ÁREAS PRIMER PISO m2 65,57 TEJA 62.158,50 14,32%
ÁREA SEGUNDO AL QUINTO PISO m2 PISOS Y PARED 159.877,59 36,83%
ÁREA COMUNAL m2 SANITARIA 10.696,00 2,46%
ÁREA TOTAL m2 PORCELANATO 47.957,97 11,05%
TEJA FIBROCEMENTO 35.681,39 0,30% 3,45
PRODUCTOS UNIDAD CANTIDAD % PINTURAS 6.463,36 0,05% 0,62
CEMENTO BLANCO kg 5.252,89 0,04% ACERO 223.205,80 1,87% 21,58
CEMENTO GRIS SACOS kg 542.748,94 4,54% COBRE 4.940,90 0,04% 0,48
GRAVA TRITURADA kg 1.311.363,96 10,97% PVC 19.219,94 0,16% 1,86
ARENA DE RIO kg 1.814.280,25 15,18% MADERA 52.216,96 0,44% 5,05
BASE TIPO INVIAS kg 502.572,00 4,20% TOTALES SECCIÓN C 11.954.528,08 100,00% 1.155,88
SUB BASE TIPO INVIAS kg 148.666,00 1,24%
TIERRA EXCAVACIÓN kg ‐ 0,00%
CONCRETO PREMEZCLADO kg 3.766.018,54 31,50%
CONCRETO EN OBRA kg 2.590.470,48 21,67% PRODUCTOS kg m3
Agua (L/m3) Agua (kg) Agua (kg/m
2)
3000 psi kg 2.182.691,06 CONCRETO PREMEZCLADO 3.766.018,54 1.643,76 190,00 312.314,40 30,20
4000 psi kg 407.779,42 CONCRETO EN OBRA 5.465.619,71 2.284,72 220,00 502.639,18 48,60
LADRILLO COCIDO kg 153.378,84 1,28% MORTERO EN OBRA 961.537,93 437,06 270,00 118.006,93 11,41
TEJA DE BARRO COCIDO kg 62.158,50 0,52% MORTEROS LISTOS 267.213,78 121,46 270,00 32.794,42 3,17
CERAMICA PISOS Y PAREDES kg 159.877,59 1,34% 965.754,92 93,38
CERAMICA SANITARIA kg 10.696,00 0,09%
PORCELANATO kg 47.957,97 0,40%
ROCA MUERTA kg 230.144,00 1,93%
TEJA FIBROCEMENTO kg 35.681,39 0,30%
PINTURA kg 6.463,36 0,05%
GRANIPLAST kg 22.217,76 0,19%
RESANES ‐ MORTERO LISTO kg 218.720,96 1,83%
MORTERO LISTO kg 6.235,34 0,05%
PEGANTE PARA PISOS ‐ MORTEROS kg 20.039,72 0,17%
ACERO kg 223.205,80 1,87%
COBRE kg 4.940,90 0,04%
PVC kg 19.219,94 0,16%
MADERA kg 52.216,96 0,44%
TOTAL MASA DE OBRA kg 11.954.528,08 100,0%
SECCIÓN E. GRÁFICA DE PARTICIPACIÓN DE MATERIALES CONSTITUTIVOS BASE EN Kg/m2 EN OBRA
TOTAL CONSUMO DE AGUA PREPARACIÓN DE MEZCLAS UTILIZADAS EN OBRA
CONSUMOS DE AGUA PARA PREPARACIÓN DE MEZCLAS UTILIZADAS EN OBRA
CONSOLIDADO ACU OBRA
CERÁMICA COCIDA 434.068,90
13,07%
3,63%
151,09
41,97
CEMENTO GRIS 1.562.666,82
FICHA DE CONSIGNACIÓN Y NORMALIZACIÓN DE INFORMACIÓN DE ACU A MASA Kg/m2 POR OBRA
SECCIÓN C. DISTRIBUCIÓN EN MASA DE MATERIALES Y Kg /m2
SECCIÓN D. ANÁLISIS DE CONSUMO DE AGUA
SECCIÓN A. IDENTIFICACIÓN DE LA OBRA Y m2 TOTALES DE OBRAMUROS DE CONCRETO
LOSAS DE CONCRETO
VIGAS DE CIMIENTACIÓN EN CONCRETO
TEJA FIBROCEMENTO
TEJA DE BARRO
120
6
5
4
10.342,35
SISTEMA ESTRUCTURAL
CUBIERTA
SECCIÓN B. NORMALIZACIÓN A MASA (Kg) DE LOS DATOS ACU
71,52 71,33
77,33 77,14
1.226,57
CEMENTO BLANCO, 0,51 , 0,04%
CEMENTO GRIS, 151,09 , 13,07%
ARENA DE RIO, 431,53 , 37,33%
AGREGADOS TRITURADOS, 475,48 ,
41,14%
ROCA MUERTA ‐TIERRA EXCAVACIÓN,
22,25 , 1,93%
CERÁMICA COCIDA, 41,97 , 3,63%
TEJA FIBROCEMENTO, 3,45 , 0,30%
PINTURAS, 0,62 , 0,05%
ACERO, 21,58 , 1,87%
COBRE, 0,48 , 0,04%
PVC, 1,86 , 0,16%
MADERA, 5,05 , 0,44%
Consumo de materiales kg/m2
Sistema constructivo vaciado en concreto ‐NO VIS ‐ Estrato 3‐4
MATERIAL kg % kg/m2 TIPO kg %
CEMENTO BLANCO 5.252,89 0,04% 0,51
SACOS 978.078,97 62,59%
GRANEL 584.587,84 37,41%
CANTIDAD APARTAMENTOS ARENA DE RIO 4.463.066,73 37,33% 431,53
CANTIDAD DE TORRES AGREGADOS TRITURADOS 4.917.600,39 41,14% 475,48
CANTIDAD DE PISOS ROCA MUERTA ‐ TIERRA EXCAVACIÓN 230.144,00 1,93% 22,25
CANTIDAD DE APTOS / PISO LADRILLO 153.378,84 35,34%
ÁREAS PRIMER PISO m2 65,57 TEJA 62.158,50 14,32%
ÁREA SEGUNDO AL QUINTO PISO m PISOS Y PARED 159.877,59 36,83%
ÁREA COMUNAL m2 SANITARIA 10.696,00 2,46%
ÁREA TOTAL m2 PORCELANATO 47.957,97 11,05%
TEJA FIBROCEMENTO 35.681,39 0,30% 3,45
PRODUCTOS UNIDAD CANTIDAD % PINTURAS 6.463,36 0,05% 0,62
CEMENTO BLANCO kg 5.252,89 0,04% ACERO 223.205,80 1,87% 21,58
CEMENTO GRIS SACOS kg 542.748,94 4,54% COBRE 4.940,90 0,04% 0,48
GRAVA TRITURADA kg 1.311.363,96 10,97% PVC 19.219,94 0,16% 1,86
ARENA DE RIO kg 1.814.280,25 15,18% MADERA 52.216,96 0,44% 5,05
BASE TIPO INVIAS kg 502.572,00 4,20% TOTALES SECCIÓN C 11.954.528,08 100,00% 1.155,88
SUB BASE TIPO INVIAS kg 148.666,00 1,24%
TIERRA EXCAVACIÓN kg ‐ 0,00%
CONCRETO PREMEZCLADO kg 3.766.018,54 31,50%
CONCRETO EN OBRA kg 2.590.470,48 21,67% PRODUCTOS kg m3 Agua (L/m3) Agua (kg) Agua (kg/m2)
3000 psi kg 2.182.691,06 CONCRETO PREMEZCLADO 3.766.018,54 1.643,76 190,00 312.314,40 30,20
4000 psi kg 407.779,42 CONCRETO EN OBRA 5.465.619,71 2.284,72 220,00 502.639,18 48,60
LADRILLO COCIDO kg 153.378,84 1,28% MORTERO EN OBRA 961.537,93 437,06 270,00 118.006,93 11,41
TEJA DE BARRO COCIDO kg 62.158,50 0,52% MORTEROS LISTOS 267.213,78 121,46 270,00 32.794,42 3,17
CERAMICA PISOS Y PAREDES kg 159.877,59 1,34% 965.754,92 93,38
CERAMICA SANITARIA kg 10.696,00 0,09%
PORCELANATO kg 47.957,97 0,40%
ROCA MUERTA kg 230.144,00 1,93%
TEJA FIBROCEMENTO kg 35.681,39 0,30%
PINTURA kg 6.463,36 0,05%
GRANIPLAST kg 22.217,76 0,19%
RESANES ‐ MORTERO LISTO kg 218.720,96 1,83%
MORTERO LISTO kg 6.235,34 0,05%
PEGANTE PARA PISOS ‐ MORTEROS kg 20.039,72 0,17%
ACERO kg 223.205,80 1,87%
COBRE kg 4.940,90 0,04%
PVC kg 19.219,94 0,16%
MADERA kg 52.216,96 0,44%
TOTAL MASA DE OBRA kg 11.954.528,08 100,0%
SECCIÓN E. GRÁFICA DE PARTICIPACIÓN DE MATERIALES CONSTITUTIVOS BASE EN Kg/m2 EN OBRA
TOTAL CONSUMO DE AGUA PREPARACIÓN DE MEZCLAS UTILIZADAS EN OBRA
CONSUMOS DE AGUA PARA PREPARACIÓN DE MEZCLAS UTILIZADAS EN OBRA
CONSOLIDADO ACU OBRA
CERÁMICA COCIDA 434.068,90
13,07%
3,63%
151,09
41,97
CEMENTO GRIS 1.562.666,82
FICHA DE CONSIGNACIÓN Y NORMALIZACIÓN DE INFORMACIÓN DE ACU A MASA Kg/m2 POR OBRA
SECCIÓN C. DISTRIBUCIÓN EN MASA DE MATERIALES Y Kg /m2
SECCIÓN D. ANÁLISIS DE CONSUMO DE AGUA
SECCIÓN A. IDENTIFICACIÓN DE LA OBRA Y m2 TOTALES DE OBRAMUROS DE CONCRETO
LOSAS DE CONCRETO
VIGAS DE CIMIENTACIÓN EN CONCRETO
TEJA FIBROCEMENTO
TEJA DE BARRO
120
6
5
4
10.342,35
SISTEMA ESTRUCTURAL
CUBIERTA
SECCIÓN B. NORMALIZACIÓN A MASA (Kg) DE LOS DATOS ACU
71,52 71,33
77,33 77,14
1.226,57
CEMENTO BLANCO, 0,51 , 0,04%
CEMENTO GRIS, 151,09 , 13,07%
ARENA DE RIO, 431,53 , 37,33%
AGREGADOS TRITURADOS, 475,48 ,
41,14%
ROCA MUERTA ‐TIERRA EXCAVACIÓN,
22,25 , 1,93%
CERÁMICA COCIDA, 41,97 , 3,63%
TEJA FIBROCEMENTO, 3,45 , 0,30%
PINTURAS, 0,62 , 0,05%
ACERO, 21,58 , 1,87%
COBRE, 0,48 , 0,04%
PVC, 1,86 , 0,16%
MADERA, 5,05 , 0,44%
Consumo de materiales kg/m2
Sistema constructivo vaciado en concreto ‐NO VIS ‐ Estrato 3‐4
Gráfica 6. Ejemplo de gráfica de participación de materiales en Kg/m2 en obra
SECCIÓN E. GRÁFICA DE PARTICIPACIÓN DE MATERIALES EN Kg/m2 POR OBRA
CEMENTO BLANCO, 0,51 , 0,04%
CEMENTO GRIS, 151,09 , 13,07%
ARENA DE RIO, 431,53 , 37,33%
AGREGADOS TRITURADOS, 475,48 ,
41,14%
ROCA MUERTA ‐ TIERRA EXCAVACIÓN, 22,25 ,
1,93%
CERÁMICA COCIDA, 41,97 , 3,63%
TEJA FIBROCEMENTO, 3,45 , 0,30%
PINTURAS, 0,62 , 0,05%
ACERO, 21,58 , 1,87%
COBRE, 0,48 , 0,04%
PVC, 1,86 , 0,16%
MADERA, 5,05 , 0,44%
Consumo de materiales kg/m2
Sistema constructivo vaciado en concreto ‐NO VIS ‐ Estrato 3‐4
IV.3. MATERIALES MÁS UTILIZADOS POR SISTEMA CONSTRUCTIVO (PONDERADO) CALI 2011.
Para calcular el consumo de materiales por sistema constructivo, se realizó un promedio ponderado de las obras de cada sistema, de acuerdo con la siguiente ecuación:
Está información se registra en la hoja de cálculo: análisis del consumo de materiales por sistema constructivo en Cali 2011 (Ver Gráfica 7). Este documento se divide en las siguientes secciones:
Sección A. Consumo de materiales por obra. Sección B. Distribución de materiales en porcentaje y Kg /m2.
En esta sección la cantidad de m2 son los referidos en la Gráfica 7, iniciada según sistema constructivo CAMACOL‐DANE.
Sección C. Gráfica. Diagrama de pastel.
MATERIAL kg % kg/m2 TIPO kg %
CEMENTO BLANCO 5.252,89 0,04% 0,51
SACOS 978.078,97 62,59%
GRANEL 584.587,84 37,41%
CANTIDAD APARTAMENTOS ARENA DE RIO 4.463.066,73 37,33% 431,53
CANTIDAD DE TORRES AGREGADOS TRITURADOS 4.917.600,39 41,14% 475,48
CANTIDAD DE PISOS ROCA MUERTA ‐ TIERRA EXCAVACIÓN 230.144,00 1,93% 22,25
CANTIDAD DE APTOS / PISO LADRILLO 153.378,84 35,34%
ÁREAS PRIMER PISO m2 65,57 TEJA 62.158,50 14,32%
ÁREA SEGUNDO AL QUINTO PISO m PISOS Y PARED 159.877,59 36,83%
ÁREA COMUNAL m2 SANITARIA 10.696,00 2,46%
ÁREA TOTAL m2 PORCELANATO 47.957,97 11,05%
TEJA FIBROCEMENTO 35.681,39 0,30% 3,45
PRODUCTOS UNIDAD CANTIDAD % PINTURAS 6.463,36 0,05% 0,62
CEMENTO BLANCO kg 5.252,89 0,04% ACERO 223.205,80 1,87% 21,58
CEMENTO GRIS SACOS kg 542.748,94 4,54% COBRE 4.940,90 0,04% 0,48
GRAVA TRITURADA kg 1.311.363,96 10,97% PVC 19.219,94 0,16% 1,86
ARENA DE RIO kg 1.814.280,25 15,18% MADERA 52.216,96 0,44% 5,05
BASE TIPO INVIAS kg 502.572,00 4,20% TOTALES SECCIÓN C 11.954.528,08 100,00% 1.155,88
SUB BASE TIPO INVIAS kg 148.666,00 1,24%
TIERRA EXCAVACIÓN kg ‐ 0,00%
CONCRETO PREMEZCLADO kg 3.766.018,54 31,50%
CONCRETO EN OBRA kg 2.590.470,48 21,67% PRODUCTOS kg m3 Agua (L/m3) Agua (kg) Agua (kg/m2)
3000 psi kg 2.182.691,06 CONCRETO PREMEZCLADO 3.766.018,54 1.643,76 190,00 312.314,40 30,20
4000 psi kg 407.779,42 CONCRETO EN OBRA 5.465.619,71 2.284,72 220,00 502.639,18 48,60
LADRILLO COCIDO kg 153.378,84 1,28% MORTERO EN OBRA 961.537,93 437,06 270,00 118.006,93 11,41
TEJA DE BARRO COCIDO kg 62.158,50 0,52% MORTEROS LISTOS 267.213,78 121,46 270,00 32.794,42 3,17
CERAMICA PISOS Y PAREDES kg 159.877,59 1,34% 965.754,92 93,38
CERAMICA SANITARIA kg 10.696,00 0,09%
PORCELANATO kg 47.957,97 0,40%
ROCA MUERTA kg 230.144,00 1,93%
TEJA FIBROCEMENTO kg 35.681,39 0,30%
PINTURA kg 6.463,36 0,05%
GRANIPLAST kg 22.217,76 0,19%
RESANES ‐ MORTERO LISTO kg 218.720,96 1,83%
MORTERO LISTO kg 6.235,34 0,05%
PEGANTE PARA PISOS ‐ MORTEROS kg 20.039,72 0,17%
ACERO kg 223.205,80 1,87%
COBRE kg 4.940,90 0,04%
PVC kg 19.219,94 0,16%
MADERA kg 52.216,96 0,44%
TOTAL MASA DE OBRA kg 11.954.528,08 100,0%
SECCIÓN E. GRÁFICA DE PARTICIPACIÓN DE MATERIALES CONSTITUTIVOS BASE EN Kg/m2 EN OBRA
TOTAL CONSUMO DE AGUA PREPARACIÓN DE MEZCLAS UTILIZADAS EN OBRA
CONSUMOS DE AGUA PARA PREPARACIÓN DE MEZCLAS UTILIZADAS EN OBRA
CONSOLIDADO ACU OBRA
CERÁMICA COCIDA 434.068,90
13,07%
3,63%
151,09
41,97
CEMENTO GRIS 1.562.666,82
FICHA DE CONSIGNACIÓN Y NORMALIZACIÓN DE INFORMACIÓN DE ACU A MASA Kg/m2 POR OBRA
SECCIÓN C. DISTRIBUCIÓN EN MASA DE MATERIALES Y Kg /m2
SECCIÓN D. ANÁLISIS DE CONSUMO DE AGUA
SECCIÓN A. IDENTIFICACIÓN DE LA OBRA Y m2 TOTALES DE OBRAMUROS DE CONCRETO
LOSAS DE CONCRETO
VIGAS DE CIMIENTACIÓN EN CONCRETO
TEJA FIBROCEMENTO
TEJA DE BARRO
120
6
5
4
10.342,35
SISTEMA ESTRUCTURAL
CUBIERTA
SECCIÓN B. NORMALIZACIÓN A MASA (Kg) DE LOS DATOS ACU
71,52 71,33
77,33 77,14
1.226,57
CEMENTO BLANCO, 0,51 , 0,04%
CEMENTO GRIS, 151,09 , 13,07%
ARENA DE RIO, 431,53 , 37,33%
AGREGADOS TRITURADOS, 475,48 ,
41,14%
ROCA MUERTA ‐TIERRA EXCAVACIÓN,
22,25 , 1,93%
CERÁMICA COCIDA, 41,97 , 3,63%
TEJA FIBROCEMENTO, 3,45 , 0,30%
PINTURAS, 0,62 , 0,05%
ACERO, 21,58 , 1,87%
COBRE, 0,48 , 0,04%
PVC, 1,86 , 0,16%
MADERA, 5,05 , 0,44%
Consumo de materiales kg/m2
Sistema constructivo vaciado en concreto ‐NO VIS ‐ Estrato 3‐4
Gráfica 7. Secciones de la hoja de cálculo: Análisis de consumo de materiales sistema constructivo.
A continuación se muestran cada uno de los sistemas constructivos y su respectiva hoja de cálculo de consumo de materiales año 2011 Cali.
Gráfica 8. Análisis de consumo de materiales ‐ Sistema industrializado ‐ Concreto‐ Cali 2011. Fuente: Elaboración propia ECOINGENIERÍA
OBRA Materiales kg % kg/m2 m
2
construidos
CEMENTO BLANCO 5.252,9 0,04% 0,51
1 AGREGADOS TRITURADOS 536,5 42,44% 151.737,99
ARENA DE RIO 4.463.066,7 37,33% 431,53 2 ARENA DE RIO 440,9 34,87% 124.701,42
AGREGADOS TRITURADOS 4.917.600,4 41,14% 475,48 3 CEMENTO GRIS 160,9 12,73% 45.506,71
ROCA MUERTA ‐ TIERRA EXCAVACIÓN 230.144,0 1,93% 22,25 5 ROCA MUERTA ‐ TIERRA EXCAVACIÓN 40,6 3,21% 11.482,15
CERÁMICA COCIDA 434.068,9 3,63% 41,97 4 CERÁMICA COCIDA 43,9 3,47% 12.425,30
TEJA FIBROCEMENTO 35.681,4 0,30% 3,45 6 ACERO 29,5 2,33% 8.345,04
PINTURAS 6.463,4 0,05% 0,62 7 MADERA 5,4 0,43% 1.533,98
ACERO 223.205,8 1,87% 21,58 8 TEJA FIBROCEMENTO 3,1 0,25% 880,01
COBRE 4.940,9 0,04% 0,48 9 PVC 2,3 0,19% 664,62
PVC 19.219,9 0,16% 1,86 10 COBRE 0,4 0,03% 108,00
MADERA 52.217,0 0,44% 5,05 11 CEMENTO BLANCO 0,3 0,03% 97,16
11.954.528,1 100,00% 1.155,88 12 PINTURAS 0,3 0,03% 90,18
CEMENTO BLANCO 5.440,2 0,02% 0,26 1.264,3 100,00% 357.572,56
ARENA DE RIO 8.844.870,5 34,35% 424,49
AGREGADOS TRITURADOS 10.619.170,9 41,24% 509,65
ROCA MUERTA ‐ TIERRA EXCAVACIÓN 356.671,5 1,39% 17,12
CERÁMICA COCIDA 1.206.410,5 4,69% 57,90
TEJA FIBROCEMENTO 62.849,8 0,24% 3,02
PINTURAS 6.901,8 0,03% 0,33
ACERO 808.480,0 3,14% 38,80
COBRE5.684,5
0,02% 0,27
PVC47.824,2
0,19% 2,30
MADERA 142.433,7 0,55% 6,84
25.748.400,9 100,00% 1.235,74
CEMENTO BLANCO 3.916,1 0,02% 0,35
1.638.329,2
0,0
ARENA DE RIO 5.442.910,6 33,88% 479,60
AGREGADOS TRITURADOS 7.279.455,4 45,32% 641,43
ROCA MUERTA ‐ TIERRA EXCAVACIÓN 1.139.708,5 7,09% 100,43
CERÁMICA COCIDA 227.863,1 1,42% 20,08
TEJA FIBROCEMENTO 33.791,7 0,21% 2,98
PINTURAS 195,4 0,00% 0,02
ACERO 223.123,9 1,39% 19,66
COBRE 5.614,0 0,03% 0,49
PVC 32.892,2 0,20% 2,90
MADERA 36.007,4 0,22% 3,17
16.063.807,5 100,00% 1.415,46
151,09
282.827
TOTALES
Cantidad
material
consumido año
2011 (Ton)
No VIS
Industrial izada
Concreto 5,6
20.836,40
No VIS
Industrial izada
Concreto 3,4
10.342,35
CEMENTO GRIS 1.562.666,8 13,07%
SECCIÓN A. CONSUMO DE MATERIALES POR OBRA
SECCIÓN C. GRÁFICA
VIS
Industrial izada
Concreto
11.348,80
CEMENTO GRIS 10,20% 144,36
ANÁLISIS DEL CONSUMO DE MATERIALES ‐ SISTEMA INDUSTRIALIZADO ‐ CONCRETO CALI 2011
CEMENTO GRIS 3.641.663,2 14,14% 174,77
SECCIÓN B. DISTRIBUCIÓN DE MATERIALES EN PORCENTAJE y Kg /m2
CONSOLIDADO DE MATERIALES SISTEMA
INDUSTRIALIZADO TOTALkg/m
2 %
Cantidad m2
construídos
2011 ‐ CALI
(DANE)
AGREGADOS TRITURADOS, 536,5046 ,
42,44%
ARENA DE RIO, 440,9106 , 34,87%
CEMENTO GRIS, 160,8994 , 12,73%
ROCA MUERTA ‐TIERRA
EXCAVACIÓN,
40,5978 , 3,21%
CERÁMICA COCIDA, 43,9325
, 3,47%
ACERO, 29,5058 , 2,33%
MADERA, 5,4237 , 0,43%
TEJA FIBROCEMENTO, 3,1115 , 0,25%
PVC, 2,3499 , 0,19%
COBRE, ,3819 , 0,03%
CEMENTO BLANCO, ,3435 ,
0,03%PINTURAS, ,3189 , 0,03%
Consumo de Materiales Sistema Industrializado ‐ Concreto (kg/m2)
Gráfica 9. Análisis de consumo de materiales ‐Sistema Mampostería Estructural‐ Cali 2011. Fuente: Elaboración propia ECOINGENIERÍA
OBRA Materiales kg % kg/m2 m
2
construidos
CEMENTO BLANCO5.817,8
0,04% 0,52
1 AGREGADOS TRITURADOS 399,2 28,28% 49.075,76
ARENA DE RIO 4.235.578,0 28,16% 380,62 2 ARENA DE RIO 356,5 25,25% 43.825,65
AGREGADOS TRITURADOS 5.266.949,0 35,02% 473,30 3 CERÁMICA COCIDA 320,8 22,73% 39.441,86
ROCA MUERTA ‐ TIERRA EXCAVACIÓN 1.074.886,5 7,15% 96,59 4 ROCA MUERTA ‐ TIERRA EXCAVACIÓN 162,4 11,51% 19.969,74
CERÁMICA COCIDA 2.467.159,9 16,40% 221,70 5 CEMENTO GRIS 138,8 9,83% 17.062,49
TEJA FIBROCEMENTO 38.726,8 0,26% 3,48 6 ACERO 21,0 1,49% 2.580,01
PINTURAS 0,0 0,00% ‐ 7 TEJA FIBROCEMENTO 6,4 0,45% 785,44
ACERO 244.873,5 1,63% 22,00 8 MADERA 3,3 0,24% 410,97
COBRE 0,0 0,00% ‐ 9 PVC 2,1 0,15% 257,36
PVC 15.504,8 0,10% 1,39 10 PINTURAS 0,6 0,04% 77,80
MADERA 80.540,4 0,54% 7,24 11 CEMENTO BLANCO 0,5 0,03% 57,95
15.039.249,4 100,00% 1.351,45 12 COBRE 0,1 0,01% 13,86
CEMENTO BLANCO 3.179,0 0,03% 0,33 1.411,7 100,00% 173.558,87
ARENA DE RIO 2.857.527,7 25,32% 295,14
AGREGADOS TRITURADOS 3.617.322,7 32,05% 373,62
ROCA MUERTA ‐ TIERRA EXCAVACIÓN 1.200.194,0 10,63% 123,96
CERÁMICA COCIDA 2.242.125,6 19,87% 231,58
TEJA FIBROCEMENTO 53.111,5 0,47% 5,49
PINTURAS 0,0 0,00% ‐
ACERO 162.484,9 1,44% 16,78
COBRE 2.295,2 0,02% 0,24
PVC 16.212,2 0,14% 1,67
MADERA 29.602,9 0,26% 3,06
11.285.808,3 100,00% 1.165,67
CEMENTO BLANCO 7.220,8 0,06% 0,72
ARENA DE RIO 3.094.135,2 24,73% 309,14
AGREGADOS TRITURADOS 4.342.001,3 34,70% 433,82
ROCA MUERTA ‐ TIERRA EXCAVACIÓN 1.219.830,5 9,75% 121,88
CERÁMICA COCIDA 2.395.893,5 19,15% 239,38
TEJA FIBROCEMENTO 34.848,5 0,28% 3,48
PINTURAS 7.023,2 0,06% 0,70
ACERO 160.843,5 1,29% 16,07
COBRE 2.813,6 0,02% 0,28
PVC 26.681,4 0,21% 2,67
MADERA 37.614,6 0,30% 3,76
12.512.153,6 100,00% 1.250,12
CEMENTO BLANCO 5.150,9 0,02% 0,35
178,50
ARENA DE RIO 5.972.656,8 23,56% 411,48
AGREGADOS TRITURADOS 4.869.506,1 19,21% 335,48
ROCA MUERTA ‐ TIERRA EXCAVACIÓN 3.868.560,0 15,26% 266,52
CERÁMICA COCIDA 7.438.278,2 29,34% 512,45
TEJA FIBROCEMENTO 162.929,1 0,64% 11,22
PINTURAS 21.663,9 0,09% 1,49
ACERO 383.128,1 1,51% 26,39
COBRE 0,0 0,00% ‐
PVC 36.499,7 0,14% 2,51
MADERA 3.780,0 0,01% 0,26
25.353.093,9 100,00% 1.746,66
NO VIS
Mampostería
Estructural
14.515,20
CEMENTO GRIS 2.590.941,1 10,22%
TOTALES
VIS
Mampostería
Estructural
10.008,80
CEMENTO GRIS 1.183.247,3 9,46% 118,22
CEMENTO GRIS 1.101.752,7 9,76% 113,80
No VIS
Mampostería
Estructural 3,4
11.128,23
CEMENTO GRIS 1.609.212,8 10,70% 144,61
122.946
ANÁLISIS DE CONSUMO DE MATERIALES ‐ SISTEMA MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL ‐ CALI 2011
SECCIÓN A. CONSUMO DE MATERIALES POR OBRA SECCIÓN B. DISTRIBUCIÓN DE MATERIALES EN PORCENTAJE y Kg /m2
CONSOLIDADO DE MATERIALES SISTEMA
INDUSTRIALIZADO TOTALkg/m
2 %
Cantidad m2
construídos
2011 ‐ CALI
(DANE)
Cantidad
material
consumido año
2011 (Ton)
SECCIÓN C. GRÁFICA
No VIS
Mampostería
Estructural 5,6
9.681,84
AGREGADOS TRITURADOS, 399,1651 ,
28,28%
ARENA DE RIO, 356,4626 , 25,25%
CEMENTO GRIS, 138,7803 , 9,83%
ROCA MUERTA ‐ TIERRA
EXCAVACIÓN,
162,4269 , 11,51%
CERÁMICA COCIDA, 320,8064 ,
22,73%
ACERO, 20,9849 , 1,49%
MADERA, 3,3427 , 0,24%
TEJA FIBROCEMENTO, 6,3885 , 0,45%
PVC, 2,0933 , 0,15%
COBRE, ,1127 , 0,01%
CEMENTO BLANCO, ,4714 ,
0,03%
PINTURAS, ,6328 , 0,04%
Consumo deMateriales Mamposteria Estructural (kg/m2)
Gráfica 10. Análisis de consumo de materiales ‐ Sistema Mampostería Confinada ‐ Cali 2011. Fuente: Elaboración propia ECOINGENIERÍA
OBRA Materiales kg % kg/m2 m
2
construidos
CEMENTO BLANCO 0,0 0,00% ‐
CEMENTO GRIS 3.727.485,7 12,72% 306,12
1 ARENA DE RIO 733,63 30,48% 194.277,18
ARENA DE RIO 8.933.192,3 30,48% 733,63 2 AGREGADOS TRITURADOS 624,99 25,96% 165.507,13
AGREGADOS TRITURADOS 7.610.296,7 25,96% 624,99 3 ROCA MUERTA ‐ TIERRA EXCAVACIÓN 372,52 15,47% 98.647,97
ROCA MUERTA ‐ TIERRA EXCAVACIÓN 4.536.000,0 15,47% 372,52 4 CERÁMICA COCIDA 358,08 14,87% 94.826,28
CERÁMICA COCIDA 4.360.272,0 14,87% 358,08 5 CEMENTO GRIS 306,12 12,72% 81.064,57
TEJA FIBROCEMENTO 0,0 0,00% ‐ 6 ACERO 9,44 0,39% 2.500,43
PINTURAS 0,0 0,00% ‐ 7 PVC 2,39 0,10% 633,66
ACERO 114.973,9 0,39% 9,44 8 MADERA 0,13 0,01% 35,17
COBRE 0,0 0,00% ‐ 9 TEJA FIBROCEMENTO ‐
PVC 29.136,7 0,10% 2,39 10 PINTURAS ‐
MADERA 1.617,0 0,01% 0,13 11 CEMENTO BLANCO ‐
29.312.974,2 100,00% 2.407,31 12 COBRE ‐
TOTALES 2.407,3 100,00% 637.492,38
SECCIÓN C. GRÁFICA
264.815
VIS
Mampostería
Confinada
12.176,64
SECCIÓN A. CONSUMO DE MATERIALES POR OBRA SECCIÓN B. DISTRIBUCIÓN DE MATERIALES EN PORCENTAJE y Kg /m2
CONSOLIDADO DE MATERIALES SISTEMA
INDUSTRIALIZADO TOTALkg/m
2 %
Cantidad m2
construídos
2011 ‐ CALI
(DANE)
Cantidad
material
consumido año
2011 (Ton)
ANÁLISIS DE CONSUMO DE MATERILAES ‐ SISTEMA MAMPOSTERÍA CONFINADA ‐ CALI 2011
ARENA DE RIO, 733,63 ,
30,48%
AGREGADOS TRITURADOS,
624,99 , 25,96%
ROCA MUERTA ‐ TIERRA
EXCAVACIÓN,
372,52 , 15,47%
CERÁMICA COCIDA,
358,08 , 14,87%
CEMENTO GRIS, 306,12 ,
12,72%
ACERO, 9,44 , 0,39%
PVC, 2,39 , 0,10%
MADERA, 0,13 , 0,01%
Consumo deMateriales Mamposteria Confinada (kg/m2)
Gráfica 11. Análisis de consumo de materiales ‐ Sistema Guadua y Tierra Estabilizada‐ Cali 2011. Fuente: Elaboración propia ECOINGENIERÍA
MATERIAL kg % kg/m2
ÁREA CONSTRUIDA CEMENTO BLANCO 17,21 0,00% 0,04
CEMENTO GRIS 10.776,39 2,27% 27,99
ADICIÓN 25.432,06 5,36% 66,06
PRODUCTOS UNIDAD CANTIDAD % ARENA DE RIO 24.721,98 5,21% 64,21
ACERO kg 865,73 0,18% AGREGADOS TRITURADOS 34.749,80 7,32% 90,26
ADICIÓN kg 25.432,06 5,36% ROCA MUERTA ‐ TIERRA EXC 324.051,55 68,23% 841,69
CEMENTO BLANCO kg 17,21 0,00% CERÁMICA COCIDA 1.651,27 0,35% 4,29
SUELO CEMENTO kg 9.114,00 1,92% VIDRIOS 789,80 0,17% 2,05
TIERRA kg 167.612,75 35,29% GUADUA 13.585,13 2,86% 35,29
SUELO TAMIZADO kg 1.177,20 0,25% TEJA DE FIBROCEMENTO ‐ 0,00% ‐
CAL kg 9.629,61 2,03% PINTURA ‐ 0,00% ‐
FIQUE kg 1.091,42 0,23% CAL 9.629,61 2,03% 25,01
GUADUA kg 8.220,30 1,73% FIQUE 1.091,42 0,23% 2,83
ESTERILLA kg 5.364,83 1,13% ACERO 865,73 0,18% 2,25
ARENA DE RIO kg 1.791,72 0,38% COBRE 147,78 0,03% 0,38
GRAVA TRITURADA kg 582,66 0,12% PVC 361,27 0,08% 0,94
PVC kg 361,27 0,08% MADERA 27.043,98 5,69% 70,24
MORTERO 1:3 kg 101,20 0,02% TOTALES 474.915,00 100,00% 1.233,55
CONCRETO 3000 PSI kg 60.097,48 12,65%COBRE kg 147,78 0,03%
LADRILLO COCIDO kg 1.472,47 0,31% PRODUCTOS m3
Agua (kg) Agua (kg/m2)
ROCA MUERTA kg 147.059,00 30,97% CONCRETO 3000 PSI 25,04 5.008,98 13,01
PIEDRA DE RIO kg 6.756,50 1,42% CALFITICE 132,45 33.113,25 86,01
MADERA kg 27.043,98 5,69% SUELO CEMENTO 6,51 1.627,50 4,23
MORTERO DE PEGA ‐ PEGACOR kg 7,20 0,00% AGUA 190,75 0,50
CERAMICA SANITARIA kg 178,80 0,04%
VIDRIOS kg 789,80 0,17%
474.915,00 100,0%
SECCIÓN C. DISTRIBUCIÓN DE MATERIALES EN PORCENTAJE y Kg /m2
FICHA DE REGISTRO DEL ANÁLISIS DE CANTIDADES UNITARIAS (ACU) EN SISTEMA GUADUA Y TIERRA ESTABILIZADA
TOTAL
SISTEMA ESTRUCTURAL
SECCIÓN B. PESO DE LOS MATERIALES EN Kg (ACU)
SECCIÓN E. GRÁFICA DE PARTICIPACIÓN DE MATERIALES EN Kg/m2 POR OBRA
SECCIÓN A. IDENTIFICACIÓN DE LA OBRA Y m2 TOTALES DE OBRAGUADUA
MUROS EN CALFITICE
39.940,48 103,74
m2
385,00
CIMENTACIÓN EN CONCRETO
TOTAL CONSUMO DE AGUA PREPARACIÓN
DE MEZCLAS UTILIZADAS EN OBRA
SECCIÓN D. CONSUMO DE AGUA EN LA FABRICACIÓN DE CONCRETOS
CEMENTO BLANCO, 0,04 , 0,00%
CEMENTO GRIS, 27,99 , 2,27%
ARENA DE RIO, 64,21 , 5,21%
AGREGADOS TRITURADOS, 90,26
, 7,32%
ROCA MUERTA ‐TIERRA
EXCAVACIÓN, 841,69 , 68,23%
CERÁMICA COCIDA, 4,29 , 0,35%
TEJA DE FIBROCEMENTO, ‐ ,
0,00%PINTURA, ‐ , 0,00%
ACERO, 2,25 , 0,18%
COBRE, 0,38 , 0,03%
PVC, 0,94 , 0,08%
MADERA, 70,24 , 5,69%
ADICIÓN, 66,06 , 5,36%
VIDRIOS, 2,05 , 0,17%
GUADUA, 35,29 , 2,86%
CAL, 25,01 , 2,03%
FIQUE, 2,83 , 0,23%
Consumo de materiales kg/m2
Sistema constructivo Guadua y tierra estabilizada
Los materiales más empleados en cada sistema, en kg/m2, se podrían reunir de la siguiente manera. Ver Tabla 15.
Tabla 15. Comparativo sistemas constructivos por consumo de materiales
SISTEMAS CONSTRUCTIVOS BASES
Materiales Industrializado
MamposteríaEstructural
MamposteríaConfinada
kg/m2 % kg/m2 % kg/m2 %
1 Agregados Triturados 542,19 42,7% 404,05 29,3% 624,99 26,0%
2 Arena de Rio 445,21 35,1% 349,09 25,3% 733,63 30,5%
3 Cemento Gris 156,74 12,4% 138,78 10,1% 306,12 12,7%
4 Roca Muerta ‐ Tierra Excavación 46,60 3,7% 152,24 11,0% 372,52 15,5%
5 Cerámica Cocida 39,98 3,2% 301,28 21,9% 358,08 14,9%
6 Acero 26,68 2,1% 20,31 1,5% 9,44 0,4%
7 Madera 5,02 0,40% 3,58 0,26% 0,13 0,0%
8 Teja Fibrocemento 3,15 0,25% 5,92 0,43%
9 PVC 2,35 0,19% 2,06 0,15% 2,39 0,1%
10 Cobre 0,42 0,03% 0,13 0,01%
11 Cemento Blanco 0,37 0,03% 0,48 0,03%
12 Pinturas 0,32 0,03% 0,55 0,04%
En todos los casos para estos sistemas constructivos analizados, los primeros 6 materiales suman más del 99%. Esto significa que en ellos están representados la mayoría de la masa de una vivienda y además, de unas viviendas que desde un punto de vista general son similares entre si independiente de la localización geográfica.
Como se observa en las tablas anteriores y en las figuras que éstas contienen, en todos los sistemas constructivos estudiados, los agregados gruesos y finos son los productos más empleados en la construcción de vivienda, participando con el 77,3% del peso de ésta, para el sistema industrializado, con el 53,53% en el sistema de mampostería estructural y con el 56,44% en la mampostería confinada. Luego para el sistema industrializado siguen en orden de participación el cemento portland con el 12,73%, la cerámica cocida con el 3,47%, la roca muerta – tierra de excavación con el 3,21% y el acero con el 2,33%. Así se completa el 99,04% del peso del edificio en estos 5 materiales.
En el sistema de mampostería estructural, además de los agregados que suman el 53,53% del peso de la obra, le siguen los siguientes materiales: la cerámica cocida con el 22,73%, la roca muerta o tierra de excavación con el 11,51%, el cemento gris con el 9.83% y el acero con el 1,49%. Estos materiales suman: el 99,09%. El resto de los materiales como vidrio, PVC, plásticos, madera, pintura, teja de fibrocemento, etc., reflejan el 1% restante. Algo similar ocurre con el sistema de mampostería confinada.
IV.4. DESCRIPCIÓN METODOLÓGICA DETALLADA
Acción 2: Definir la metodología aplicable para determinar los consumos energéticos en la producción de los materiales de construcción identificados.
En general, huella de carbono de una actividad es un término que describe el impacto total que la actividad tiene sobre el cambio climático a raíz de la emisión de GEI a la atmósfera. Con el objetivo de cuantificar dicha huella, hay que aplicar un determinado protocolo de estimación y contabilidad de emisiones de GEI.
Una de las metodologías para la cuantificación de emisiones de GEI es la norma ISO 14064, parte 11. Esta norma fue desarrollada de acuerdo con el protocolo Greenhouse Gas Protocol (GHG Protocol). El GHG Protocol, del World Resources Institute y el World Business Council for Sustainable Development, es uno de los protocolos más utilizados a escala internacional para entender, cuantificar y gestionar las emisiones de GEI. Ambos documentos constituyen las referencias más importantes en esta materia.
La producción de GEI en la industria de los materiales de construcción está directamente relacionada con:
Los procesos de combustión que se llevan a cabo en la industria de materiales de construcción.
La generación de gases por descomposición de materias primas en los procesos de producción de materiales (pe: la descarbonatación de la caliza en la producción de cal hidratada libera un máximo de 44% de CO2 más vapor de agua, igual ocurre con la producción del Clinker de cemento portland).
La producción de la energía eléctrica (térmica o hidráulica) que se consume en la industria de materiales de construcción, tanto la de carácter industrial como la utilizada en la función administrativa: aires acondicionados, iluminación, etc.
Las emisiones de GEI asociadas a una actividad se pueden clasificar según se trate de emisiones directas o emisiones indirectas. Las emisiones directas provienen de fuentes que posee o controla el sujeto que genera la actividad. Las emisiones indirectas son emisiones que son consecuencia de las actividades que realiza el sujeto, pero que tienen lugar en fuentes que posee o controla otro sujeto.
En concreto, se pueden definir tres alcances según la fuente de las emisiones:
ALCANCE 1: Emisiones directas
Incluye las emisiones directas que proceden de fuentes que posee o controla el sujeto que genera la actividad. Por ejemplo, este grupo incluye las emisiones de la combustión de calderas y de vehículos, etc. que el propio sujeto posee o controla.
ALCANCE 2: Emisiones indirectas de la generación de electricidad y de calor
Comprende las emisiones derivadas del consumo de electricidad y de calor, vapor o frío. Las emisiones de la electricidad y el calor, vapor o frío adquiridos se producen físicamente en la instalación donde la electricidad o el calor son generados. Estas instalaciones productoras son diferentes de la organización de la cual se estiman las emisiones.
ALCANCE 3: Otras emisiones indirectas
Incluye el resto de emisiones indirectas. Las emisiones de alcance 3 son consecuencia de las actividades del sujeto, pero provienen de fuentes que no son poseídas o controladas por el sujeto. Algunos ejemplos de actividades de alcance 3 son la extracción y producción de materiales adquiridos, los viajes de trabajo, el transporte de materias primas, de combustibles y de productos (por ejemplo, actividades logísticas) o la utilización de productos o servicios ofrecidos por otros.
Hay factores de emisión, según sea el origen: consumo eléctrico, consumo de combustibles fósiles, consumo de biomasa, energía renovable, transporte de personal, transporte de mercancías, transporte marítimo, aéreo o ferroviario. Con estos factores y el consumo de energía se pueden calcular GEI. Los factores de conversión para transformar las unidades de masa o volumen en unidades de energía, según el tipo de combustible, que representan el valor calorífico de los combustibles son (Ver Tabla 16):
Tabla 16: Conversión de unidades de masa o volumen de combustible a energía (35)
COMBUSTIBLE FACTOR DE CONVERSIÓN
Gas natural (m3) 10,65 kWh/Nm3de gas natural
Gas butano (kg) 12,44 kWh/kg de gas butano
Gas propano (kg) 12,83 kWh/kg de gas propano
Gasoil (litros) 11,78 kWh/kg de gasoil
Fuel (kg) 11,16 kWh/kg de fuel
GLP genérico (kg) 12,64 kWh/kg de GLP genérico
Carbón nacional (kg) 5,70 kWh/kg de carbón nacional
Carbón de importación (kg) 7,09 kWh/kg de carbón de importación
Coque de petróleo (kg) 9,03 kWh/kg de coque de petróleo
Para calcular las emisiones asociadas, debe aplicarse el factor de emisión que corresponda, de acuerdo con los datos consignados en la Tabla 17.Los factores de conversión son universales y dependen de la calidad del combustible y la reacción de combustión y su eficiencia. Esta información consignada parte de valores comúnmente empleados.
Tabla 17: CONVERSIÓN DE UNIDADES DE MASA A FACTOR DE EMISIÓN DE GEI (35)
COMBUSTIBLE FACTOR DE EMISIÓN
Gas natural (m3) 2,15 kg CO2/Nm3 de gas natural
Gas butano (kg)
Gas butano (número de bombonas)
2,96 kg CO2/kg de gas butano
37,06 kg CO2/bombona (considerando 1 bombona de 12,5 kg)
Gas propano (kg)
Gas propano (número de bombonas)
2,94 kg CO2/kg de gas propano
102,84 kg CO2/bombona (considerando 1 bombona de 35 kg)
Gasoil (litros) 2,79 kg CO2/l de gasoil
Fuel (kg) 3,05 kg CO2/kg de fuel
GLP genérico (kg) 2,96 kg CO2/kg de GLP genérico
35 Generalitat de Catalunya Comisión Interdepartamental del Cambio Climático, oficina Catalana del cambio climático, “Guía
práctica para el cálculo de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI)”, Versión marzo de 2011. Elaboración propia a partir de los datos del anexo 8 del Informe Inventarios GEI 1990‐2008 (2010) y datos del anexo I del Plan de Energías Renovables en España 2005‐2010. El dato de kWh es según PCI (poder calorífico inferior).
Carbón nacional (kg) 2,30 kg CO2/kg de carbón nacional
Carbón de importación (kg) 2,53 kg CO2/kg de carbón de importación
Coque de petróleo (kg) 3,19 kg CO2/kg de coque de petróleo
En adelante se describirá el protocolo aplicado en el estudio para determinar tanto los consumos energéticos, como las emisiones de gases de efecto invernadero, GEI, de los materiales previamente seleccionados en la actividad 1 ‐ Acción 1, numeral IV.1.
El enfoque sistémico utilizado en la metodología aplicada trasciende los límites del proceso productivo del material por cuanto tiene en cuenta las contribuciones energéticas y ambientales desde la obtención de la materia prima hasta la instalación o preparación del material en obra (como ocurre con el concreto o los morteros en la obra).
Se evaluaron los siguientes componentes del ciclo de vida del material:
Extracción y adquisición de materias primas
Proceso industrial
Transporte para distribución y uso del material en obra
Para normalizar la información localizada por fuentes directas e indirectas en cada una las etapas citadas se escogieron los siguientes indicadores energéticos y ambientales (36):
CEFU: CONSUMO ENERGÍA FÓSIL UNITARIA, MJ/ton de producto
EEU: ENERGÍA ELÉCTRICA UNITARIA, Kwh/ton de producto
EEUM: ENERGÍA ELÉCTRICA UNITARIA, MJ/ton de producto
ETOTAL: ENERGÍA TOTAL CONSUMIDA EN PROCESO, MJ/ton de producto (suma de EEUM+CEFU)
CO2UP: CO2 UNITARIO DEL PROCESO, ton CO2/ton producto
CO2UE: CO2 UNITARIO DE ELECTRICIDAD, ton CO2/ton producto
CO2UT: CO2 UNITARIO TOTAL EN PROCESO, ton CO2/ton producto (Suma de CO2UP + CO2UE)
IV.4.1. FUENTES DE INFORMACIÓN DE INDICADORES ENERGÉTICOS Y DE EMISIONES
En la siguiente Tabla 18 se listan los materiales para los que fue posible encontrar fuentes primarias.
Tabla 18: Fuentes primarias levantadas para este estudio
MATERIAL FUENTE PRIMARIA
Agregados Planta agregados Triturados Cachibí ‐ Cali
Cemento Cementos Argos
Eco‐materiales Planta ECOINGENIERÍA S.A.S.
Tejas de fibrocemento Planta Eternit ‐ Yumbo
Guadua – Suelo Cemento Constructora TIMAGUA ‐ Cali
36 Grupo de cálculo UIS‐IDEAM. Centro Nacional de Producción más Limpia, www.teconologiaslimpias.org
Las empresas referidas en la anterior tabla suministraron la siguiente información:
Operaciones unitarias
Flujos principales de materia y energía del proceso productivo de cada material de estudio
Balance de materia y energía
Consumos energéticos (energía eléctrica y térmica)
Capacidad de planta (Ton/mes ó ton/h, etc., de producto terminado y/o etapa de proceso)
Los materiales base del estudio para los cuales no fue posible detectar información primaria, se recolectó información de fuentes secundarias, las que se referencian en la Tabla 19.
Tabla 19: Fuentes secundarias utilizadas para levantar información secundaria para este estudio
ORGANIZACIÓN/INSTITUCIÓN DOCUMENTO – REFERENCIA ‐ AÑO NOMBRE/TIPO DE INFORMACIÓN
Agencia Internacional de Energía, Datos de consumos energéticos y Huella de carbón de materias primas de los materiales del estudio
Centro Nacional de Producción más Limpia, CONVENIO UIS‐IDEAM.
Grupo de Cálculo UIS‐IDEAM
www.tecnologiaslimpias.org.
Diagramas de procesos, Balances de materia y consumos energéticos de cada proceso
Instituto Nacional de Estándares y Tecnología, NIST, por sus siglas en inglés
Base de datos BEES ‐Building for Environmental and Economic Sustainability www.nist.gov/el/economics/BEESSoftware.cfm
Consumos energéticos de materias primas de los materiales de estudio
Panel Intergubernamental de Cambio Climático, IPCC, por sus siglas en inglés.
GUÍAS METODOLÓGIAS ,2006 Metodología huella de carbono
Concilio Mundial de Negocios Para el Desarrollo Sostenible, WBCSD, por sus siglas en inglés
GUÍAS METODOLÓGICAS WBCSD/CSI, 2012 Metodología huella de carbono
IEA Agencia Internacional de Energía, IEA ‐ OECD
Tracking Industrial energy efficiency and CO2 emissions. 2007 Statistics & Balances
Datos de consumos energéticos y huella de carbono materias primas de materiales de estudio
En las fuentes secundarias fueron hallados datos de consumo energético y de emisiones de CO2 por tonelada de material, como indicadores CEFU, EEU y CO2UP.
IV.4.2. COMENTARIOS SOBRE LAS GUÍAS METODOLÓGICAS UTILIZADAS, EL CASO DEL CEMENTO Y OTROS MATERIALES
El enfoque metodológico sistémico adoptado para este estudio, coincide con los esfuerzos globales para mejorar la eficiencia energética de los procesos industriales y minimizar las emisiones de gases de efecto invernadero, GEI, específicamente el dióxido de carbono equivalente o CO2eq. En este sentido vale la pena mencionar que ya se están difundiendo diversas metodologías de análisis de sostenibilidad que incorporan los indicadores seleccionados para este trabajo y de las que es preciso realizar un análisis previo.
METODOLOGIA IPCC, GUIAS de 2006
Estas guías, generadas por el Panel Intergubernamental de Cambio Climático (IPCC por sus siglas en inglés) han sido desarrolladas para poder elaborar inventarios nacionales de gases de efecto invernadero, su factor limitante en nuestro estudio, es que realiza un enfoque nacional donde cada industria reporta sus emisiones de GEI, teniendo como criterio los límites del sistema productivo, esto con la intención de no duplicar los valores obtenidos, por cuanto toda emisión se le contabiliza a un sector productivo especifico de acuerdo con la siguiente clasificación: Energía, Procesos Industriales y Uso de Productos, Agricultura, Bosques y otros usos de la Tierra, Residuos.
En el caso del análisis del proceso industrial del cemento se manejan tres niveles metodológicos para la determinación de las emisiones:
NIVEL 1: Las emisiones se basan en estimados de producción de Clinker que se infieren a partir de datos de producción de cemento, corrigiéndolas por datos de importación y exportación de Clinker.
NIVEL 2: Las emisiones son estimadas directamente de datos de producción de Clinker y se aplica un factor de emisión nacional o uno por defecto, si este no existe. Se corrige por la cantidad generada de polvo de horno, conocida como CKD por sus siglas en ingles.
NIVEL 3: Las emisiones se calculan a partir de pesos y composiciones de los carbonatos que ingresan en las materias primas y los combustibles, los factores de emisión de los carbonatos y la fracción de calcinación lograda. También se corrige por CKD.
METODOLOGIA WBCSD/CSI, GUIAS 2011
Estas guías de desempeño energético y de CO2 promulgadas para el sector de cemento, han sido desarrolladas por el Concilio Mundial de Negocios para el Desarrollo Sostenible, conocido como WBCSD por sus siglas en ingles. Su enfoque hacia el sector del cemento incorpora la metodología propuesta en la guías IPCC, e incluye una hoja de cálculo, que permite calcular indicadores energéticos y de desempeño para fábricas de cemento, de tal manera que facilita la elaboración de informes de sostenibilidad y contiene la siguiente información: Información general de planta, límites de inventario que considera las principales etapas del proceso, producción de cemento y Clinker, consumo de combustible en sitios diferentes al horno, balance de potencia y uso de calor residual, emisiones directas de CO2, emisiones indirectas de CO2, CO2 de biomasa, indicadores de desempeño, información detallada de combustibles no usados en el horno, que incluye consumo energético y emisiones de CO2.
El enfoque nuevamente al igual que en las guías IPCC es sectorial para el cemento.
Para los materiales diferentes al cemento ocurre el mismo efecto en cuanto al alcance de las metodologías, éstos son sectoriales, no trascienden los límites del proceso. La información secundaria disponible para el ámbito nacional, (Grupo de Cálculo UIS‐IDEAM), no contabiliza la energía y emisiones asociadas a materia prima/insumos que atraviesan las fronteras de proceso. En conclusión, aunque existe información para los materiales y procesos estudiados se debe sumar la energía y emisiones asociadas a la extracción de materia prima e insumos que no se procesen en la misma planta productora dado que los indicadores no los incluye.
IV.4.3. ANÁLISIS ENERGÉTICO DEL CICLO DE VIDA
IV.4.3.1. EXTRACCIÓN Y PRODUCCIÓN
Previa revisión de diferentes procesos con base en la literatura disponible y los conocimientos que sobre ellos tiene el grupo de profesionales de ECOINGENIERÍA, se definieron los diagramas de flujo de cada proceso identificando sus respectivas operaciones unitarias. Los diagramas y balances de cada proceso se encuentran en los anexos correspondientes a cada material. Ver Anexo 4 (diagramas de flujo y procesos).
La información levantada para cada proceso es la siguiente:
Diagrama de flujo Identificación de los principales flujos de masa y energía en el proceso Base de cálculo: Tonelada de producto terminado de cada material estudiado Maquinaria involucrada N° de motores, sus potencias y consumos energéticos requeridos Balances de materia y energía. Materia prima‐insumos por tonelada de producto
terminado Emisiones CO2
En la determinación de los consumos energéticos por unidad de masa y en la determinación de los GEI, se usó información primaria suministrada por el productor y/o distribuidor local (ver Tabla 18), e información secundaria nacional e internacional, las bases de datos Internacionales BEES, los protocolos establecidos en las guías metodológicas por el IPCC en 2006, y las guías del WBCSD/CSI del 2011 (ver Tabla 19).
Los datos obtenidos de los diferentes procesos productivos de los materiales de estudio fueron comparados con los generados por el programa de simulación de procesos SUPERPRO Designer V8.5 (Ver anexo 5), esta comparación se hizo con el objetivo de determinar algún tipo de desviación en las relaciones de flujos y balances de materia de las fronteras de proceso de los materiales de estudio. También se empleó la metodología estadística de la Sociedad Americana de Calidad usando la herramienta “ASQ control chart”, cuando no se dispuso de un valor promedio de la variable requerida y fue necesario procesar un conjunto de datos.
IV.4.3.2. DISTRIBUCIÓN
Para el análisis energético ambiental de la etapa de distribución, se consolidó la información de una empresa local de gestión de residuos para determinar la distancia promedio, en km, entre el sitio de producción de cada material analizado y el centroide municipal. Ver Anexo 3.
El consumo de combustible promedio, en galones de combustible/km por ton de material transportado, se determinó con datos suministrados por empresas locales de transporte las cuales tienen estandarizado un consumo promedio por Km‐carga de material, también se utilizó la referencia internacional del CICC (Comisión Interdepartamental de Cambio Climático ‐Cataluña 2011), para correlacionar el rendimiento del combustible por km recorrido en función del tipo de vehículo utilizado, esta información no está disponible a nivel nacional. La relación de energía por unidad de volumen en términos de kilojulios (KJ)/galón de combustible, se
determinó con datos de la empresa colombiana de Petróleos ECOPETROL “ficha técnica DIESEL‐ NTC Resolución 18 2087 de 17 de Diciembre de 2007/ASTM D‐975/NTC 1438/Ley 1205 de 2008/Resolución 1499 de 2011” y con la base en los indicadores del “Estudio de Factores de Emisión de los Combustibles Colombianos FECOC GN”.
Para la determinación de las emisiones GEI de fuentes móviles, se usaron datos del Centro de Diagnóstico Automotor, Organismo Evaluador de la Conformidad, OEC, autorizado por el Organismo Nacional de Acreditación, ONAC, como institución de tercera parte para la ejecución de ensayos de medición de emisiones de CO2 y evaluación del cumplimiento de la norma de emisiones de fuentes móviles a nivel nacional, las emisiones se expresan en ton equivalentes de CO2/galón de combustible.
Las relaciones anteriores sirvieron de base para determinar el consumo del combustible, en KJ/ton, y emisión de gases invernadero, en ton CO2/ton material, para cada una de las actividades de distribución. Los valores consolidados de consumos energéticos y emisiones asociadas a transporte se muestran en la Tabla 20.
Tabla 20. Datos de consumo de combustible DIESEL, emisiones y rendimiento en transporte de carga.
0,549 1,100
2,610 2,610
0,210 0,421
0,860 0,860
0,181 0,362
0,056 0,111
17,970 8,969
38,00
TIPO DE VEHÍCULO
P. Calorífero DIESEL MJ/Kg Diesel
Kg CO2 /Km
KgCO2/DIESEL
DIESEL/Km
DENSIDAD DIESEL Kg/l
kg DIESEL / Km
Gl DIESEL/km
km/Gl DIESEL
Kg CO2 /Km
KgCO2/l DIESEL
DIESEL/Km
DENSIDAD DIESEL Kg/l
kg DIESEL / Km
Gl DIESEL/km
km/Gl DIESEL
RÍGIDO MAYOR DE 14‐20 TON ARTICULADO MAYOR DE 52 TON
‐ Guía práctica para el cálculo de emisiones de gases de efecto invernadero. CICC
Comisión Interdepartamental del Cambio Climático Cataluña/ marzo 2011.
‐ Cálculo de los factores de emisión. Estudio FECOC, Factores de Emisión de
Combustibles Colombianos.
DATOS DE REFERENCIA DE CONSUMOS ENERGÉTICOS Y EMISIONES POR
TRANSPORTE
IV.4.3.3. CONSUMO DE ENERGÍA PARA UTILIZAR LOS PRODUCTOS EN LA OBRA. CONSUMO DE ENERGÍA EN LA DISPOSICIÓN DE ESCOMBROS
Las actividades de consumo de energía para utilizar los productos en obra, se expresaron en términos de kilojulios/kg de material y kg CO2/kg material. La información primaria fue tomada de varias constructoras locales. Como información secundaria se usó la base de datos BEES del NIST de Estados Unidos que contiene indicadores de consumo energético (CEFU, EEU) y de emisiones (CO2UP) del ciclo de vida de varios productos usados en la construcción de viviendas.
Para la actividad de disposición de escombros, se usó información primaria de las empresas locales que realizan la gestión de los residuos en la ciudad consistente en: % reciclado de cada
material, información de consumos energéticos en que incurre el reciclador y emisión de gases invernadero durante la descomposición del material.
Con las metodologías citadas, los recursos de información primaria y secundaria descritos, se ejecutó la acción 1 en el orden que sigue:
Identificar las actividades de proceso e información asociada al ciclo de vida de cada material seleccionado en la ACCION 1 de la ACTIVIDAD 1, teniendo en cuenta criterios del volumen de uso en los tipos de vivienda seleccionados, su efecto en el costo de la vivienda, y su localización.
Establecer mediante algunas de las siguientes técnicas: balances de masa y energía (Aplicación de SUPERPRO Designer V8.5), datos suministrados por las empresas, los consumos energéticos y CO2 emitidos por unidad de producción requeridos para determinar (ETOTAL y CO2UT).
Establecer la unidad de producto para cada material, sea ésta en términos de masa, área, volumen, u otra característica particular y trasladar esta información en términos de consumo energético por unidad de producto.
Determinar el sitio más probable de producción de cada material y calcular el costo de la energía requerida para transportarlo hasta el sitio de aplicación en la ciudad de Cali. Ver anexo 3, “Cuadro Centroide y detalle de las rutas de transporte de productos. Centroide de Cali”.
Determinar el costo energético de cada material hasta incorporarlo en la edificación.
Determinar el costo energético de la disposición y/o el reciclaje de cada material, de tal manera que se establezca la diferencia de uso entre un material convencional y uno reciclado.
Integrar los datos obtenidos para obtener el consumo energético por unidad de producto durante el ciclo de vida de cada material seleccionado.
Revisión de los datos obtenidos para compararlos con datos nacionales e internacionales
Para cada uno de los materiales mencionados se ha trabajado el diagrama del proceso y el balance de masa y energía, lo que permitió determinar el consumo de energía en su producción, así como su participación ambiental en los GEI. Ver anexo 4, anexo 5 y anexo 6.
Con base en el consumo energético obtenido de los balances de masa y energía de los procesos definidos para cada producto de construcción hallado, se calculó la huella de carbono de cada producto empleado y de cada sistema constructivo.
IV.4.4. DESCRIPCIÓN Y ANÁLISIS ENERGÉTICO DE LOS PROCESOS PRODUCTIVOS DE LOS MATERIALES MÁS USADOS POR PESO EN LA CONSTRUCCIÓN DE VIVIENDA, SE INCLUYEN LOS ECOMATERIALES
IV.4.4.1. LADRILLOS
Consumo de carbón en chircales y ladrilleras
El carbón es uno de los principales combustible para casi todas las instalaciones industriales. Cabe resaltar que la región Suroccidente tiene, en promedio, el proceso de combustión más ineficiente del país, debido a que su carbón es de calidad inferior. La Tabla 21 presenta el consumo de carbón según sea la tecnología de producción utilizada.
Tabla 21. Consumo de carbón en tecnología utilizada.
TIPO DE TECNOLOGÍA ton PRODUCTO/ton CARBÓN
Chircal artesanal 6
Chircal mecanizado 16
Ladrillera pequeña 16
Ladrillera mediana 21
Fuente: Universidad de la Sabana. “Ventanilla ambiental: Manual de criterios y metodologías para la formulación de metas ambientales”, representación a nivel
nacional (año 2005).
Consumo de energía en chircales y ladrilleras (Ver Tabla 22).
Tabla 22. Consumo de Energía en Tecnología utilizada.
TIPO DE TECNOLOGÍA CONSUMO (kW/hora) PROMEDIO (kW/hora)
Chircal mecanizado 100 – 30.000 8.500
Ladrillera pequeña 1000 – 40.000 20.300
Ladrillera mediana 18.000 – 68.000 46.000
Fuente: Universidad de la Sabana. “Ventanilla ambiental: Manual de criterios y metodologías para la formulación de metas ambientales”, datos de empresas nacionales, (2005).
La Tabla 23 muestra de forma más detallada las emisiones contaminantes generadas a partir del proceso de transformación de la arcilla en la industria ladrillera.
Tabla 23. Emisión de material particulado.
Tipo de Tecnología Producción (Ton/mes) Factor Emisión mp (kg/Ton) Emisión (kg/Hora) Norma(kg/hr)
Chircal mecanizado 213 0.9 0.266 4.76
Ladrillera pequeña 650 0.9 0.813 7.66
Fuente: Universidad de la Sabana. “Ventanilla ambiental: Manual de criterios y metodologías para la formulación de metas ambientales” datos de empresas nacionales, (2005).
El material particulado está compuesto por cenizas e inquemados, y son las partículas menores
de 10 m, las respirables y responsables de los efectos adversos a la salud humana. La
Tabla 24. Emisión de Dióxido de Azufre (SO2).
Tipo de Tecnología Producción (Ton/mes) Factor Emisión SO2 (kg/Ton) Emisión SO2 (kg/hr)
Chircal mecanizado 213 0.6 0.177
Ladrillera pequeña 650 0.6 0.542
Ladrillera grande 2000 0.6 1.667
Fuente: Universidad de la Sabana. “Ventanilla ambiental: Manual de criterios y metodologías para la formulación de metas ambientales” datos de empresas nacionales, (2005)
El Dióxido de Azufre es producido por la reacción entre el aire de la combustión y el Azufre contenido en el combustible, contribuyendo a la formación de lluvia ácida, acidificando aguas superficiales y suelos, de esta forma produciendo corrosión de las estructuras metálicas. La Tabla 25 presenta las emisiones de NOx.
Tabla 25. Emisión de óxidos de Nitrógeno.
Tipo de Tecnología Producción (Ton/mes) Factor Emisión NOx (kg/Ton) Emisión NOx (kg/hr)
Chircal mecanizado 213 0.26 0.077
Ladrillera pequeña 650 0.26 0.235
Ladrillera grande 2000 0.26 0.722
Fuente: Universidad de la Sabana. “Ventanilla ambiental: Manual de criterios y metodologías para la formulación de metas ambientales” datos de empresas nacionales, (2005)
Los óxidos de Nitrógeno son producidos por la reacción entre el Nitrógeno presente en el aire y en el combustible y el oxígeno del aire. Estos son generadores del smog fotoquímico, el cual causa enfermedades respiratorias e irritaciones. La Tabla 26 presenta las emisiones de CO.
Tabla 26. Emisión de Monóxido de Carbono (CO).
Tipo de Tecnología Producción (Ton/mes) Factor Emisión CO (kg/Ton) Emisión CO (kg/hr)
Chircal mecanizado 213 0.4 0.118
Ladrillera pequeña 650 0.4 0.361
Ladrillera grande 2000 0.4 1.111
Fuente: Universidad de la Sabana. “Ventanilla ambiental: Manual de criterios y metodologías para la formulación de metas ambientales” datos de empresas nacionales, (2005)
El Monóxido de Carbono es el producto de la combustión incompleta, es tóxico y se absorbe por los pulmones. La Tabla 27 presenta las emisiones de CO2.
Tabla 27. Emisión de dióxido de carbono (CO2).
Tipo de Tecnología Producción (Ton/mes) Factor Emisión CO2 (kg/Ton) Emisión CO2 (kg/hr)
Chircal mecanizado 213 150 44.27
Ladrillera pequeña 650 150 135.42
Ladrillera grande 2000 150 416.67
Fuente: Universidad de la Sabana. “Ventanilla ambiental: Manual de criterios y metodologías para la formulación de metas ambientales” datos de empresas nacionales, (2005)
A continuación se presenta la relación de las actividades y los impactos para el recurso aire en el proceso de transformación de la arcilla (ver Tabla 28).
Tabla 28. Relación de actividades e impactos para el recurso aire, en el proceso de transformación de la arcilla.
Parte del Proceso Actividades Gran Industria Mediana Industria Pequeña Industria
Preparación de Arcillas
Empuje Material Particulado.
Emisión de Gases. Ruido Material Particulado.
Emisión de Gases. Ruido Material Particulado.
Emisión de Gases. Ruido
Dosificación
Trituración Material Particulado.
Emisión de Gases. Ruido Material Particulado.
Emisión de Gases. Ruido Material Particulado.
Emisión de Gases. Ruido
Trituración Por Vía Húmeda
Emisión de Gases. Ruido Emisión de Gases. Ruido Emisión de Gases. Ruido
Trituración Por Vía Seca
Material Particulado. Emisión de Gases. Ruido
Material Particulado. Emisión de Gases. Ruido
Material Particulado. Emisión de Gases. Ruido
Moldeo
Humectación
Mezcla Ruido Ruido Ruido
Transporte Emisión de Gases. Ruido Emisión de Gases. Ruido Emisión de Gases. Ruido
Extrusión Ruido Ruido Ruido
Prensado Ruido Ruido Ruido
Secado
Carga Ruido Ruido Ruido
Traslado Ruido Ruido Ruido
Secado Ruido Ruido Emisión De Gases
Cocción
Carga Ruido Ruido Ruido
Transporte Emisión de Gases. Ruido Emisión de Gases. Ruido Emisión de Gases. Ruido
Cocción Emisión de Gases. Ruido Emisión de Gases. Ruido Material particulado.
Emisión de Gases. Ruido
Operaciones Auxiliares
Operaciones Auxiliares
Material particulado. Emisión de Gases. Ruido
Material particulado. Emisión de Gases. Ruido
Material particulado. Emisión de Gases. Ruido
Fuente: Asociación Nacional de Fabricantes de Ladrillo y Derivados de la Arcilla ‐ ANFALIT. “Guía minero ambiental de arcillas aplicadas a la Industria Ladrillera.” (2005)
Además, de los impactos ambientales previamente mencionados, el 100% de las productoras de materiales de construcción genera contaminación visual y acústica, siendo este proceso no solo contaminante a causa de emisiones de material particulados y gases, sino también por otros factores que afectan directamente a la comunidad.
Con esto, se puede evidenciar que el sistema actualmente utilizado para fabricar los materiales de construcción, no es el más adecuado para la sociedad desde el punto de vista económico y ambiental. Por tal motivo, es de vital importancia buscar nuevas alternativas para la fabricación de este tipo de materiales, los cuales brinden beneficios económicos y ambientales.
IV.4.4.2. MOVIMIENTO DE TIERRA
Este ítem se incluyó dada la importancia que adquieren las excavaciones de las cimentaciones de las edificaciones y luego, lo correspondiente al relleno de las mismas, la nivelación con tierra y la disposición del material no utilizado. En todo este tema la participación de la tierra fluctúa entre el 3 y el 15% de los materiales en la obra, según sea el tipo de sistema constructivo empleado.
Una constructora importante, que actualmente construye casas de 225 m2 para estratos 5 – 6, suministró información acerca del volumen del movimiento de tierra en los dos últimos años, tal como se muestra en la Tabla 29. El proyecto total es de 350 casas y están iniciando la 4a etapa. Esta cantidad preocupa al constructor pues este material hay que disponerlo en una escombrera y pagar los costos de excavación, carga, transporte y disposición certificada. El costo de disposición es de $ 1’480.000/casa. A éste hay que añadirle el costo de la maquinaria para la excavación, el cargue y descargue. También, toda esta actividad tiene una huella de carbono asociada. Esta información es propia de cada obra y depende de la topografía del terreno, así como del estudio de suelos, del tipo de estructura a construir ‐ casas o edificios ‐ y del enfoque geotécnico.
Tabla 29. Movimiento de tierra para una obra de casas estrato 5 – 6.
Volumen de tierra de excavación m3/casa
Volumen de nivelación 7,0
Volumen de vigas de cimentación 4,0
Nivelación de área de hamacas 1,5
Nivelación zonas verdes 2,0
Excavación de alcantarillado y cámaras de concreto 10,0
Excavaciones por vías 20,0
Excavación de terrazas 14,2
TOTAL 58,7
Fuente: Datos de una constructora, consultoría de ECOINGENIERÍA
IV.4.4.3. CEMENTO
El cemento comercializado actualmente en la ciudad de Cali proviene principalmente de la fábrica de Cementos ARGOS en yumbo, se tomó como información primaria, los datos del informe de sostenibilidad de los años 2009, 2010 y 2011 de esta empresa, incorporando ésta a los análisis descritos en la metodología. La Tabla 30 presenta los indicadores obtenidos para la fabricación del cemento:
Tabla 30. Indicadores de huella de carbón y GEI en la producción del cemento portland
INDICADORES DE
EFICIENCIA
ENER
GÉTICA
4.073,16
Calculado a partir de la información contenida en el Reporte de Sostenibilidad de ARGOS 2009 para la planta de Yumbo
694,43
Calculados a partir del procesamiento de información realizado en la actividad 1, usando el indicador anterior.
1.130,06
Se usan las relaciones masa por área de los sistemas constructivos establecidos por el DANE.
INDICADO
RES
AMBIENT
ALES
0,856
Dato del Reporte de Sostenibilidad de ARGOS 2009 para la planta de Yumbo
0,597
Calculado a partir de la información contenida en el Reporte de Sostenibilidad de ARGOS 2009 para la planta de Yumbo
5,07
Calculado a partir de la información contenida en el Reporte de Sostenibilidad de ARGOS 2009 para la planta de Yumbo
Aspectos Energéticos de la Producción de Cemento Portland
La industria del cemento, junto con la siderúrgica, la química, la refinación de petróleo y la producción de papel, está entre los cinco sub‐sectores industriales mayores consumidores de energía a escala mundial, que son a su vez, responsables del consumo del 50% de energía primaria, y del 53% de las emisiones de dióxido de carbono asociadas (37). En específico se reporta que la industria del cemento, a escala mundial, tiene el 2% del consumo global de energía, y el 5% del consumo global de energía industrial. (38)
El proceso de producción de cemento demanda grandes cantidades de energía, básicamente en la combustión de las materias primas en el horno y en la molienda, para reducir hasta polvo el Clinker. Aunque el requerimiento mínimo teórico de energía del proceso es de 1.75 ± 0.1 MJ/kg de cemento producido, se estima que la producción de 1 kg de Clinker requiere, de forma efectiva, entre 3.2 y 6 MJ de energía térmica, en dependencia del tipo de proceso utilizado. El consumo eléctrico de la producción de 1 ton de Clinker se estima entre 90 y 120 kW/h (39). El promedio de consumo mundial es de 4.8 MJ/kg de cemento.
Las regiones con más consumo son: Europa Oriental y la antigua Unión Soviética (5.5 MJ/kg), Norteamérica (5.4 MJ/kg) y el Medio Oriente (5.1 MJ/kg).
Emisiones de gases de efecto invernadero
Gran parte del CO2 se produce durante la descomposición de la piedra caliza para formar óxido de calcio (CaO) en el proceso de producción de Clinker, y otra parte considerable, se origina de forma directa, al quemar el combustible en el horno rotatorio, y de forma indirecta en el combustible utilizado para generar la energía eléctrica usada para el molido del Clinker. (40)
El promedio mundial de emisiones varía entre 0.81 – 0.89 Kg. de CO2 por kg de cemento Portland producido. Existen grandes diferencias entre las emisiones reportadas en diferentes países y regiones, que dependen de: a) las características del proceso productivo, b) el contenido de Clinker en el cemento, c) la eficiencia energética en la fase de calcinación, y d) las diferencias en el contenido de carbono en los combustibles fósiles empleados. (41) Este valor se cuestiona, porque la información tratada incluyendo no sólo el consumo en el proceso, sino también involucrando la energía gastada en la extracción de las materias primas, el transporte
37 Price Lyan, Worrel Ernst, Phylipsen Dian. Energy Use and Carbon Dioxide Emissions in Energy‐Intensive Industries in Key
developing Countries. Proceedings of the 1990 Earth Technologies Forum, Washington, DC, September 27‐29, 1999. 38 Hendriks C.A, et al: Emission reduction of greenhouse gases from the cement industry. Fourth International Conference on
Greenhouse Gas Control Technologies. Interlaken, August 30‐September 2, 1998. 39 Ruskulis, O. Portland cement or alternative cement: a question of energy. Revista BASIN NEWS, No. 6, Julio 1993.
40 Frédéric Davidovits, Joseph Davidovits, Up to 80% reduction of CO2 Greenhouse Gas emission during cement manufacture.
Publicado en la World Wide Web. 41 Vanderley M. John. On the sustainability of the Concrete. Extended version of the paper commissioned by UNEP Journal
Industry and Environment. 2002.
de las mismas a planta, el gasto en la distribución, el cual tiene muchas veces hasta 3 intermediarios para llegar a las obras, hace que el valor obtenido sea mayor al que convencionalmente reportan los productores. En este trabajo se han utilizado datos reales y completos para evaluar energéticamente y en generación de GEI, la producción del cemento en Colombia que cuenta con tecnologías diversas.
Los principales emisores de CO2 se concentran en las llamadas “economías emergentes”, generalmente países en vías de desarrollo. En algunos, como China y la India, la mayor parte de la producción se realiza en hornos verticales de baja eficiencia, por lo que hay un alto potencial de reducción de emisiones, posible solo con mejorar (cambiar) el proceso productivo.
IV.4.4.4. LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN ALTERNATIVOS O ECOMATERIALES
¿QUÉ SON LOS ECOMATERIALES?
Materiales que por su origen y composición no afectan de manera total al medio ambiente. Pueden ser de origen natural o producidos por el hombre.
Su uso generalizado en el campo de la construcción, se inició formalmente hace unos de diez años, haciéndose cada vez más frecuentes las experiencias de buenas prácticas en su empleo de forma masiva en programas de construcción y conquistando un lugar en el mercado de muchos países, donde compiten con ventaja con materiales convencionales. La viabilidad técnico‐económica de los proyectos demuestra su sustentabilidad.
El cemento Portland, es hoy en día uno de los materiales más empleados en la vida moderna. Este material se fabrica en cerca de 150 países, principalmente en Asia, Europa y el Medio Oriente. Su uso universal en prácticamente todos los trabajos de la construcción, su costo relativamente bajo, la posibilidad de su producción industrial masiva y los buenos resultados obtenidos en sus aplicaciones, han sido la causa de que hoy en día este aglomerante haya desplazado a todos los que le antecedieron, que han quedado relegados a aplicaciones menores en trabajos de albañilería.
Sin embargo, aunque se le reconoce haber sido uno de los elementos que más ha contribuido al desarrollo de la humanidad, y hoy incluso se asocia con el nivel de desarrollo de un país, también ha resultado ser, de forma paradójica, uno de los principales responsables de la degradación ambiental del planeta, debido a que su proceso productivo, en lo fundamental, está montado sobre la base de la explotación intensiva de recursos no renovables (materias primas y combustibles), y se emiten en él significativos volúmenes de gases de efecto invernadero.
La producción de cemento mundial ha crecido de forma exponencial. Ésta alcanzó en el año 2002: 1.75x109 ton, con un crecimiento promedio anual del 3.5%, medido desde 1970. Estos
volúmenes de producción seguirán aumentando en los próximos años, con estimados de crecimiento entre el 120 al 180% para el año 2020. (42)
En los últimos años se han producido cambios en las zonas geográficas donde se realiza la producción de cemento Portland. Considerada en sus inicios como una producción de países industrializados, la misma se ha abierto paso en los países en vías de desarrollo, con crecimientos de más de un 55% entre 1999 y 2000, mientras que en los países desarrollados solo creció un 3%. Las razones son claras: los países en vías de desarrollo están en proceso de construir su infraestructura, y para esto necesitan inmensas cantidades de cemento Portland. Esto es también un resultado de la tendencia mundial de los países industrializados al desplazar las producciones contaminantes hacia los países en vías de desarrollo. Así por ejemplo, Colombia es un país exportador de Clinker y cemento en cantidades cercanas a 2’000.000 ton/año. Ver Tabla 31.
El alto consumo energético y los grandes volúmenes de emisiones de gases de efecto invernadero se convierten en amenazas a la sostenibilidad de la producción de este aglomerante en los próximos años. El sostenido incremento del precio de los combustibles
42 Vanderley M. John. “On the sustainability of the Concrete”. Extended version of the paper commissioned by UNEP Journal
Industry and Environment. 2002.
Tabla31.ExportacionesdeCementoenelMundo.Fuente:ICPCaño2006.
fósiles a corto plazo, el previsible reforzamiento a escala global de las políticas impositivas a productos o producciones que contribuyan al calentamiento global (impuestos ecológicos), harán que el incremento de costos de la producción llegue a niveles prohibitivos para la industria.
Las medidas principales tomadas para disminuir, o al menos detener el incremento de las emisiones de CO2 por la producción de cemento, pueden clasificarse en dos grandes grupos: a) Las orientadas a aumentar la eficiencia del proceso, disminuyendo el consumo de combustibles, y b) Las orientadas a extender el Clinker usando adiciones activas o inertes, que son añadidas en fábrica o a la hora de utilizar el cemento.
En general la contribución a la reducción del consumo energético y nivel actual de emisiones de la producción de cemento de cualquiera de las medidas explicadas es pequeña, en comparación con los incrementos de producción pronosticados. Según reportes actuales, entre 1987‐2005 la reducción del consumo específico de energía a partir de combustible será de un 20%.(43). Aunque la meta es sustituir hasta el 50% de los combustibles fósiles por alternativos, en términos prácticos se ha logrado solamente un 15% de sustitución (44). De igual forma, el uso de adiciones extensoras del Clinker apenas reporta disminuciones de un 22% en las emisiones de CO2. Las mejoras tecnológicas para aumentar la eficiencia avanzan, pero no con un ritmo tan dinámico, y dependen de las características específicas de la economía del país donde se realice la producción (45). Para poder mantener los niveles de consumo energético y emisiones del presente en 10 años, la industria del cemento necesita reducir las emisiones en más del 50%. Este reto implica, de forma inobjetable, un cambio de paradigmas en la producción y utilización del cemento Portland, que permita una adecuación a las exigencias ambientales actuales. Cualquier solución al problema pasa por la reducción del contenido de Clinker puro en los materiales aglomerantes.
Es posible pensar en diseñar concretos con menos participación del Clinker de cemento Portland, superando las propiedades de los actuales productos. Esto será posible a partir del acertado empleo de aditivos y adiciones, que compartirían el protagonismo del cemento Portland en el concreto. Específicamente, la utilización de grandes volúmenes de adición activa, combinada con agentes dispersantes de alto poder, parece ser una vía muy atractiva para mejorar el perfil ambiental de los concretos, pues permitiría de esta manera alcanzar reducciones significativas del consumo de cemento Portland en la fabricación del concreto. Desarrollar e implementar de forma práctica soluciones de este tipo puede convertirse en una prioridad máxima para la humanidad en los próximos años.
Desarrollar e implementar de forma práctica soluciones de este tipo puede convertirse en una prioridad máxima para la humanidad en los próximos años.
43 Sanjay Sinha. Mini‐cement. A review of the Indian experience. Intermediate Technology Publication. 1990. ISBN 1 85339 003 8.
44 Schmidt, M. Secondary Fuels and Raw Materials for Cement. Benefit for the environment and cost reduction. Presentado en el 5to Simposio Internacional de Estructuras, Geotecnia y Materiales de Construcción. Noviembre de 2002. Santa Clara. Cuba
45 Hendriks C.A, et al: Emission reduction of greenhouse gases from the cement industry. Fourth International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies. Interlaken, August 30‐September 2, 1998.
La hipótesis a formular sería: El paradigma para la producción de concretos o concretos en condiciones ecológicamente compatibles en el siglo XXI, necesariamente implica la sustitución de una parte considerable del Clinker de cemento Portland en los mismos, por adiciones minerales activas naturales o artificiales (residuos industriales). Su empleo contribuye a mejorar las propiedades mecánicas y durabilidad de estos materiales, a la vez que su perfil medio‐ambiental.
Este enfoque abre nuevas perspectivas a la industria de materiales de construcción, entre otras, la diversificación del mercado de aglomerantes y sus aplicaciones, a la vez que disminuye significativamente el impacto ambiental del uso tradicional de los aglomerantes de Clinker de cemento Portland. Este concepto es en principio aplicable en todos los escenarios de tecnología, desde la producción industrial masiva altamente tecnificada, hasta la producción local con tecnologías apropiadas vinculada a proyectos sociales de construcción de viviendas.
Con los eco‐materiales, cuya producto base serían los extensores de Clinker ‐ sustitutos parciales y totales del cemento portland ‐, es factible elaborar productos y formas específicas tales como gravas, arenas, estucos, concretos, morteros, ladrillos, tejas, bloques, adoquines, baldosas; teniendo como materias primas residuos sólidos industriales y escombros de construcción, cuya huella de carbón como materia prima es cero. Todos los procesos de fabricación se realizan con mínimo consumo de energía térmica (no hay hornos) y para el secado en general, se emplea la energía solar. Además, son procesos de bajo consumo de energía eléctrica.
Adelante, en algunos apartes se hará mención a productos tales como eco‐ladrillos, eco‐morteros, eco‐concretos, eco‐bloques, eco‐estucos, etc.; todos ellos por ser materiales compuestos, tienen la particularidad de contener entre sus materias primas o un eco‐cemento (producto compuesto por una adición de alta actividad obtenida de un residuo industrial o una ceniza volcánica con la dosis apropiada de cal de alta dispersión y un catalizador) o incluso un eco‐agregado conformado por partículas de arena y gravas obtenidas del procesamiento de uno o varios residuos sólidos como los escombros de construcción o residuos sólidos industriales no peligrosos. Es evidente que este conocimiento es propiedad exclusiva de ECOINGENIERIA y por ello no se hace una descripción más detallada de estos productos, sus contenidos y procesos.
En el Diagrama 4 y el Diagrama 5, se presenta la información de una planta de producción de eco‐materiales, en la cual se elaboran los productos mencionados y con los cuales se han construido casas, vías, senderos, edificios.
IV.5. DESCRIPCIÓN METODOLÓGICA DETALLADA, RESULTADOS Y ANÁLISIS DE LA ACTIVIDAD 2 – Acción 1 y 2
Acción 1: Estimar el consumo energético por unidad de producto de la producción de materiales identificados en el numeral 1 a partir de información secundaria y/o cualquier otro procedimiento debidamente validado.
Acción 2: Estimar la generación de emisiones de GEI por energético utilizado en los diferentes procesos productivos estudiados, preferiblemente asociado a la unidad de producto, de manera que se tenga una aproximación que permita valorar potenciales de reducción asociados.
Siguiendo la metodología descrita en el capítulo anterior se estimaron paralelamente los datos de consumo energético y de emisiones de CO2 de cada material. La información localizada por fuentes directas e indirectas fue ordenada según los indicadores energéticos y ambientales (46), citados en el capítulo anterior (ver glosario):
CEFU: CONSUMO ENERGÍA FÓSIL UNITARIA, MJ/ton de producto
EEU: ENERGÍA ELÉCTRICA UNITARIA, Kwh/ton de producto
EEUM: ENERGÍA ELÉCTRICA UNITARIA, MJ/ton de producto
ETOTAL: ENERGÍA TOTAL CONSUMIDA EN PROCESO, MJ/ton de producto (suma de EEUM+CEFU)
CO2UP: CO2 UNITARIO DEL PROCESO, ton CO2/ton producto
CO2UE: CO2 UNITARIO DE ELECTRICIDAD, ton CO2/ton producto
CO2UT: CO2 UNITARIO TOTAL EN PROCESO, ton CO2/ton producto (Suma de CO2UP + CO2UE)
Para sistematizar los valores totales ETOTAL y CO2UT se diseñó la hoja de cálculo: “CÁLCULO DE CONSUMOS ENERGÉTICOS Y EMISIONES DE MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN”. Ver Tabla 33 y Tabla 34.
Los parámetros y componentes de esta hoja de cálculo son:
Sección A. Nombre de material
Sección B. Consumo energéticos por extracción de materia prima
Sección B1. Consumos energéticos y emisiones de CO2 asociado a materia prima SIN extracción minera. Nombre de la materia prima FACTOR: (Tonelada de materia prima o insumo/ton producto terminado). Este
factor se obtiene del análisis de los balances de masa y energía.
46 Grupo de cálculo UIS‐IDEAM. CENTRO DE PRODUCCIÓN MÁS LIMPIA, www.teconologiaslimpias.org
Sección B2. Consumos energéticos y emisiones de CO2 asociados a materias primas de extracción minera (agregados, yeso, arcilla, caliza, arcillas, etc. Operaciones, demolición, movimiento de material, trituración y clasificación). Ver Anexo 6.
Sección C. Consumo energético y emisiones de CO2 en el proceso industrial asociada a los balances de materia y energía, flujos de emisión de CO2, y consumos energéticos de los equipos de planta. Ver Anexo 3.
Sección D. Consumos Energéticos y emisiones CO2 asociadas al transporte. Distancia (Km) al centroide: Distancia en km desde la planta de producción hasta el
centroide de la ciudad de Cali. Ver Anexo 4.
Sección E. Consumo energético y emisiones de CO2 Totales ETOTAL= ∑ ETOTALi CO2UT = ∑CO2UTi
Todos los indicadores están definidos en el glosario, los subíndices ubican estos indicadores según la sección a la que pertenecen como aparece en la Tabla 32.
Tabla 32. Subíndices de la tabla de consumos energéticos y emisiones de CO2 de materiales de construcción
SUBÍNDICE CORRESPONDENCIA
Mp materia prima
E extracción
P proceso industrial
T transporte
La Tabla 33 y la Tabla 34 muestran los consumos energéticos y emisiones de CO2 en los procesos de producción de los materiales de construcción, tanto convencionales como no convencionales.
Tabla 33. Consumo energético y emisiones de CO2 en producción de materiales de construcción. Parte A.
SECCIÓN A
ETOTALmpi CO2UTs ETOTALmp CO2UTmp CEFUe EEUe EEUMe ETOTALe CO2UPe CO2UEe CO2UTe CEFUp EEUp EEUMp ETOTALp CO2UPp CO2UEp CO2UTp CEFUt CO2Ut ETOTAL CO2UT
MJ/tonton
CO2/tonMJ/ton
ton
CO2/tonMJ/ton kWh/ton MJ/ton MJ/ton
ton
CO2/ton
ton
CO2/ton
ton
CO2/tonMJ/ton kWh/ton MJ/ton MJ/ton
ton
CO2/ton
ton
CO2/ton
ton
CO2/tonMJ/ton
ton
CO2/tonMJ/ton
ton
CO2/ton
AGUA 2 5 5 0,0085 0,0004 0,0089 5 0,0089
PVC Pelets Polietileno 1,00 1.004 1.004 63.000 557 2.005 65.005 7,0000 0,1587 7,1587 455 6.267 0,5005 72.276 7,6592
GUADUA 194 1.334 0,1065 1.334 0,1065
AGREGADOS GRUESOS 59,6 7,1 25,4 85,1 0,0005 0,0020 0,0025 13,4 92,1 0,0074 177,2 0,0098
AGREGADOS FINOS 282,1 33,4 120,4 402,5 0,0044 0,0095 0,0139 13,4 92,1 0,0074 494,6 0,0213
BASE 226,4 1,6 5,8 232,1 0,0051 0,0005 0,0056 13,4 92,1 0,0074 324,2 0,0129
SUB BASE 202,1 2,2 8,0 210,2 0,0026 0,0006 0,0032 13,4 92,1 0,0074 302,3 0,0106
ARENA DE RÍO 18 122 0,0097 121,7 0,0097
LADRILLO‐TEJAS ARCILLA 2.230 53 190 2.420 0,2015 0,0151 0,2165 48 329 0,0263 2.750 0,2428
AZULEJOS, BALDOSAS 548 82 295 843 0,7800 0,0234 0,8034 48 329 0,0263 1.172 0,8297
ACERO, SEMIINTEGRAL 8.500 700 2.520 11.020 2,5000 0,1994 2,6994 9 63 0,0051 11.083 2,7045
COBRE 40.000 16.006 57.622 97.622 4,0000 4,5601 8,5601 112 770 0,0615 98.391 8,6216
CAL Caliza 2,10 282,1 33,4 120,4 845,3 0,0012 0,0095 0,0225 6.500 18 65 6.565 0,7500 0,0051 0,7551 38 260 0,0208 7.670 0,7984
Caliza 1,14 282,1 33,4 120,4 458,9 0,0012 0,0095 0,0122
Arcilla 0,16 106,8 0,0 0,0 17,1 0,0015 0,000 0,0002
Mineral de
Hierro0,05 106,8 0,0 0,0 5,3 0,0015 0,000 0,0001
Yeso mineral 0,05 106,8 0,0 0,0 5,3 0,0015 0,000 0,0001
Caliza 1,14 165 33,40 120 325 0,0012 0,0095 0,0122
Arcilla 0,18 63 0,00 0 11 0,0015 0,0000 0,0003
Mineral de
Hierro0,08 63 0,00 0 5 0,0015 0,0000 0,0001
Yeso mineral 0,06 63 0,00 0 4 0,0015 0,0000 0,0001
11.062
7.506 1,0955
1,1848CEMENTO VÍA HUMEDA 9.709 207 744 10.453 1,1526 18 122 0,01961,0937
TABLA DE CONSUMOS ENERGÉTICOS Y EMISIONES DE CO2 DE MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN
MATERIAL
CONSUMOS ENERGÉTICOS POR EXTRACCIÓN Y MATERIA PRIMA
CONSUMOS ENERGETICOS Y EMISIONES DE CO2
EN EL PROCESO INDUSTRIAL
CONSUMO ENERGÉTICO Y
EMISIONES DE CO2
ASOCIADAS AL TRANSPORTE
PARA DISTRIBUCIÓN DE
PRODUCTO TERMINADO Y
ESCOMBROS
TOTALES
ENERGÉTICOS
Y EMISIONES
CO2
B‐1 CONSUMOS ENERGÉTICOS Y EMISIONES DE CO2 ASOCIADO
A MATERIA PRIMA SIN EXTRACIÓN MINERA
B‐2 CONSUMOS ENERGÉTICOS Y EMISIONES DE CO2
ASOCIADO A MATERIA PRIMA DE EXTRACCIÓN MINERA
Materia PrimaFACTOR
(mp/ton
material)
Distancia
Km al
centroide
CEMENTO VÍA SECA 6.146 248 892 7.038 1,0057
0,0589
1220,0706 1,0763 18 0,0065
SECCIÓN B SECCIÓN C SECCIÓN D SECCIÓN E
SECCIÓN A
ETOTALmpi CO2UTs ETOTALmp CO2UTmp CEFUe EEUe EEUMe ETOTALe CO2UPe CO2UEe CO2UTe CEFUp EEUp EEUMp ETOTALp CO2UPp CO2UEp CO2UTp CEFUt CO2Ut ETOTAL CO2UT
MJ/tonton
CO2/tonMJ/ton
ton
CO2/tonMJ/ton kWh/ton MJ/ton MJ/ton
ton
CO2/ton
ton
CO2/ton
ton
CO2/tonMJ/ton kWh/ton MJ/ton MJ/ton
ton
CO2/ton
ton
CO2/ton
ton
CO2/tonMJ/ton
ton
CO2/tonMJ/ton
ton
CO2/ton
YESO ESTUCO QUÍMICO Yeso químico 1,70 0 0,00 0 0 0,0000 0,0000 0,0000 897 22 79 977 0,1938 0,0063 0,2001 15 104 0,0027 1.080 0,2028
YESO ESTUCO Yeso mineral 1,74 63 0,00 0 109 0,0015 0,0000 0,0026 897 22 79 977 0,1938 0,0063 0,2001 15 104 0,0027 1.190 0,2054
PINTURAS 0 1.419 5.108 5.108 0,0000 0,4043 0,4043 20 138 0,0036 5.247 0,4079
MADERAS 500
Cemento 0,76 0 0,0000 0 0,0000 0 0,00 0 0 0,0000 0,0000
Asbesto 0,11 0 0,0000 0 0,0000 165 33,44 120 200 0,0012 0,0095 0,0075Carbonado de Sodio 0,70 11.400 0,0000 7.980 0,0000 0 0,00 0 0 0,0000 0,0000 0,0000
Cartón 0,04 0 0,0000 0 0,0000 0 0,00 0 0 0,0000 0,0000 0,0000
Arena 0,33 2.750 0,2428 907 0,0801Arcilla (Feldespato) 0,07 0 0,0000 0 0,0000
Caliza 0,11 325 0,0122 36 0,0013
ADICIÓN‐K ECOLÓGICA869 413 1.488 2.357 0,0000 0,1178 0,1178
38 260 0,0068 2.617 0,1246
Adición K Ecológica 0,73 2.617 0,1246 1.903 0,0906
Cal 0,24 0 0,0000 0 0,0000
Cemento 0,05 0 0,0000 0 0,0000
Ecocemento 0,05 3.651 0,2105 168 0,0097
LADRILLOS ECOLÓGICOS Ecocemento 0,18 3.651 0,2105 670 0,0386 0 36 130 130 0,0000 0,0103 0,0103 38 260 0,0068 1.059 0,0557AGREGADOS ECOLÓGICOS
(GRUESOS Y FINOS)3,65 13 13 0,0000 0,0010 0,0010 0 0,0000 13 0,001
0,0518
1.292 0,0849
3.651 0,2105
8.863
TOTALES
ENERGÉTICOS
Y EMISIONES
CO2MATERIAL
CONSUMOS ENERGÉTICOS POR EXTRACCIÓN Y MATERIA PRIMA
CONSUMOS ENERGETICOS Y EMISIONES DE CO2
EN EL PROCESO INDUSTRIALB‐1 CONSUMOS ENERGÉTICOS Y EMISIONES DE CO2 ASOCIADO
A MATERIA PRIMA SIN EXTRACIÓN MINERA
B‐2 CONSUMOS ENERGÉTICOS Y EMISIONES DE CO2
ASOCIADO A MATERIA PRIMA DE EXTRACCIÓN MINERA
Materia Prima
FACTOR
(mp/ton
material)
TABLA DE CONSOLIDADOS DE CONSUMOS ENERGÉTICOS Y EMISIONES DE CO2 DE MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN
410 561 0,0086 0,0325
0,00 0,0000 13.882
CONSUMO ENERGÉTICO Y
EMISIONES DE CO2
ASOCIADAS AL TRANSPORTE
PARA DISTRIBUCIÓN DE
PRODUCTO TERMINADO Y
ESCOMBROS
Distancia
Km al
centroide
VIDRIO PLANO 0 0,00 0,00 0,00 0,00
TEJA FIBROCEMENTO 151 114
520 7.162 0,1885
0,0411 18
20.846
122 0,0032
0 413 1.488 1.488 0,0000 0,1178 0,1178
1,0380 0,5511 1,5891
0,0068
38 260 0,0021
BLOQUES ECOLÓGICOS 0 240 865 865 0,0000 0,0684 0,0684 38 260
SECCIÓN B SECCIÓN C SECCIÓN D SECCIÓN E
1.934 6.964 28.952 1,8591
ECO CEMENTO
Tabla 34. Consumo energético y emisiones de CO2 en producción de materiales de construcción. Parte B.
IV.5.1. CONSUMOS ENERGÉTICOS Y EMISIÓN DE CO2 DE CADA SISTEMA CONSTRUCTIVO
Cada sistema constructivo analizado y evaluado en cuanto a los materiales que los componen, mostró que en general se emplean materiales similares o de la misma familia, pero con una participación distinta en la cantidad en que se involucran con la edificación. Con la información procesada anteriormente en cuanto a indicadores de eficiencia energética y huella de carbono y conocida la participación de cada uno de los materiales en kg/m2 según el sistema constructivo, se planteó el modelo de cálculo que se presenta a continuación.
Para estimar el consumo energético y la emisión de CO2 de cada sistema constructivo se utilizaron las siguientes ecuaciones y se parecían en las siguientes tablas:
IV.5.1.1. Consumos energéticos y emisión de CO2 para el sistema constructivo industrializado (ver Tabla 35 y Gráfica 12).
Tabla 35. Análisis consumo energético (MJ) y emisión de CO2 en el sistema industrializado en Cali 2011
1 AGREGADOS TRITURADOS 536,50 42,44%151.737,99 177,2 0,0098 26.882.338 1.494,46
2 ARENA DE RIO 440,91 34,87% 124.701,42 121,7 0,0097 15.172.550 1.211,76
3 CEMENTO GRIS 160,90 12,73% 45.506,71 10.350,8 1,1669 471.030.880 53.102,93
5 ROCA MUERTA ‐ TIERRA EXCAVACIÓN 40,60 3,21% 11.482,15 302,3 0,0106 3.470.820 121,63
4 CERÁMICA COCIDA 43,93 3,47% 12.425,30 2.749,6 0,2428 34.164.712 3.017,09
6 ACERO 29,51 2,33% 8.345,04 11.083,2 2,7045 92.490.085 22.569,00
7 MADERA 5,42 0,43% 1.533,98 500,0 0,0000 766.989 ‐
8 TEJA FIBROCEMENTO 3,11 0,25% 880,01 8.863,1 0,0518 7.799.560 45,60
9 PVC 2,35 0,19% 664,62 72.276,0 7,6592 48.036.130 5.090,46
10 COBRE 0,38 0,03% 108,00 98.391,5 8,6216 10.626.231 931,13
11 CEMENTO BLANCO 0,34 0,03% 97,16 10.350,8 1,1669 1.005.657 113,38
12 PINTURAS 0,32 0,03% 90,18 5.246,6 0,4079 473.154 36,79
1.264,28 100,00% 357.572,56 711.919.106 87.734,22
2.517 0,31020
TON CO2 2011
Consumo
Energético
proceso (MJ/Ton)
Consumo
Energético 2011
(MJ)
CO2/TonPROMEDIO MATERIAL CONSTITUTIVO BASE kg/m2 %
Cantidad m2
construídos 2011
‐ CALI (DANE)
Cantidad material
consumido año
2011 (Ton)
282.827
TOTALES
ANÁLISIS CONSUMO ENERGÉTICO (MJ) Y EMISIÓN DE CO2 ‐ SISTEMA INDUSTRIALIZADO ‐ CONCRETO CALI 2011
VIVIENDA ‐ SISTEMA INDUSTRIALIZADO ‐ CONCRETO
VALOR EQUIVALENTE POR m2
SECCIÓN A. CONSUMO ENERGÉTICO DE MATERIALES
El material con mayor consumo energético en el sistema de vivienda industrializado, fue el cemento gris con 471.030 GJ y las emisiones que CO2 fueron de 53.103 toneladas.
El consumo de energía por m2 construido fue de 2.517 MJ y las emisiones de CO2 por m2 fueron
de 0,31 toneladas.
CEMENTO GRIS, 66,16%
ACERO, 12,99%
PVC, 6,75%
CERÁMICA COCIDA, 4,80%
AGREGADOS TRITURADOS, 3,78%
ARENA DE RIO, 2,13%
COBRE, 1,49%
TEJA FIBROCEMENTO,
1,10%
ROCA MUERTA ‐TIERRA
EXCAVACIÓN,
0,49%
CEMENTO BLANCO, 0,14%
MADERA, 0,11%
PINTURAS, 0,07%
Distribución porcentual en el consumo energéticoSistema Industrializado ‐ Concreto en Cali 2011 ‐ (MJ)
CEMENTO GRIS, 60,53%
ACERO, 25,72%
PVC, 5,80%
CERÁMICA COCIDA, 3,44%
AGREGADOS TRITURADOS,
1,70%
ARENA DE RIO, 1,38%
COBRE, 1,06%
ROCA MUERTA ‐TIERRA
EXCAVACIÓN, 0,14%
CEMENTO BLANCO, 0,13%
TEJA FIBROCEMENTO,
0,05%
PINTURAS, 0,04%MADERA, 0,00%
Distribución porcentual de la Emisiones de CO2 (ton CO2)Sistema Industrializado ‐ Concreto Cali 2011
Gráfica 12. Distribución porcentual del consumo energético (MJ) y la emisión de CO2 en el sistema industrializado en Cali 2011
En el sistema industrializado los materiales de mayor consumo energéticos y emisiones de CO2 son: el cemento gris, el acero y el PVC.
IV.5.1.2. Consumos energéticos y emisión de CO2 para el sistema constructivo mampostería estructural. (Ver Tabla 36 y Gráfica 13)
El material con mayor consumo energético en el sistema de vivienda con mampostería estructural, fue el cemento gris con 176.610 GJ y emisiones de CO2 de 19.911 toneladas.
El consumo de energía por m2 construido fue de 2.943 MJ y las emisiones de CO2 por m2 fueron
de 0,324 toneladas.
Tabla 36. Análisis consumo energético (MJ) y emisión de CO2 en el sistema mampostería estructural en Cali 2011
1 AGREGADOS TRITURADOS 399,17 28,28% 49.075,76 177,2 0,0098 8.694.402,09 483
2 ARENA DE RIO 356,46 25,25% 43.825,65 121,7 0,0097 5.332.311,16 426
3 CERÁMICA COCIDA 320,81 22,73% 39.441,86 2.749,6 0,2428 108.449.648,75 9.577
4 ROCA MUERTA ‐ TIERRA EXCAVACIÓN 162,43 11,51% 19.969,74 302,3 0,0106 6.036.444,90 212
5 CEMENTO GRIS 138,78 9,83% 17.062,49 10.350,8 1,1669 176.610.421,30 19.911
6 ACERO 20,98 1,49% 2.580,01 11.083,2 2,7045 28.594.841,38 6.978
7 TEJA FIBROCEMENTO 6,39 0,45% 785,44 8.863,1 0,0518 6.961.403,30 41
8 MADERA 3,34 0,24% 410,97 500,0 0,000 205.485,52 ‐
9 PVC 2,09 0,15% 257,36 72.276,0 7,6592 18.601.219,10 1.971
10 PINTURAS 0,63 0,04%77,80 5.246,6 0,4079 408.180,58 32
11 CEMENTO BLANCO 0,47 0,03% 57,95 10.350,8 1,1669 599.843,74 68
12 COBRE 0,11 0,01%13,86 98.391,5 8,6216 1.363.223,61 119
1.411,67 100,00% 173.558,87 361.857.425,43 39.816,90
2.943 0,32386 VALOR EQUIVALENTE POR m2
SECCIÓN A. CONSUMO ENERGÉTICO DE MATERIALES
VIVIENDA ‐ MAMPOSTERIA ESTRUCTURAL
PROMEDIO MATERIAL CONSTITUTIVO BASE kg/m2 %
Cantidad m2
construídos 2011
‐ CALI (DANE)
Cantidad material
consumido año
2011 (Ton)
122.946
TOTALES
Consumo
Energético
proceso (MJ/Ton)
CO2/Ton
ANÁLISIS CONSUMO ENERGÉTICO (MJ) Y EMISIÓN DE CO2 ‐ MAMPOSTERIA ESTRUCTURAL ‐ CALI 2011
Consumo
Energético 2011
(MJ)
TON CO2 2011
CEMENTO GRIS, 48,81%
CERÁMICA COCIDA, 29,97%
ACERO, 7,90%
PVC, 5,14%
AGREGADOS TRITURADOS,
2,40%
TEJA FIBROCEMENTO,
1,92%ROCA MUERTA ‐
TIERRA EXCAVACIÓN,
1,67%ARENA DE RIO,
1,47%
COBRE, 0,38%
CEMENTO BLANCO, 0,17%
PINTURAS, 0,11% MADERA, 0,06%
Distribución porcentual en el Consumo energéticoMamposteria Estructural Cali 2011 ‐ (MJ)
CEMENTO GRIS, 50,01%
ACERO, 24,05%
CERÁMICA COCIDA, 17,52%
PVC, 4,95%AGREGADOS TRITURADOS,
1,21%ARENA DE RIO,
1,07%
ROCA MUERTA ‐TIERRA
EXCAVACIÓN, 0,53%
COBRE, 0,30%
CEMENTO BLANCO, 0,17%
TEJA FIBROCEMENTO,
0,10%
PINTURAS, 0,08%MADERA, 0,00%
Distribución porcentual de las Emisiones de CO2 (ton CO2)Mamposteria Estructural Cali 2011
Gráfica 13. Distribución porcentual del consumo energético (MJ) y la emisión de CO2 en el sistema Mampostería Estructural en
Cali 2011
En la mampostería estructural los materiales de mayor consumo energético y emisiones de CO2 son: el cemento gris, el acero y la cerámica cocida.
IV.5.1.3. Consumos energéticos y emisión de CO2 para el sistema constructivo mampostería confinada (Ver Tabla 37 y Gráfica 14)
El material con mayor consumo energético en el sistema de vivienda con mampostería confinada, fue el cemento gris con 839.083 GJ y emisiones de CO2 de 94.596 toneladas.
El consumo de energía por m2 construido fue de 4.743 MJ y emisiones de CO2 por m2 es de
0,505 toneladas.
Tabla 37. Análisis consumo energético (MJ) y emisión de CO2 en el sistema mampostería estructural en Cali 2011
1 ARENA DE RIO 733,6 30,48% 194.277,2 121,7 0,0 23.637.903,0 1.887,8
2 AGREGADOS TRITURADOS 625,0 25,96% 165.507,1 177,2 0,0 29.321.718,3 1.630,1
3 ROCA MUERTA ‐ TIERRA EXCAVACIÓN 372,5 15,47% 98.648,0 302,3 0,0 29.819.276,1 1.045,0
4 CERÁMICA COCIDA 358,1 14,87% 94.826,3 2.749,6 0,2 260.735.078,9 23.025,6
5 CEMENTO GRIS 306,1 12,72% 81.064,6 10.350,8 1,2 839.083.267,3 94.596,3
6 ACERO 9,4 0,39% 2.500,4 11.083,2 2,7 27.712.842,1 6.762,4
7 PVC 2,4 0,10% 633,7 72.276,0 7,7 45.798.259,3 4.853,3
8 MADERA 0,1 0,01% 35,2 500,0 0,0 17.583,1 0,0
9 TEJA FIBROCEMENTO 0,0 0,0 0,0 0,0
10 PINTURAS 0,0 0,0 0,0 0,0
11 CEMENTO BLANCO 0,0 0,0 0,0 0,0
12 COBRE 0,0 0,0 0,0 0,0
2.407,31 100,00% 637.492,4 1.256.125.928,2 133.800,4
4.743 0,50526
PROMEDIO MATERIAL CONSTITUTIVO BASE kg/m2 %
Cantidad m2
construídos 2011
‐ CALI (DANE)
Cantidad material
consumido año
2011 (Ton)
ANÁLISIS CONSUMO ENERGÉTICO (MJ) Y EMISIÓN DE CO2 ‐ MAMPOSTERIA CONFINADA ‐ CALI 2011
VIVIENDA ‐ MAMPOSTERIA CONFINADA
TON CO2 2011
Consumo
Energético
proceso (MJ/Ton)
CO2/Ton
Consumo
Energético 2011
(MJ)
VALOR EQUIVALENTE POR m2
SECCIÓN A. CONSUMO ENERGÉTICO DE MATERIALES
264.815
TOTALES
CERÁMICA COCIDA, 20,76%
CEMENTO GRIS,
66,80%
ARENA DE RIO, 1,88%
AGREGADOS TRITURADOS,
2,33%
ROCA MUERTA ‐TIERRA
EXCAVACIÓN, 2,37%
ACERO, 2,21%
PVC, 3,65%
MADERA, 0,00%
Distribución porcentual del Consumo energéticoMamposteria Confinada Cali 2011 ‐ (MJ)
CERÁMICA COCIDA, 17,21%
CEMENTO GRIS, 70,70%
ARENA DE RIO, 1,41%
AGREGADOS TRITURADOS,
1,22%
ROCA MUERTA ‐TIERRA
EXCAVACIÓN, 0,78%
ACERO, 5,05%
PVC, 3,63%
MADERA, 0,00%
Distribución porcentual de las Emisiones de CO2 (tonCO2)Mamposteria Confinada Cali 2011
Gráfica 14. Distribución porcentual del consumo energético (MJ) y la emisión de CO2 en el sistema Mampostería Confinada en
Cali 2011
En la mampostería confinada los materiales de mayor consumo energético y emisiones de CO2 son: el cemento gris, la cerámica cocida y el acero.
IV.5.1.4. Consumos energéticos y emisión de CO2 para el sistema constructivo Guadua ‐ Tierra estabilizada (Tabla 38 y Gráfica 15)
Tabla 38. Análisis consumo energético (MJ) y emisión de CO2 en el sistema Guadua–Tierra estabilizada en Cali 2011
CEMENTO BLANCO 17,2 0,00% 0,0 10.917,7 1,2 187,9 0,0
CEMENTO GRIS 10.776,4 2,27% 28,0 10.917,7 1,2 117.652,9 12,8
ADICIÓN 25.432,1 5,36% 66,1 2.617,2 0,1 66.559,6 3,5
ARENA DE RIO 24.722,0 5,21% 64,2 121,7 0,0 3.007,9 0,2
AGREGADOS TRITURADOS 34.749,8 7,32% 90,3 152,5 0,0 5.300,5 0,3
ROCA MUERTA ‐ TIERRA EXCAVACIÓN 324.051,6 68,23% 841,7 230,7 0,0 74.746,5 3,1
CERÁMICA COCIDA 1.651,3 0,35% 4,3 2.749,6 0,2 4.540,3 0,4
VIDRIOS 789,8 0,17% 2,1 28.169,7 2,2 22.248,4 1,7
GUADUA 13.585,1 2,86% 35,3 1.333,6 0,1 18.116,7 1,4
TEJA DE FIBROCEMENTO 0,0 0,00% 0,0 17.171,4 1,0 0,0 0,0
PINTURA 0,0 0,00% 0,0 5.246,6 0,4 0,0 0,0
CAL 9.629,6 2,03% 25,0 7.425,0 0,8 71.499,6 7,7
FIQUE 1.091,4 0,23% 2,8 0,0 0,0
ACERO 865,7 0,18% 2,2 11.000,0 0,2 9.523,1 0,2
COBRE 147,8 0,03% 0,4 100.000,0 1,7 14.778,4 0,3
PVC 361,3 0,08% 0,9 7.425,0 0,8 2.682,4 0,3
MADERA 27.044,0 5,69% 70,2 500,0 13.522,0 0,0
TOTALES 474.915,0 100,00% 1.233,5 424.366,5 31,9
1.102 0,08289
Consumo
Energético
MJ/TON
TON
CO2/TON
material
kg/m2%kgMATERIAL
VALORES EQUIVALENTES POR m2
SECCIÓN A. CONSUMO ENERGÉTICO DE MATERIALES
TON CO2
Consumo
Energético
MJ/TON
ANÁLISIS CONSUMO ENERGÉTICO (MJ) Y EMISIÓN DE CO2
SISTEMA CONSTRUCTIVO EN GUADUA Y TIERRA ESTABILIZADA
El consumo de energía por m2 construido fue de 1.102 MJ y emisiones de CO2 por m2 es de
0,083 toneladas.
CEMENTO GRIS40,01%
CAL24,09%
ROCA MUERTA ‐TIERRA EXCAVACIÓN
9,56%
ADICIÓN11,04%
VIDRIOS5,37%
GUADUA4,53%
CEMENTO BLANCO0,06%
ARENA DE RIO0,75%
AGREGADOS TRITURADOS
1,07%
CERÁMICA COCIDA1,26%
TEJA DE FIBROCEMENTO
0,00%
PINTURA0,00%
FIQUE0,00%
ACERO0,55%
COBRE0,80%PVC
0,90%
Distribución porcentual de emisiones de CO2 (ton CO2)Sistema Guadua ‐ Tierra estabilizada ‐ Cali 2011
CEMENTO GRIS27,72%
CAL16,85%
ROCA MUERTA ‐TIERRA EXCAVACIÓN
17,61%
ADICIÓN15,68%
VIDRIOS5,24%
GUADUA4,27%
CEMENTO BLANCO0,04%
ARENA DE RIO0,71% AGREGADOS
TRITURADOS
1,25%
CERÁMICA COCIDA1,07%
TEJA DE FIBROCEMENTO
0,00%
PINTURA0,00%
FIQUE0,00%
ACERO2,24%
COBRE3,48%PVC
0,63%MADERA3,19%
Distribución porcentual del consumo energéticoSistema Guadua ‐ Tierra estabilizada Cali 2011 ‐ (MJ)
Gráfica 15. Distribución porcentual del consumo energético (MJ) y la emisión de CO2 en el sistema Guadua y Tierra estabilizada
en Cali 2011
IV.5.2. PROYECCIÓN DE LOS RESULTADOS A NIVEL NACIONAL, CON BASE EN EL CONSUMO DE MATERIALES EN kg/m2, LOS INDICADORES ENERGÉTICOS Y DE EMISIONES DE CO2 DE CALI.
Buscando aportar un valor de referencia que aproxime la magnitud del consumo de materiales así como el consumo energético y las emisiones de CO2 asociadas al sector de la construcción para los tres sistemas constructivos estudiados, se planteó la proyección de los valores calculados para Cali de:
Distribución de uso de materiales por sistema constructivo (kg/m2)
Consumo energético de los materiales de estudio (MJ)
Emisiones de CO2 de los materiales de estudio (Ton CO2)
Los estudios del DANE (32),(33) que sirvieron de referencia para desarrollar las bases de este trabajo, cubren tres áreas metropolitanas (AM) y doce áreas urbanas (AU), a saber:
AU Bogotá, Soacha
AM Medellín, Bello, Envigado, Itagüi; Barbosa, Copacabana, Caldas, La estrella, Girardota y Sabaneta
AU Cali, Yumbo
AU Barranquilla, Soledad
AM Bucaramanga, Girón , Floridablanca y Piedecuesta
AU Pereira, Desquebradas
AU Armenia
AM Cúcuta, Los Patios, El Zulia, Villa del Rosario
AU Cartagena
AU Neiva
AU Ibagué
AU Villavicencio
AU Pasto
AU Popayán
AU Manizales y Villamaría
Con base en el análisis de la similitud de las cantidades de materiales y de las características de los mismos, así como de los procesos productivos de cada uno, se decidió presentar estas proyecciones.
La metodología seguida fue la siguiente:
A. Determinación de la distribución del uso de materiales por sistema constructivo en (Kg/m2) ‐Cali.
B. Cálculo de consumo energético y emisiones de los materiales de construcción del estudio. ‐Cali
C. Análisis de los m2 construidos por cada sistema constructivo en el censo de edificaciones; Base de datos (32): Área (m2) iniciada de vivienda según sistema constructivo/Colombia construcción en cifras/CAMACOL
D. Identificar y segmentar el valor de los m2 de cada uno de los sistema constructivos estudiados y referenciados en el censo de edificaciones:
Mampostería confinada: 6´738.118
Mampostería estructural: 1´701.651
Sistema Industrializado: 2´032.444
E. Calcular el consumo energético por sistema constructivo estudiado
Se siguió el mismo método de cálculo utilizado para Cali (página 76), pero en lugar de tomar m2 del sistema constructivo en Cali, se utiliza el valor de los m2 del censo de edificaciones para cada sistema constructivo.
El valor a calcular es producto del indicador de uso de cada material por sistema constructivo en ton/m2‐Cali, por el consumo energético asociado a ese material ‐ Cali, por los m2 correspondientes al sistema constructivo de la cobertura del censo de edificaciones (literal D), así: (Ver Tabla 39, Tabla 40 y Tabla 41).
F. Calcular emisiones de CO2 por sistema constructivo estudiado
Se sigue el mismo método de cálculo utilizado para Cali y nuevamente, en lugar de tomar m2 del sistema constructivo Cali, se utilizan los m2 del censo de edificaciones para cada sistema constructivo.
El valor a calcular es producto del indicador de uso de cada material por sistema constructivo en ton/m2 ‐ Cali, por las emisiones de CO2 asociadas a ese material ‐ Cali (CO2UT ‐pág 73, Sección E‐), por los m2 correspondientes al sistema constructivo de la cobertura del censo de edificaciones (literal D), así: (Ver Tabla 39, Tabla 40 y Tabla 41).
kg/m2 MJ/Ton Ton CO2/Ton Toneladas MJ Ton CO2
1 AGREGADOS TRITURADOS 399,17 177,2 0,0098 679.239,8 120.336.066,3 6.689,8
2 ARENA DE RIO 356,46 121,7 0,0097 606.574,9 73.802.585,0 5.894,3
3 CERÁMICA COCIDA 320,81 2.749,6 0,2428 545.900,5 1.501.012.259,4 132.554,6
4 ROCA MUERTA ‐ TIERRA EXCAVACIÓN 162,43 302,3 0,0106 276.393,9 83.548.244,7 2.927,9
5 CEMENTO GRIS 138,78 10.350,8 1,1669 236.155,7 2.444.400.794,0 275.576,1
6 ACERO 20,98 11.083,2 2,7045 35.708,9 395.770.829,7 96.574,1
7 TEJA FIBROCEMENTO 6,39 8.863,1 0,0518 10.871,0 96.350.258,6 563,3
8 MADERA 3,34 500,0 0,0000 5.688,1 2.844.050,5 ‐
9 PVC 2,09 72.276,0 7,6592 3.562,1 257.452.728,0 27.282,6
10 PINTURAS 0,63 5.246,6 0,4079 1.076,8 5.649.479,4 439,2
11 CEMENTO BLANCO 0,47 10.350,8 1,1669 802,1 8.302.219,7 936,0
12 COBRE 0,11 98.391,5 8,6216 191,8 18.867.883,6 1.653,3
2.402.165,4 5.008.337.398,9 551.091,3
1,412 2943,222 0,324
VALORES A NIVEL NACIONAL
CONSUMO DE MATERIALES, CONSUMO ENERGÉTICO Y EMISIONES DE CO2 DEL SISTEMA MAMPOSTERIA ESTRUCTURAL A
NIVEL NACIONAL UTILIZANDO LOS INDICADORES ENERGÉTICOS Y DE EMISONES DE CALI
MATERIALES DE CONSTRUCCIÓNINDICADORES DE CALI
TOTALES
EQUIVALENTES por m2Área construida (m
2) 1.701.651
Tabla 40. Proyección a nivel nacional, mampostería estructural
Tabla 39. Proyección a nivel nacional, sistema industrializado
kg/m2 MJ/Ton Ton CO2/Ton Toneladas MJ Ton CO2
1 AGREGADOS TRITURADOS 536,50 177,16 0,0098 1.090.415,58 193.181.155,75 10.739,44
2 ARENA DE RIO 440,91 121,67 0,0097 896.126,12 109.032.579,31 8.707,93
3 CEMENTO GRIS 160,90 10.350,80 1,1669 327.019,11 3.384.909.809,16 381.606,89
5 ROCA MUERTA ‐ TIERRA EXCAVACIÓN 40,60 302,28 0,0106 82.512,71 24.941.914,11 874,07
4 CERÁMICA COCIDA 43,93 2.749,61 0,2428 89.290,39 245.513.562,38 21.681,34
6 ACERO 29,51 11.083,24 2,7045 59.968,90 664.649.835,40 162.184,75
7 MADERA 5,42 500,00 ‐ 11.023,43 5.511.716,60 ‐
8 TEJA FIBROCEMENTO 3,11 8.863,08 0,0518 6.323,87 56.048.994,14 327,70
9 PVC 2,35 72.276,00 7,6592 4.776,08 345.195.982,57 36.580,90
10 COBRE 0,38 98.391,50 8,6216 776,10 76.361.943,57 6.691,25
11 CEMENTO BLANCO 0,34 10.350,80 1,1669 698,19 7.226.823,28 814,74
12 PINTURAS 0,32 5.246,57 0,4079 648,07 3.400.168,98 264,36
2.569.578,57 5.115.974.485,24 630.473,36
1,264 2517,2 0,310
CONSUMO DE MATERIALES, CONSUMO ENERGÉTICO Y EMISIONES DE CO2 DEL SISTEMA INDUSTRIALIZADO A NIVEL
NACIONAL UTILIZANDO LOS INDICADORES ENERGÉTICOS Y DE EMISONES DE CALI
MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN
EQUIVALENTES por m2
VALORES A NIVEL NACIONAL
TOTALES2.032.444Área construida (m
2)
INDICADORES DE CALI
Según las Tabla 39, Tabla 40 y Tabla 41, el consumo de materiales para la construcción de viviendas licenciadas a nivel nacional en el año 2.011, sería de 21’192.506 toneladas, el consumo de energía sería de 42’085.963 GJ y las emisiones de CO2 serían de 4’586.066 toneladas. Estas cifras no reflejan la actividad real de la edificación en el país, pues se estima que la edificación formal (licenciada) no cubre el 50% de la actividad real de edificación.
Se puede intentar una aproximación tomando los datos del consumo de cemento, puesto que este material es básico para desarrollar los proyectos de edificación y de vivienda, así como de la infraestructura. En general el cemento despachado en sacos se utiliza en la edificación salvo el empleado en vías menores, usos químicos, tuberías de drenaje, etc. Así se considerará que el 80% del cemento en sacos va para la edificación. En cuanto al cemento a granel, este se utiliza para: producción de prefabricados, casi todos para uso en la edificación; para producir elementos de fibro‐cemento, todos para uso en la edificación; para la producción de concreto del cual se estima que el 15% va para la edificación. Además, el país exportó entre 2009 y 2011 1´400.000 ton de cemento/año. (47)
El boletín de prensa del DANE del 26 de octubre de 2012 (48), permite obtener información detallada de cómo se maneja la comercialización del cemento. Así, en la Gráfica 16 se presenta la producción y los despachos de cemento desde marzo de 2010 hasta septiembre de 2012. El despacho de cemento en el último año (sept 2011 a sept 2012) fue de 10´500.000 toneladas. También, en la
47 www.argos.com.co/.../Cementos+Argos+Mar.+2012+‐+ESP.pdf?....48 “Resultados Generales de la Producción y los Despachos Nacionales de Cemento Gris. Variación anual (Septiembre 2012 /
septiembre 2011)”, DANE Estadistica de Cemento Gris Septiembre de 2012.
Tabla 41. Proyección a nivel nacional, mampostería confinada
kg/m2 MJ/Ton Ton CO2/Ton Toneladas MJ Ton CO2
1 ARENA DE RIO 733,63 121,7 0,0097 4.943.309,8 601.457.545,8 48.035,6
2 AGREGADOS TRITURADOS 624,99 177,2 0,0098 4.211.266,6 746.080.086,5 41.476,5
3 ROCA MUERTA ‐ TIERRA EXCAVACIÓN 372,52 302,3 0,0106 2.510.060,5 758.740.256,1 26.589,6
4 CERÁMICA COCIDA 358,08 2.749,6 0,2428 2.412.818,9 6.634.305.943,6 585.876,6
5 CEMENTO GRIS 306,12 10.350,8 1,1669 2.062.657,5 21.350.157.910,5 2.406.967,3
6 ACERO 9,44 11.083,2 2,7045 63.622,4 705.142.837,0 172.065,7
7 PVC 2,39 72.276,0 7,6592 16.123,2 1.165.319.470,3 123.490,5
8 MADERA 0,13 500,0 0,0000 894,8 447.395,0 ‐
9 TEJA FIBROCEMENTO 0,00 8.863,1 0,0518 ‐ ‐ ‐
10 PINTURAS 0,00 5.246,6 0,4079 ‐ ‐ ‐
11 CEMENTO BLANCO 0,00 10.350,8 1,1669 ‐ ‐ ‐
12 COBRE 0,00 98.391,5 8,6216 ‐ ‐ ‐
16.220.753,8 31.961.651.444,8 3.404.501,9
2,407 4743,409 0,505
CONSUMO DE MATERIALES, CONSUMO ENERGÉTICO Y EMISIONES DE CO2 DEL SISTEMA MAMPOSTERIA CONFINADA A
NIVEL NACIONAL UTILIZANDO LOS INDICADORES ENERGÉTICOS Y DE EMISONES DE CALI
MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN INDICADORES DE CALI
EQUIVALENTES por m2Área construida (m
2) 6.738.118
VALORES A NIVEL NACIONAL
TOTALES
Gráfica 17 se presentan los despachos a granel y en sacos, según canal de distribución. En septiembre de 2012, el 67,4 % de cemento gris se distribuyó empacado y el 32,6 % a granel. Del cemento despachado a granel, el 69,7% fue para productores de concreto, 16,5 % a constructores y contratistas, 6,3 % a prefabricados y 5,7 % a fibrocemento.
Gráfica 16. Producción y despachos nacionales de cemento gris. Acumulados móviles de 12 meses. Total nacional.Fuente: “Resultados Generales de la Producción y los Despachos Nacionales de Cemento Gris. Variación anual (Septiembre 2012
/ septiembre 2011)”, DANE Estadística de Cemento Gris Septiembre de 2012.
Gráfica 17: Distribución de los despachos de cemento gris a granel y empacado según canal de distribución. Total Nacional.
Fuente:“Resultados Generales de la Producción y los Despachos Nacionales de Cemento Gris. Variación anual (Septiembre 2012 / septiembre 2011)”, DANE Estadística de Cemento Gris Septiembre de 2012.
También, el 76,6 % del cemento gris empacado se despacho al canal de distribución comercialización seguido de constructores y contratistas con el 20,7 %.
Con base en esta información, se puede analizar y estimar los despachos de cemento para vivienda, que estarían del orden de lo calculado en la Tabla 42.
Tabla 42. Cantidades de cemento estimadas para uso en construcción de vivienda
Estimado de cantidad de cemento para construcción de vivienda en Colombia
Canal de
distribución ** Ton/año ** % Participación en vivienda*
Ton/año Vivienda
%
Producción 10.500.000
Exportación 1.400.000
Uso en Colombia 9.100.000
Granel 32,6% 2.966.600
Plantas de Concreto 69,4% 2.058.820 15,0% 308.823,1
Constructores y contratistas 16,4% 486.522 40,0% 194.609,0
Prefabricados 6,2% 183.929 75,0% 137.946,9
Fibrocemento 5,6% 166.130 85,0% 141.210,2
Comercialización 1,2% 35.599 0,0% 0,0
Otros 1,2% 35.599 0,0% 0,0
100,0%
Empacado 67,4% 6.133.400
Comercialización 76,6% 4.698.184 80,0% 3.758.547,5
Constructores y contratistas 20,7% 1.269.614 80,0% 1.015.691,0
Prefabricados 1,1% 67.467 80,0% 53.973,9
Plantas de Concreto 0,6% 36.800 60,0% 22.080,2
Otros 1,0% 61.334 0,0% 0,0
100,0%
ESTIMADO DE USO 5.632.881,8
* Porcentajes prácticos estimados
** Datos DANE Estadística de Cemento Gris Septiembre de 2012
El anterior análisis indica que los valor estimados en la Tabla 41 para consumo de cemento en Colombia V.S. lo obtenido con el análisis de la Tabla 42, representa el 36,6%. Podría asegurarse en gracia de discusión, que la información recolectada por el DANE, corresponde a un licenciamiento del 36,6 % de las edificaciones en Colombia.
Un excelente trabajo por realizar a futuro, es identificar con datos tan creíbles como es el consumo de cemento en Colombia, la dedicación que dicho consumo tiene en todos los
aspectos de la construcción y evaluar con base en ello, con más certeza los m2 de construcción de vivienda y de edificaciones en el país.
IV.5.3. COMPARACIÓN DE LOS CONSUMOS ENERGÉTICOS Y LAS EMISIONES DE CO2 ENTRE SISTEMAS CONSTRUCTIVOS PARA LA CIUDAD DE CALI
La Gráfica 18 muestra los consumos energéticos y emisión de ton CO2/m2 para los tres sistemas
constructivos estudiados.
El sistema constructivo de mayor consumo energético es el de mampostería confinada, superando la mampostería estructural en un 38,0 % y al sistema industrializado en un 46,9 %. El sistema constructivo con mayor emisiones de CO2 asociadas es el de mampostería confinada, superando la mampostería estructural en un 35,8 % y al sistema industrializado en un 38,6 %.
Para estimar el ahorro que se puede alcanzar por el uso de eco‐materiales tanto por huella de carbono como por consumo energético, se ponderaron los datos de los tres sistemas constructivos estudiados; a este ponderado total se le estimó el consumo de energía y la emisión de CO2 para sistemas constructivos realizados con materiales convencionales; posteriormente, se sustituyeron estos materiales convencionales por eco‐materiales así:
Ladrillo por eco‐ladrillo Cemento por eco‐cemento, donde el cemento se remplaza en el 50% Gravas y arenas por gravas y arenas recicladas Concreto por Eco‐concreto donde se emplean agregados reciclados y eco‐cemento.
Los valores estimados se muestran en la Gráfica 19.
Gráfica 18. Comparación de consumo energético y emisión de ton CO2. Fuente: Elaboración propia ECOINGENIERIA
ECOINGENIERIA conoce los consumos de energía y la huella de carbono que deja cada eco‐material que puede emplearse en la construcción de vivienda. Con base en ello, se procedió a estimar el impacto que la participación de estos tendría en la reducción de estos dos parámetros. En la Gráfica 20 se presentan estos resultados, tomados para cada uno de los sistemas constructivos más empleados en el país.
La razón de este impacto radica en que los procesos de producción de los eco‐materiales, al no requerir altas temperaturas y tener como materias primas residuos sólidos industriales, generan una reducción de la demanda de energía para su producción y a su vez, reducen la emisión de GEI. Hay eco‐materiales que sustituyen parcialmente al cemento, para este caso del análisis, se sustituyó el 50% del cemento convencionalmente empleado, en la producción de concretos para vigas, columnas y muros. Igualmente, así se hizo para los morteros de mampostería. También hay eco‐ladrillos o eco‐bloques que sustituyen 100% a la cerámica o al bloque de concreto y además, los agregados pueden remplazarse por agregados obtenidos del procesamiento de escombros y de residuos sólidos industriales. El conjunto de todo ello es el ahorro mostrado en la gráfica 22.
El mayor ahorro se consigue con la mampostería confinada pues la cerámica roja – ladrillo tolette – fue remplazado por un ladrillo similar, 100% elaborado de residuos, que no requiere cocción y para su pega se empleó un mortero cuyo contenido de cemento es inferior en el 64% del mortero convencional, se emplean eco‐cementos y arenas procesadas de escombros de construcción. Hay incluso, una opción de eliminar al 100% las pegas de mortero pero en esta ocasión no se tuvo en cuenta. Ello reduciría más el impacto en la eficiencia energética y la huella de carbono.
Gráfica 19. Comparación de eficiencia energética y emisiones de CO2 entre sistemas convencionales, sistemas convencionales utilizando ecomateriales y sistema guadua – tierra.
Gráfica 20. Ahorro posible por el uso de ecomateriales para cada sistema constructivo.
Ahorro consumo energético 22% Ahorro emisiones de CO2 24%
Ahorro consumo energético 32% Ahorro emisiones de CO2 36%
Ahorro consumo energético 33% Ahorro emisiones de CO2 39%
AHORRO POSIBLE POR USO DE ECOMATERIALES
COMPARATIVO DE AHORRO POSIBLE POR USO DE ECOMATERIALES EN EL SISTEMA INDUSTRIALIZADO
COMPARATIVO DE AHORRO POSIBLE POR USO DE ECOMATERIALES EN EL SIST. MAMPOSTERÍA CONFINADA
COMPARATIVO DE AHORRO POSIBLE POR USO DE ECOMATERIALES EN EL SIST. MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL
554.141.217
711.919.106
ECOMATERIALES M. CONVENCIONALES
Consumo energético MJ año 2011
66.972
87.734
ECOMATERIALES M. CONVENCIONALES
Emisiones TON CO2 año 2011
244.347.276
361.857.425
ECOMATERIALES M. CONVENCIONALES
Consumo energético MJ año 2011
25.662
39.817
ECOMATERIALES M. CONVENCIONALES
Emisiones TON CO2 año 2011
841.319.219
1.256.125.928
ECOMATERIALES M. CONVENCIONALES
Consumo energético MJ año 2011
82.188
133.800
ECOMATERIALES M. CONVENCIONALES
Emisiones TON CO2 año 2011
V. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
Las propiedades físico mecánicas de los materiales de construcción están claramente establecidas tanto en las Normas Técnicas Colombianas y además, están planteadas en el Código Colombiano de Construcciones Sismo Resistentes año 2010 ‐ CCCSR 2010 ‐. Las propiedades correspondientes a comportamientos especiales como pueden ser las acústicas, térmicas, eléctricas, ópticas e incluso su reacción frente a la incidencia de la luz y la radiación solar, son las que se tratarán de cubrir en este capítulo. Hay que estar conscientes de que la mayoría de la información en este sentido no es generada en el país pues aun se carece de laboratorios y equipos dedicados y apropiados para tal fin. Este es el mayor reto, hay que iniciar procesos de I&D que permitan en un plazo corto contar con la información de los productos más empleados en Colombia y con base en ello se pueda reconocer su impacto en el quehacer ambiental del sector de la construcción.
El procedimiento seguido para estimar las propiedades de los materiales más utilizados en la construcción de vivienda licenciada en Cali fue:
Descripción de las propiedades básicas, las cuales están incluidas en el glosario con que se inicia este documento.
Recopilación bibliográfica (49) nacional e internacional (ver Tabla 44) Estudio termo‐gráfico de algunos sistemas constructivos tanto convencionales como no
convencionales.
V.1. DESCRIPCIÓN DE LAS PROPIEDADES MÁS RELEVANTES DE ESTE PROYECTO
CONFORT (50)
Es el estado de bienestar físico del sujeto relacionado con sus alrededores, está compuesto por los factores acústicos, calidad del aire, iluminación, paisaje y térmico. Confort térmico, definido en la norma ISO 7730, es la condición de la mente que expresa satisfacción con el ambiente térmico. La vivienda saludable alcanza las condiciones de comodidad y confort necesarias para un alto nivel de calidad de vida, independiente del estrato en que se encuentre.
Con el objetivo de satisfacer las condiciones apropiadas para desempeñar alguna acción en particular en una vivienda: dormir, estudiar, ver televisión o escuchar música, etc., se reconocen como factores básicos los siguientes:
a. Confort Higrotérmico: se entiende como la ausencia de malestar térmico. Se considera que la temperatura de una vivienda para alcanzar el confort debe estar en torno a 20ºC. La humedad relativa, a la que en general se achaca como causa de la
49 Estos datos se recolectaron a partir de información secundaria, tal como aparece en la reseña de la información bibliográfica, y
otros extraídos de la experiencia de trabajo del laboratorio de ECOINGENIERIA. 50 Jhonny D. Gamboa, Miguel E. Rosillo, Carlos A. Herrera, Oswaldo López B., Verónica Iglesias, “Confort Ambiental En vivienda de
interés social en Cali”, Universidad del Valle, mayo de 2011, página 24.
incomodidad, es menos significativa ya que la tolerancia del cuerpo es grande. Como punto óptimo nos moveríamos entre 50‐70%.
Los sistemas de la vivienda saludable que regula estas características del espacio, se basa en la transmitancia de muros y huecos, es decir, cómo pasa el calor a través ellos. Esto se optimiza con una buena elección de los materiales, del tamaño de los huecos, de las carpinterías utilizadas, etc.
b. Salubridad: El principal medio para lograr higiene, limpieza y salud pasa por lograr calidad en el aire interior de la vivienda. Por este motivo la ventilación tiene un papel fundamental: al renovar el aire se elimina el vapor de agua, los olores, los humos. Se deben tener en cuenta la ubicación de los huecos, su dimensión, y el tipo de apertura de la ventana.
En la vivienda saludable, se combinan estos tres aspectos para realizar la ventilación con un aprovechamiento máximo. Se trata de lograr crear corrientes de aire a través de la ventilación cruzada. También se tiene en cuenta la influencia en el movimiento del aire del periodo del año, la orientación del proyecto, y la distribución interna de la vivienda.
c. Iluminación: La iluminación de una vivienda es un tema casi siempre olvidado pero más importante de lo que pueda parecer puesto que el ser humano necesita del sol para vivir. Tiene consecuencias directas en los aspectos económicos, prácticos y funcionales, y a su vez es un elemento decorativo relevante.
La vivienda saludable aprovecha la iluminación natural: todo espacio debe contar con una luz homogénea y difusa, sin excesos de sombras ni de contrastes. Los factores que se tienen en cuenta son: la orientación, el factor día (vinculado con la dimensión y ubicación de los vanos), cantidad de luz (por medio del control de las reflexiones), la calidad de luz, y las distintas necesidades según las actividades que se desarrollan en cada espacio.
d. Habitabilidad: Este punto es el que más nos acerca al concepto de calidad de vida. Inevitablemente una vivienda está expuesta al ruido generado por los vecinos, el tráfico de la ciudad, los aviones que sobrevuelan, etc. Otro factor que afecta a la habitabilidad es la accesibilidad, es decir, el grado en el que las personas pueden visitar y utilizar un espacio.
La vivienda saludable aporta una buena insonorización frente al ruido. Lo más importante para combatir los sonidos exteriores es el estudio de los cerramientos de los vanos. Las características de las ventanas, su posición y su diseño logran alcanzar un aislamiento acústico de confort. Por otro lado, la accesibilidad se consigue a través de una correcta distribución de sus espacios y la eliminación de obstáculos de forma que las personas con alguna discapacidad no tengan ninguna dificultad para disfrutar y utilizar el espacio.
PROPIEDADES SOLARES
El calor es una energía que no vemos pero que sentimos. En las casas llega desde el exterior a través de la temperatura del aire y de la radiación solar y puede ayudar o empeorar a que la casa mantenga una temperatura que consideremos de confort.
Las características de los materiales que nos rodean son las responsables de la eficacia a la hora de controlar la influencia del clima exterior y de paso, en reducir la factura de energía que vamos a utilizar para poder compensar lo que la vivienda no pueda conseguir.
Desde el punto de vista de la energía, todo el envoltorio de la casa (suelo, techo, paredes, ventanas etc.) junto con las cosas que hay dentro (muebles, cortinas, libros, plantas etc.) se comporta como una barrera que deja pasar o no la energía y luego como un almacén.
De forma invisible los materiales reaccionan con respecto a la energía como lo hace una esponja frente al agua. La absorbe y luego la deja escapar en más o menos cantidad según sea la calidad del material de la esponja. En el caso de los materiales, cuando absorben energía lo que hacen es guardar calor y aumentar la temperatura lo cual nos va a influir sobre la temperatura y el confort de la vivienda.
Como las casas no son aún automáticas e inteligentes y no pueden controlar que nos entre solo lo bueno del clima exterior tenemos que usar nuestra propia inteligencia. Se trata de aprovechar lo mejor de las características de los materiales para que hagan de filtro y de almacén de la energía de forma que la casa se comporte siempre de la mejor manera posible sin necesidad de tener que abusar de la calefacción o la refrigeración.
a. Coeficiente de emisividad (ε) (51): Es un número adimensional que relaciona la habilidad de un objeto real para irradiar energía térmica, con la habilidad de irradiar si éste fuera un cuerpo negro: [ε = (radiación emitida por una superficie / radiación emitida si fuera un cuerpo negro)]. Un cuerpo negro, por consiguiente, tiene un coeficiente ε = 1, mientras que en un objeto real, ε siempre se mantiene menor a 1.
b. Absorción solar (52): Proceso por el cual la energía radiante incide sobre la superficie de un cuerpo, es absorbida por éste, transformándose en otra clase de energía al interactuar con la materia.
c. Reflexión solar (53): Proceso por el cual el flujo incidente es devuelto desde la superficie de incidencia de un receptor estacionario sin cambio en la frecuencia.
d. Reflectancia solar (54): Relación entre el flujo energético reflejado y el flujo de radiación incidente. La reflectancia se puede aplicar a una sola longitud de onda o a una gama de longitudes de onda.
51 http://es.wikipedia.org/wiki/Emisividad 52 Norma Técnica Colombiana NTC 1736, “Energía Solar. Definiciones y nomenclatura”, 2005‐08‐24, numeral 3.1 53 Norma Técnica Colombiana NTC 1736, “Energía Solar. Definiciones y nomenclatura”, 2005‐08‐24, numeral 3.7 54 Norma Técnica Colombiana NTC 1736, “Energía Solar. Definiciones y nomenclatura”, 2005‐08‐24, numeral 3.6
e. Radiación solar (55): Se entiende como brillo solar, u horas de sol efectivo, el número de horas en un período determinado en que el sol tiene la capacidad de quemar una cartulina ubicada en el instrumento llamado heliógrafo.
PROPIEDADES TÉRMICAS (56)
¿Que define el comportamiento térmico de un material?
Desde el punto de vista del comportamiento térmico, las características que van a hacer que un material sea mejor o peor para nuestros intereses son:
a. Su resistencia térmica. La facilidad o las trabas que pone para que el calor pase por ese material.
De la resistencia térmica se puede percibir de manera inmediata el resultado de esa característica: se trata del aislamiento del material del que todos tenemos información muy objetiva. Los abrigos o los sacos que son de lana, decimos que son calientes por que no dejan escapar el calor del cuerpo hacia fuera.
Por otro lado, al entrar en un vehículo cualquier día con sol la queja es inmediata por el calor que hace dentro. El acero de la carrocería y los vidrios no son un buen aislante y el resultado es que el calor entra más fácilmente de lo que se quisiera.
b. Su capacidad térmica. Mide cuanta energía puede guardar el material y cuanto va a subir su temperatura al absorberla.
El comportamiento de la capacidad térmica es más complejo. Influyen varias cosas al mismo tiempo. La densidad del material y el llamado calor específico. Sumando estas dos características físicas hay materiales que como el agua son capaces de absorber mucha energía cambiando poco su temperatura y otros como la arena que pueden almacenar mucha menos energía y además, la que absorbe la transforma rápidamente en un incremento de su temperatura.
La otra cosa que también se nota de la arena es que no parece ser el mejor material para almacenar el calor que le llega del Sol. Si es cierto que se calienta muchísimo también se observa que en cuanto se va el Sol, se enfría muy rápidamente. Desde luego mucho más que lo hace el agua. Significa que el agua es un elemento que almacena muy bien el calor mientras que la arena no.
¿Qué otra cosa influye cuando se habla de energía solar?
Por encima de todo, el color. Una característica de los materiales es lo que se llama la absortividad que está asociada al color. El negro absorbe la radiación mientras que el blanco lo que hace es reflejarla.
55 Jhonny D. Gamboa, Miguel E. Rosillo, Carlos A. Herrera, Oswaldo López B., Verónica Iglesias, “Confort Ambiental En vivienda de
interés social en Cali”, Universidad del Valle, mayo de 2011, página 38. 56 G.I.GORCHAKOV, “Materiales de Construcción”, Editorial MIR Moscú, 1984, página 36 – 37.
Por eso, cuando se piensa en el comportamiento de los materiales de una casa o del edificio para controlar el clima, hay que analizar el color pues en líneas generales, la piel del edificio va a estar expuesta al Sol y para bien o para mal, se va a calentar más o menos de la cuenta conforme le lleguen los rayos de Sol.
¿Cómo elegir los materiales más idóneos para controlar el clima de la vivienda?
En primer lugar hay que pensar en los materiales de la piel que serán los primeros que se enfrenten al clima exterior y los encargados de filtrar que pase lo mejor y deje lo peor fuera.
En segundo lugar, se espera que la energía que está dentro de la casa se almacene de la forma más eficaz posible y que se pueda recuperar justo cuando se necesita.
La piel del edificio es el primer filtro y el más importante. Puesto que casi siempre las condiciones del exterior no son las que se consideran confortables (en invierno hace frío y en verano hace calor) hay que poner barreras para que no entren fácilmente a la edificación. Esa primera barrera se consigue mejorando el asilamiento tanto de las paredes como de los techos y, muy importante, de las ventanas.
Aunque a primera vista pueda parecer que son iguales o que cualquier material que se utilice en las paredes va a comportarse igual como barrera al paso de la energía, la realidad es bien distinta. El mármol va a dejar pasar el doble de la energía que lo hará un ladrillo mientras que un aislante como la lana mineral dejará pasar 50 veces menos el calor o el frío.
En líneas generales los materiales poco densos (el aire, el corcho, la lana etc.) son buenos aislantes y los muy densos (mármol, metales, virio, hormigón etc.) son malos aislantes.
Cuando se diseña una casa, los materiales de la piel tienen que tener mas características que solo la de controlar el clima exterior y por eso habrá que usar varios, de forma que cada uno cumpla su función. Por ejemplo, el ladrillo visto hacia el exterior para elegir la estética y la durabilidad y el yeso en el interior para dejar las paredes del color blanco. Pero en el medio, habrá que incorporar algún otro material que aporte la resistencia al paso del calor que se necesita. Ese aislante puede ser aire, lana de roca, corcho o muchos otros. Aunque no se vea es muy importante y ser cuidadosos al elegirlo, así controlará el clima de la vivienda y ahorrará energía durante toda su vida.
Aunque el aislante va a ser un freno importante, no va a evitar que una parte de la energía circule en el sentido no deseado. Por eso, además del material hay que fijarse en el color.
Los techos de las casas son la superficie que mas energía recibe del Sol en particular en el verano cuando no debe entrar. Por eso, los techos oscuros hacen que los materiales absorban más energía y por mucho aislamiento que se ponga, esa energía que no se desea entrará en la casa. Algo tan simple como elegir colores claros para los materiales del techo va a ahorrar mucha energía. En los sitios fríos donde el calor no es lo más importante del año, el usar materiales como la pizarra no va a ser ningún inconveniente.
Una vez dentro de la vivienda hay que intentar repartir y almacenar la energía de la mejor forma posible. En aquellas estancias que estén orientadas al sur y les entre el sol en invierno hay que almacenar su energía. Normalmente el sol dará sobre el suelo y es aquí donde se va a poder almacenar la energía solar. Se buscarán materiales con buena capacidad de almacenar
calor como es el caso del concreto o la cerámica. Si además se escoge un color oscuro para las losas se atrapará mucha de la energía que llega durante el día que se irá distribuyendo poco a poco por la noche.
En el supuesto de una habitación que le dé el sol en invierno y que tenga un suelo de parquet, su funcionamiento será distinto. Como la capacidad de la madera de almacenar calor es mucho menor, la temperatura subirá mucho durante las horas de sol pero no tendrá nada almacenado para cuando llague la noche.
La estrategia a buscar en los climas cálidos será siempre la de conseguir que las temperaturas de todos los materiales que estén alrededor sean las más frescas posibles. Los colores claros de las paredes ayudan a controlar la temperatura, los materiales con buena capacidad calorífica evitarán que como en el caso de la arena de la playa, la temperatura suba de forma indeseable.
Las propiedades a medir serían:
Conductividad térmica (λ) [W/(m.ᵒC)]: Es la propiedad del material de transmitir el calor de una superficie a la otra. Esta propiedad es la principal, tanto para un grupo amplio de materiales de aislamiento térmico, como también para los materiales empleados en la construcción de paredes exteriores y recubrimientos de los edificios.
Capacidad calorífica o calor específico [kJ/(kg.ᵒC)]: Es la cantidad de calor que es necesario transmitir a 1 kg del material dado para aumentar su temperatura en 1ᵒC. El calor específico de un material puede aumentar si contiene una elevada proporción de agua en su masa, como ocurre con el terreno natural o los cerramientos húmedos.
Coeficiente de dilatación térmica lineal [µm/(m.⁰C)] (57): Es el cociente que mide el cambio relativo de longitud o volumen que se produce cuando un cuerpo sólido o un fluido dentro de un recipiente experimenta un cambio de temperatura que lleva consigo una dilatación térmica.
Temperatura media radiante (58): La temperatura media radiante de un ambiente real se define como la temperatura uniforme de un recinto negro imaginario que tuviera la misma transferencia de calor por radiación hacia la persona que el recinto real (Ver Figura 8). También puede considerarse como el promedio de las temperaturas de los alrededores teniendo en cuenta sus emisividades.
57 http://es.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_dilatación 58 Jhonny D. Gamboa, Miguel E. Rosillo, Carlos A. Herrera, Oswaldo López B., Verónica Iglesias, “Confort Ambiental En vivienda de
interés social en Cali”, Universidad del Valle, mayo de 2011, página 28 ‐29.
Figura 8. Temperatura media radiante.
Fuente: Jhonny D. Gamboa, Miguel E. Rosillo, Carlos A. Herrera, Oswaldo López B., Verónica Iglesias, “Confort Ambiental en vivienda de interés social en Cali”, Universidad del Valle, mayo de 2011, página 29.
PROPIEDADES ACÚSTICAS:
Sonido (59): Es una alteración física de un medio (gaseoso, líquido, o sólido) que produce variaciones de presión recogidas por el oído humano en forma de vibraciones en el tímpano. La unidad de medida del sonido es el decibelio (dB). La Figura 9 muestra el campo audible en dB y frecuencias (Hz).
Figura 9. Campo audible en dB y Frecuencias.
Fuente: ANDIMAT, Asociación Nacional de Fabricantes de Materiales Aislantes, “informe soluciones de aislamiento acústico (1ª Parte)”, España, año 2010, página 18.
Absorción sonora (60): La absorción sonora por el aire es debida a la acción molecular y viscosidad, siendo importante sólo a altas frecuencias y para grandes distancias. La
59 ANDIMAT, Asociación Nacional de Fabricantes de Materiales Aislantes, “informe soluciones de aislamiento acústico (1ª Parte)”,
España, año 2010, página 18. 60 CEMCO 85 – X Curso de estudios mayores de la construcción, “edificación, su patología y control de calidad, capítulo IV. Área de
habitabilidad”, Instituto Eduardo Torroja, 1985, página 147.
absorción sonora en el interior de un recinto, es debida fundamentalmente a la transferencia directa de la energía acústica en energía calorífica por los procesos internos de fricción y amortiguamiento que se producen en el interior de los materiales, llamados absorbentes. También la energía sonora se disipa a través de los huecos como son las ventanas (Ver Figura 10Figura 6 y Figura 11).
Coeficiente de absorción sonora (α) (61): Define las propiedades de un material y es la relación entre la energía absorbida y la energía incidente. Es función de la frecuencia del sonido y del ángulo de incidencia.
Reverberación (62): El fenómeno o proceso de reverberación de un sonido en un recinto es debido a las diversas reflexiones del sonido en las paredes y demás superficies del recinto (Ver Figura 6). El tiempo de reverberación caracteriza el comportamiento acústico de un recinto y se define como el tiempo necesario para que el nivel sonoro disminuya en 6 dB una vez cesa de emitir sonido la fuente, se mide en segundos, y depende de la frecuencia siendo función del volumen del recinto, de su absorción total y de la forma y diseño.
Figura 10. Descripción de las propiedades acústicas en la construcción.
Fuente: C. Beall, R. Jaffe, “Concrete & Masonry, DATABOOK”, 3.5.1 Types of Acoustical Ratings, pag 3.39. Traducido por ECOINGENIERÍA S.A.S.
61 CEMCO 85 – X Curso de estudios mayores de la construcción, “Edificación, su patología y control de calidad, capítulo IV. Área de
habitabilidad”, Instituto Eduardo Torroja, 1985, página 147. 62 CEMCO 85 – X Curso de estudios mayores de la construcción, “Edificación, su patología y control de calidad, capítulo IV. Área de
habitabilidad”, Instituto Eduardo Torroja, 1985, página 147.
Figura 11. Aislamiento y absorción acústico en un material.
Fuente: ANDIMAT, Asociación Nacional de Fabricantes de Materiales Aislantes, “informe soluciones de aislamiento acústico (1ª Parte)”, España, año 2010, página 19‐20.
Los materiales seleccionados para efectuar el análisis en esta categoría, son aquellos más utilizados en la construcción de vivienda para Cali y la región, según se dedujo de la información de las actividades 1 y 2.
Con objeto de aportar a la comprensión del análisis de las propiedades físicas, mecánicas, térmicas, acústicas, eléctricas, químicas de todo tipo de material y en particular de los materiales de construcción, se ha preparado un enfoque desde la ciencia de los materiales y en particular desde la microestructura de la materia que rigen todas las condiciones de trabajo de cualquier material.
V.2. LOS MATERIALES Y SU MICROESTRUCTURA.
Los materiales disponibles para las aplicaciones en la construcción, la ingeniería y la técnica, se pueden dividir en cinco categorías:
Materiales metálicos
Materiales cerámicos
Materiales poliméricos
Materiales compuestos
Materiales semiconductores
Las primeras tres categorías se pueden asociar con distintos tipos de enlaces atómicos, con formas cristalinas o amorfas, constituidos por elementos o compuestos (Ver Figura 12). La cuarta categoría es la de los materiales compuestos y corresponde a la combinación de dos o más materiales de las tres primeras categorías. La quinta categoría, los semiconductores, es una categoría separada de materiales electrónicos distinguidos por ser únicos, dada su conductividad eléctrica.
Figura 12. Categorización de los materiales. Fuente: ECOINGENIERÍA S.A.S
V.3. VALORES DE LAS PROPIEDADES EN LOS MATERIALES
Las propiedades de los materiales de construcción (ver Tabla 43) se ven influenciadas por el ciclo de los materiales (la interacción entre material, energía y medio ambiente) que éste haya tenido desde su extracción hasta la vida útil. Termodinámicamente todo material tiende a su estado de mínima energía, por tanto, la vida útil de los materiales está condicionada al ciclo de los materiales (Ver Figura 13), en otras palabras, la vida útil de un material se refiere a la durabilidad del material.
De acuerdo con la norma ASTM E 632 “Standard Recommended Practice for Developing short‐ term accelerated tests for prediction of the service life of Building Components and materials”, la durabilidad es la capacidad de mantener en servicio un producto, componente conjunto o construcción durante un tiempo especificado. Desde este punto de vista la durabilidad es un atributo fundamental de la mayoría de los materiales de construcción y de sus componentes; no se puede considerar como una cualidad absoluta, puesto que cambia con las modificaciones del medio ambiente.
Tabla 43. Categorización de las propiedades de los materiales de construcción.
Fuente: Elaborado por ECOINGENIERÍA S.A.S
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN
FÍSICAS QUÍMICAS MECÁNICAS TÉRMICAS ELÉCTRICAS ACÚSTICAS ÓPTICAS SOLARES
Dimensiones Forma
Composición química
Resistencia a tensión
Capacidad Conductividad
Capacidad Conductividad
Transmisión del sonido
Transmisión de la luz
Emisividad (emitancia)
Densidad Peso
específico
Acidez o alcalinidad
Compresión Cortante
Expansión térmica
Aislamiento eléctrico
Reflexión del sonido
Reflexión de la luz
Absorción solar
Pesos volumétricos
Reactividad química
Flexión Impacto
Calor específico
Resistividad Absorción sonora
Filtrado de la luz
TransmisiónTransmitancia
Porosidad Facilidad de corrosión
Rigidez Elasticidad
Aislamiento térmico
Reverberancia Reflexión solar
Contenido de humedad
Plasticidad Ductilidad
Textura Dureza
Figura 13. Ciclo Total de los materiales. Fuente: ECOINGENIERÍA S.A.S
La Tabla 44 muestra las referencias bibliográficas utilizadas para recopilar la información contenida en las tablas de propiedades de los materiales utilizados en la construcción en Colombia y que se clasificaron en cuatro categorías: metálicos, cerámicos, polímeros y compuestos.
Tabla 44. Referencias bibliográficas para las tablas de los materiales.
Referencias Bibliográficas 1
METALES
http://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=d1bdbccde4da4da4a9dbb8918d783b29
2 http://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=ca486cc7cefa44d98ee67d2f5eb7d21f
3 Transferencia de Calor; J.P.Hollman; 8a edición; McGrawHill España 1998
4 http://www.engineeringtoolbox.com/solar‐radiation‐absorbed‐materials‐d_1568.html
5 Procesos de Transferencia de Calor; Donald Q, Kern; CECSA, México 1999
6 Coronel J. F., “Colección de tablas, gráficas y ecuaciones de transmisión de calor” Versión 3.2, Universidad de Sevilla, 2005
7 http://www.engineeringtoolbox.com/linear‐expansion‐coefficients‐d_95.html
8 http://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=0cd1edf33ac145ee93a0aa6fc666c0e0&ckck=1
9 CEMCO 85 – X Curso de estudios mayores de la construcción, “Edificación, su Patología y Control de Calidad, capítulo IV. Área de Habitabilidad”, Instituto Eduardo Torroja, 1985, página 147
10 http://www.owa.de/docs/pdf/13_Acoustics_091110x.pdf
11
CER
ÁMICOS
Laboratorio de Materiales de ECOINGENIERÍA S.A.S
12 Transferencia de Calor; J.P.Hollman; 8a edición; McGrawHill España 1998.
13 Los Materiales y sus características Técnicas
14 Coronel J. F., “Colección de tablas, gráficas y ecuaciones de transmisión de calor” Versión 3.2, Universidad de Sevilla, 2005
15 G.I.GORCHAKOV, “Materiales de Construcción”, Editorial MIR Moscú, 1984, página 36 – 37
16 http://www.engineeringtoolbox.com/linear‐expansion‐coefficients‐d_95.html
17 C. Beall, R. Jaffe, “Concrete & Masonry, DATABOOK”, 3.5.1 Types of Acoustical Ratings, pag 3.38
18 http://www.engineeringtoolbox.com/emissivity‐coefficients‐d_447.html
19 Procesos de Transferencia de Calor; Donald Q, Kern; CECSA, México 1999
20 Manual del Ingeniero Químico, 6a Edición, McGrawHill,1996,Mexico
21 Transferencia de Calor; M. Necati; Mc Graw Hill; Bogotá 1979
22 Z. FRANJETIC, "Endurecimiento rápido del hormigón", Instituto Eduardo Torroja de la Construcción y del Cemento, Madrid, año 1971, página 72
23 Luis de Villanueva D. y Alfonso García S., "Manual del yeso", Asociación Técnica y empresarial del yeso ATEDY, Madrid, abril de 2001, tabla 3.17
24 http://www.centrocristal.com.ar/Productos/propiedades_generales_del_vidrio.htm
25 Catalogo de elementos Constructivos del Código Técnico de la edificación; Instituto Eduardo Torroja de Ciencias de la Construcción, con la colaboración de CEPCO y AICIAM; v6,3 marzo 2010
26 http://www.owa.de/docs/pdf/13_Acoustics_091110x.pdf
27 CEMCO 85 – X Curso de estudios mayores de la construcción, “Edificación, su Patología y Control de Calidad, capítulo IV. Área de Habitabilidad”, Instituto Eduardo Torroja, 1985
28 C. Beall, R. Jaffe, “Concrete & Masonry, DATABOOK”, 3.5.1 Types of Acoustical Ratings,
29 Catálogo de soluciones acústicas y térmicas para la edificación; Mayo 2009; ATEDY – España
30 http://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=bef6d86a5fe94c91b2300ed172e2a1f4 31
POLÍMER
OS
http://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=bef6d86a5fe94c91b2300ed172e2a1f4 32 G.I.GORCHAKOV, “Materiales de Construcción”, Editorial MIR Moscú, 1984
33 Coronel J. F., “Colección de tablas, gráficas y ecuaciones de transmisión de calor” Versión 3.2, Universidad de Sevilla, 2005
34 Norma española NBE‐CT‐79
35 Procesos de Transferencia de Calor; Donald Q, Kern; CECSA, México 1999
36 Transferencia de Calor; M. Necati; Mc Graw Hill; Bogotá 1979
37 http://www.plasticbages.com/caracteristicaspvc.html
38 http://www.infraredheaters.com/manual15.html
39 http://www.engineeringtoolbox.com/linear‐expansion‐coefficients‐d_95.html
40 C. Beall, R. Jaffe, “Concrete & Masonry, DATABOOK”, 3.5.1 Types of Acoustical Ratings
41 ACOUSTIC AND MECHANICAL PROPERTIES OF PVC/GTR COMPOSITES;X. Colom, X. Cañavate, F. Carrillo, M. Mañosa and M.J. Lis Department of Chemical Engineering, Universitat Politécnica de Cataluña Barcelona Tech , 08222 Tarrasa (Spain).
42 C. Beall, R. Jaffe, “Concrete & Masonry, DATABOOK”, 3.5.1 Types of Acoustical Ratings, pag 3.40
43 http://www.es.msbeyond.eu/index.php/consejos/aislamiento_acustico
44 http://www.vaxasoftware.com/doc_edu/fis/inrefraccion.pdf
45 Smith/Hashemi, "Foundations of Materials Science and Engineering", 4 edition. 2006
46
COMPUESTO
S
Laboratorio de Materiales de ECOINGENIERÍA S.A.S
47 Coronel J. F., “Colección de tablas, gráficas y ecuaciones de transmisión de calor” Versión 3.2, Universidad de Sevilla, 2005
48 Christine Beall‐Rochelle Jaffe,Concrete and Masonry Databook, USA, 2002,sección 3.4.17.
49 http://www.engineeringtoolbox.com/emissivity‐coefficients‐d_447.html
50 Norma española NBE‐CT‐79
51 http://www.engineeringtoolbox.com/linear‐expansion‐coefficients‐d_95.html
52 PCA, Portland Cement Association, “Concrete masonry Handbook”, fifth edition, 1991, tabla 3‐9
53 Luis de Villanueva D. y Alfonso García S., "Manual del yeso", Asociación Técnica y empresarial del yeso ATEDY, Madrid, abril de 2001, tabla 3.17
Según la categorización de los materiales, se presentan los valores de las propiedades de cada uno. En cada material se definen propiedades particulares de acuerdo a la ciencia de los materiales (su naturaleza).
Las propiedades térmicas, ópticas, acústicas y solares, permiten una correcta valoración de las condiciones de “confort” en un lugar habitado, por tanto el estudio se enfocó en estas propiedades principalmente. Por ejemplo, la emisividad es una propiedad que de acuerdo al material y sus condiciones ambientales, permite calcular, a partir de la ecuación Stefan–Boltzmann, la cantidad de calor emitido por radiación.
V.3.1. MATERIALES EN LA CATEGORÍA DE METÁLICOS
Las propiedades de los materiales metálicos pueden variar de acuerdo a la composición química y mineralógica.
Los aceros más empleados en la construcción son los aceros AISI 1010 – 1020. Se utiliza para reforzar al concreto o como estructura metálica ‐ columnas y vigas ‐ en la vivienda. El cobre se emplea en varillas, barras o en el cableado eléctrico, telefónico y estructural de la vivienda. Las aleaciones de aluminio más utilizado son las de la serie 1XXX y 6XXX, que están en perfilería anodizada y en elementos o instrumentos para la construcción.
La conductividad térmica de los aceros es menor que la del cobre y el aluminio, por tanto, estos materiales tienen la facilidad de calentarse fácilmente al contacto con una fuente de energía, sea esta eléctrica o por radiación, conducción o convección. (Ver Tabla 45).
Tabla 45. Propiedades de los Materiales Metálicos.
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES METÁLICOS
PROPIEDADES (UNIDAD) CARACTERISTICASACERO DE
CONSTRUCCIÓN COBRE ALUMINIO
FISICAS DENSIDAD (kg/m3)
Valor 7870 8820 2707
Temperatura (⁰C) 20 20 20
Bibliografía 1 2 3
SOLARES
COEFICIENTE DE ABSORCIÓN SOLAR
(Factor Adimensional)
Valor 0,76 ‐ 0,81 0,64 0,15 ‐ 0,3
Temperatura (⁰C) 20 20 20
Bibliografía 4 4 4
COEFICIENTE DE REFLEXIÓN SOLAR
Valor
0,63
Bibliografía 2
COEFICIENTE DE RADIACION (Emisividad ‐ Factor adimensional)
Valor 0,657 ‐ 0,8 0,052 ‐ 0,072 0,04 ‐ 0,11
Temperatura (⁰C) 23 22 22
Bibliografía 5 3 3
TERMICAS
CONDUCTIVIDAD TERMICA “k” (W/m.ᵒC)
Valor 51,9 – 80,2 353 ‐ 360 202,4 – 210
Temperatura (⁰C) 20 27 0
Bibliografía 1 y 6 2 5
CALOR ESPECIFICO “Cp” (J/kg.⁰C)
Valor 448 – 486 0,38 0,77 ‐ 0,91
Temperatura (⁰C) 50 – 100 20 20
Bibliografía 1 y 6 2 7 y 5
COEFICIENTE DE EXPANSIÓN TERMICA LINEAL (µm/m.⁰C)
Valor 10,1 ‐ 14,9 16,6 25
Temperatura (⁰C) 0 ‐ 100 20 ‐ 100 20 ‐ 100
Bibliografía 1 7 8
DIFUSIVIDAD TÉRMICA “α” (106 m2/s)
Valor 17,7 ‐ 23,1 117 97,1
Temperatura (⁰C) 27 27 27
Bibliografía 6 6 6
ACÚSTICAS
COEFICIENTE DE ABSORCIÓN ACÚSTICA (Factor adimensional)
Valor 0,51 ‐ 0,92
Frecuencias (Hz) 125 ‐ 2000
Bibliografía 9
NIVEL DE AISLAMIENTO ACÚSTICO (dB)
Valor 56
Bibliografía 10
ELÉCTRICAS RESISTIVIDAD
ELECTRICA (Ohm.cm)
Valor 0,0000143 ‐0,0000159
0,00000192 0,0000027
Temperatura (⁰C) 20 20 20
Bibliografía 1 2 8Fuente: Elaborado por ECOINGENIERÍA S.A.S
V.3.2. LOS MATERIALES CERÁMICOS
En esta categoría de los materiales cerámicos están incluidos: los agregados de construcción, el cemento, el yeso, la cal, el ladrillo de arcilla, las baldosas cerámicas, las teja de arcilla y el vidrio. La información esta consignada en la Tabla 46).
Tabla 46. Propiedades de los Materiales Cerámicos.
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES CERAMICOS
PROPIEDADES (UNIDAD) CARACTERISTICASARENA DE
RÍO AGREGADOS TRITURADOS
CEMENTO PORTLAND
YESO LADRILLO CERAMICABALDOSAS
TEJAS VIDRIO
ARCILLA PLANO DE 3‐4 mm
FISICAS
DENSIDAD (kg/m
3)
Valor 2390 ‐ 2540 2670 ‐ 3080 3000 ‐ 3150 1400 ‐1800 1650‐1800 1650 1650 ‐ 2000 2500
Temperatura (⁰C) 26 26 26 20 20 20 20 20
Bibliografía 11 11 11 12 11 13 14 15
PESO VOLUMÉTRICO SUELTO (kg/m3)
Valor 1100 ‐ 1390 1450 ‐ 1610 900 ‐ 1250
Temperatura (⁰C) 25 23 28
Bibliografía 11 11 11
PESO VOLUMÉTRICO COMPACTO (kg/m3)
Valor 1260 ‐ 1640 1680 ‐ 1880
Temperatura (⁰C) 24 23
Bibliografía 11 11
SOLARES
COEFICIENTE DE ABSORCIÓN SOLAR (Adimensional)
Valor 0,62 – 0,73 0,84
0,65 ‐ 0,85 0,50 0,64
Temperatura (⁰C) 20 20 20 20 20
Bibliografía 16 16 17 16 16
COEFICIENTE DE RADIACION (Emisividad)
Valor 0,76 0,90 – 0,93
0,903 0,93 0,924 0,63 ‐ 0,94 0,9
Temperatura (⁰C) 21 21 22 1371 37
Bibliografía 18 18 19 20 20 y 21 21 21
TERMICAS
CONDUCTIVIDAD TERMICA “k” (W/m.ºC)
Valor 0,270‐0,340 0,7 ‐ 0,9 0,53 0,05 – 0,6 1,004 0,76 ‐ 0,8 0,76 – 1,0 0,65 ‐ 1,05
Temperatura (⁰C) 20 20 20 20 20 20 20 20
Bibliografía 22 22 30 23 21 13 y 22 22 y 14 23 y 24
CALOR ESPECIFICO “Cp”(J/kg.⁰C)
Valor 180 200 190 837 920 – 1380 210 ‐ 800 210 ‐ 800 833
Temperatura (⁰C) 20 20 20 20 20 20 20
Bibliografía 22 22 22 13 23 25 y 22 25 y 22 13
COEFICIENTE DE EXPANSIÓN TERMICA LINEAL (µm/m.⁰C)
Valor 7,9 ‐ 12,9 3,96 ‐ 12,0 10 16,4 5,5 5,9
4,0 ‐ 9,0
Temperatura (⁰C) 20 20 20 20 20 20 20
Bibliografía 17 y 22 17 y 22 16 26 16 16 16 y 20
ACÚSTICAS
COEFICIENTE DE ABSORCIÓN
ACÚSTICA (Factor adimensional)
Valor
0,01 ‐ 0,04 0,03 ‐ 0,07
0,70 ‐ 0,75 0,35 ‐ 0,04
Frecuencia (Hz) 125 ‐ 2000 125 ‐ 4000 125 ‐ 4000 125 ‐ 4000
Bibliografía 27 28 y 27 17 y 28 28 y 27
NIVEL DE AISLAMIENTO ACÚSTICO (dB)
Valor
43 ‐ 68
Bibliografía 29
V.3.3. LOS MATERIALES POLIMÉRICOS:
En está categoría se incluyen: el PVC, la pintura y la madera. La madera se incluye en esta categoría, puesto que sus estructuras celulósicas están compuestas por enlaces covalentes principalmente.
Tabla 47. Propiedades de los materiales poliméricos.
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES POLIMERICOS
PROPIEDADES (UNIDAD) CARACTERISTICAS MADERA PVC PINTURA
FISICAS DENSIDAD (kg/m3)
Valor 380‐600 1240 ‐ 1360 1200
Temperatura (⁰C) 20 20 20
Bibliografía 31, 32 y 33 31 34
TERMICAS
CONDUCTIVIDAD TERMICA “k” (W/m.ᵒC)
Valor 0,14 ‐ 0,207 0,12 ‐ 0,25 0,2
Temperatura (⁰C) 20 23 20
Bibliografía 35 y 36 37 34
CALOR ESPECIFICO “Cp” (J/kg.⁰C)
Valor 1758 – 2810 1000 ‐ 1500 1460
Temperatura (⁰C) 20 20 20
Bibliografía 35 y 36 37 34
COEFICIENTE DE RADIACION (Emisividad ‐ Factor adimensional)
Valor 0,85 ‐ 0,91 0,9 0,52 ‐ 0,96
Temperatura (⁰C) 21 ‐ 37 18 100
Bibliografía 35 y 36 38 35
COEFICIENTE DE EXPANSIÓN TERMICA LINEAL (µm/m.⁰C)
Valor 3.7 ‐ 5.65 50.4 ‐ 63,1
Temperatura (⁰C) 2,34 20
Bibliografía 39 39 y 31
ACÚSTICAS
COEFICIENTE DE ABSORCIÓN ACÚSTICA (Factor adimensional)
Valor 0,28 ‐ 0,11 < 0,1 0.20
Frecuencias (Hz) 125 ‐ 4000 500 ‐ 3000
Bibliografía 40 41 42
NIVEL DE AISLAMIENTO ACÚSTICO
Valor 0.08 60‐70
Temperatura (⁰C) 23 23
Bibliografía 42 43
ÓPTICAS ÍNDICE DE REFRACCIÓN (Factor Adimensional)
Valor
1,58
Bibliografía 44
ELÉCTRICAS RESISTIVIDAD ELECTRICA
(Ohm.cm)
Valor
6,00E+14
Temperatura (⁰C) 20
Bibliografía 45
Fuente: Elaborado por ECOINGENIERÍA S.A.S
La conductividad térmica de estos materiales, es inferior sí se compara con el resto de los materiales. Por ello, al evaluar la capacidad de conducción del calor, esta sería inferior en sistemas constructivos compuestos por materiales como madera, PVC y pintura (ver Tabla 47).
V.3.4. MATERIALES COMPUESTOS: CONCRETOS, MORTEROS
Las propiedades de los materiales compuestos presentados en la Tabla 48, dependen de las características de las materias primas que los componen, por lo tanto se hizo una profundización de estas propiedades. Sin embargo, las bases de estos tres materiales compuestos son las mismas, cemento, agua y agregados, por lo tanto en general sus propiedades serán similares.
Tabla 48. Propiedades de los materiales compuestos.
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES COMPUESTOS
PROPIEDADES (UNIDAD) CARACTERISTICAS CONCRETOS MORTEROS BLOQUE DE CONCRETO
FÍSICAS
PESO VOLUMÉTRICO SUELTO (kg/m3)
Valor 2320 ‐ 2430 1600 ‐ 2000
Temperatura (⁰C) 29 27
Bibliografía 3 3
PESO VOLUMÉTRICO (bulk) (kg/m3)
Valor 2450 ‐ 2580 1750 ‐ 2250 1200
Temperatura (⁰C) 29 27
Bibliografía 3 3 36
SOLARES
COEFICIENTE DE ABSORCIÓN SOLAR
(Factor Adimensional)
Valor 0,65
Ver Tabla 50 Temperatura (⁰C)
Bibliografía 32
COEFICIENTE DE RADIACIÓN (Emisividad ‐ Factor adimensional)
Valor 0,85 0,93 0,94
Temperatura (⁰C) 20 20 20
Bibliografía 26 26 26
TÉRMICAS
CONDUCTIVIDAD TÉRMICA “k” (W/m.ºC)
Valor 0,05 ‐ 1,63 0,87 ‐ 1,40 0,49
Densidad (kg/m3) 305 ‐ 2400 1600 ‐ 2000 1200
Bibliografía 33 33 36
CALOR ESPECÍFICO “Cp” (J/kg.⁰C)
Valor 1050 1050 1050
Densidad (kg/m3) 2400 2000 1200
Bibliografía 33 33 36
COEFICIENTE DE EXPANSIÓN TÉRMICA LINEAL (µm/m.⁰C)
Valor 9,8 ‐ 14,5 7,3 ‐ 13,5 4,7 – 9,0
Temperatura (⁰C)
Bibliografía 4 4 4
ACÚSTICAS
COEFICIENTE DE ABSORCIÓN ACÚSTICA (Factor adimensional)
Valor 0,015 0,025 ‐ 0,043
Frecuencia (Hz) 125 ‐ 4000
Bibliografía 34 35
NIVEL DE AISLAMIENTO ACÚSTICO (dB)
Valor 30 ‐ 70
Frecuencia (Hz) 100 ‐ 1000
Bibliografía 34Fuente: Elaborado por ECOINGENIERÍA S.A.S
La Figura 14 muestra la dependencia entre la conductividad térmica de los materiales inorgánicos y la masa volumétrica. Elementos (muros, techos o pisos) fabricados con baja masa volumétrica permite que la temperatura se transfiera más lentamente, por tanto en climas cálidos las viviendas serán más frescas, puesto que el calor exterior demorará más para que difunda dentro de la vivienda y en climas fríos con sistemas de calefacción interna, el calor tendrá una difusión más lentamente.
Figura 14. Dependencia entre la conductividad térmica de los materiales inorgánicos y la masa volumétrica. 1 – Materiales
secos, 2 y 3 – Materiales secos al aire con diferente humedad, 4 – Materiales saturados de agua. Fuente: G.I.GORCHAKOV, “Materiales de Construcción”, Editorial MIR Moscú, 1984, página 36 – 37.
La conductibilidad térmica de los materiales cerámicos (ladrillo rojo) compactados es: 1,16 W/(m.°C). Al conformar un material cerámico poroso no solo se reduce la masa volumétrica sino que se disminuye la conductividad térmica. Al aligerar los ladrillos cerámicos para muros de 1800 a 700 kg/m³, la conductividad térmica disminuye de 0,8 a 0,21 W/(m.°C). Esto permitiría reducir el espesor del muro externo y con ello la cantidad de materiales para hacer una estructura de baja transferencia de calor (ver Figura 14 y Tabla 49). (63)
Tabla 49. Conductividad térmica de materiales usados en vivienda.
Material Conductividad [W/m.ᵒC]
Concreto acabado natural 1,18 ± 0,05
Concreto acabado exterior estuco y pintura 1,23 ± 0,05
Concreto prefabricado con poliestireno expandido granulado en el interior 0,73 ± 0,02
Concreto prefabricado con lámina de poliestireno expandido en el interior 0,57 ± 0,02
Módulo con granito lavado 0,76 ± 0,03 Fuente: Jhonny D. Gamboa, Miguel E. Rosillo, Carlos A. Herrera, Oswaldo López B., Verónica Iglesias, “Confort Ambiental En
vivienda de interés social en Cali”, Universidad del Valle, mayo de 2011, página 84.
Al incrementarse la humedad y la densidad en los materiales de construcción como el concreto, morteros o grouts, aumenta la conductividad térmica (ver Figura 15) y con ello se reduce el confort térmico de la edificación.
63 G.I.GORCHAKOV, “Materiales de Construcción”, Editorial MIR Moscú, 1984, página 100.
Figura 15. Conductividad térmica del concreto, morteros o grout dependiendo del peso unitario y la humedad. Los agregados
influyen en la conductividad puesto que varían los pesos unitarios de los productos. Fuente: Elaborado por ECOINGENIERÍA S.A.S basado en PCA, Portland Cement Association, “Concrete masonry Handbook”, fifth
edition, 1991, fig. 3‐17.
Es esencial que para el diseño de los muros se tengan en cuenta los flujos de calor. Esto es cuantificable mediante los coeficientes o índices de flujo total de calor transmitido (U). Esta es la cantidad total de calor (W) que pasa a través de 1 m2 (pared, piso o techo) por hora por cada grado centígrado de temperatura, en una diferencia térmica dada entre el aire y los lados fríos o calientes del espacio.
Otra variable en el flujo de calor es la resistencia calorífica (R) que presenta la sección construida, el material y el aire o la película superficial. El valor de (R) es reciproco al coeficiente de calor total transmitido (U). Los valores de (R) dependen del espesor de la sección construida, las unidades son [(m2.ᵒC.h)/W].
La resistencia calorífica (R) del bloque de concreto aumenta a medida que el peso volumétrico (bulk) disminuye y aumenta el espesor del muro (ver Tabla 50).
Tabla 50. Valores de resistencia calorífica (R) en muros de mampostería en bloque de Concreto (64)
Espesor de la pared (cm)
Aislamiento en los huecos
Valores de (R) dependiendo del peso unitario del bloque de concreto
961 kg/m3 1281 kg/m3 1601 kg/m3 1922 kg/m3 2243 kg/m3
10 Lleno 3,36 2,79 2,33 1,92 1,14
Vacío 2,07 1,68 1,40 1,17 0,77
15 Lleno 5,59 4,59 3,72 2,95 1,59
Vacío 2,25 1,83 1,53 1,29 0,86
20 Lleno 7,46 6,06 4,85 3,79 1,98
Vacío 2,30 2,12 1,75 1,46 0,98
25 Lleno 9,35 7,45 5,92 4,59 2,35
Vacío 3,00 2,40 1,97 1,63 1,08
30 Lleno 10,98 8,70 6,80 5,18 2,59
Vacío 3,29 2,62 2,14 1,81 1,16Fuente: Elaborado por ECOINGENIERÍA S.A.S., basado en PCA, Portland Cement Association, “Concrete masonry Handbook”,
fifth edition, 1991, tabla 3‐9
64 Los valores de R, no incluyen en la sumatoria los efectos de la película de aire o la conductancia de la superficie en el interior de
la pared y en el exterior.
Los valores de la transmisión de calor total (U) en un muro, piso o techo, pueden disminuir al densificar o rellenar los huecos. Además, si los materiales que se utilizan son de baja densidad se optimiza la reducción de la transmisión del calor total. En la Tabla 51 se presenta el comportamiento de los bloques de concreto en una pared de 20 cm, utilizando panel yeso para recubrirlos y/o rellenando los huecos con varios materiales.
Tabla 51. Valores de U para una pared de 20 cm con bloque de concreto.
Detalles de la pared
Valores de (U) dependiendo de la densidad de los bloques de concreto
961 kg/m3
1281 kg/m3
1601 kg/m3
1922 kg/m3
2243 kg/m3
Sin aislamiento 0,32 0,34 0,38 0,43 0,55
Sin aislamiento y panel yeso de ½” 0,21 0,23 0,25 0,27 0,31
Aislamiento rellenando los huecos 0,12 0,14 0,18 0,21 0,35
Aislamiento rellenando los huecos con fibra de vidrio y panel yeso de ½” 0,08 0,09 0,10 0,11 0,14
Aislamiento rellenando los huecos con poliestireno y panel yeso de ½” 0,07 0,08 0,09 0,10 0,12
Aislamiento rellenando los huecos con poliuretano y panel yeso de ½” 0,07 0,07 0,08 0,09 0,11
Los valores típicos de los coeficientes de reducción de ruido (NRC) en los bloques de concreto se muestran en la Tabla 52. Los coeficientes dependen del acabado superficial del bloque, entre más liso sea este mayor es la reducción y si están fabricados con agregados pesados la reducción del ruido es mayor. Además, con pinturas o recubrimientos con base en materiales cementantes aplicado con brocha sobre la superficie del bloque de concreto en dos capas, el nivel de ruido se reduce en un 90% dependiendo de los valores de NRC que tenga el bloque.
Tabla 52. Valores de los coeficientes de reducción del ruido en bloques de concreto y su influencia de la pintura en la reducción del ruido.
Material Textura de la superficie NRC aproximado
Bloques de concreto con agregados ligeros sin pintar
Áspero 0,40
Medio 0,45
Liso 0,50
Bloques de concreto con agregados pesados sin pintar
Áspero 0,26
Medio 0,27
Liso 0,28
Reducción del ruido dependiendo de la pintura
Pintura Aplicador Una capa Dos capas
Aceite Brocha 20% 55%
Látex Brocha 30% 55%
Cementante Brocha 60% 90% Fuente: Elaborado por ECOINGENIERÍA S.A.S., basado en PCA, Portland Cement Association, “Concrete masonry Handbook”, fifth
edition, 1991, tabla 3‐14
V.4. ESTUDIO TERMOGRÁFICO:
Este estudio, que no estaba incluido en el alcance del trabajo, se realizó para reconocer de primera mano el comportamiento térmico de los sistemas constructivos analizados. Hasta el momento conocíamos del comportamiento de los elementos o los materiales de construcción individualmente, pero no se habían analizado integrados en un sistema constructivo real y actuando. Fue la oportunidad de aportarle al estudio una visión de cómo trabajan las edificaciones durante su servicio o vida útil, en función de los aspectos climáticos puesto que se ejecutó en una época de pleno verano con temperaturas máximas en la región. Para ello se recibió el apoyo de una cámara termográfica de alta calidad operada por personal idóneo entrenado y acostumbrado a ejecutar este tipo de análisis para el sector industrial en sus plantas de producción.
V.4.1. RENDIMIENTO ENERGÉTICO EN LA VIVIENDA
El rendimiento energético de una vivienda está en función del confort. El confort sólo se da cuando la temperatura de la piel es estable dentro del rango de 31,5 ᵒC a 34,5 ᵒC (Cengel, 1998) y la temperatura del cuerpo se encuentre en 37 ᵒC. Estas condiciones a su vez dependen de factores internos (metabolismo) y externos (vestimenta, temperatura, humedad relativa, velocidad del aire e intercambio radiante con los alrededores). En el confort las temperaturas del cuerpo y la piel son estables, implicando que el cuerpo humano no está acumulando calor –o sea, está balanceado‐ y la suma de la energía calórica generada en el interior del cuerpo (metabolismo) más la recibida por conducción, convección y radiación es igual al calor transmitido a los alrededores por los mismos tres mecanismos de transferencia más la evaporación (sudoración y respiración) (65).
Según lo anterior es evidente que, para determinar si un ambiente es confortable, se deben conocer cuantitativamente los factores relevantes. La American Society of Heating, Refrigeranting and Air‐Conditioning Engineers, inc (Ashrae, 2005), enumera los más importantes “índices de confort”, el índice de más aceptación y relevancia es el índice de Fanger (66).
Vinculando el confort y las variables fisiológicas, Fanger (1982) propuso una ecuación, válida para interiores, vestimenta normal y actividad moderada, conocida como el Índice de Valoración Media de Fanger (Predicted Mean Vote Index – PMV). El índice PMV predice la respuesta significativa de la mayoría de las personas, acorde a la escala de sensación térmica ASHRAE” (Ver Figura 16). Una vez estimado el PMV se puede determinar el porcentaje de
65 Jhonny D. Gamboa, Miguel E. Rosillo, Carlos A. Herrera, Oswaldo López B., Verónica Iglesias, “Confort Ambiental en viviendas
de interés social en Cali”, Universidad del Valle, mayo de 2011, página 24. 66 Fanger, 1982. El índice de Fanger, involucra todos los parámetros: índice de sobrecarga calórica, temperatura de globo
húmedo, temperatura globo de bulbo húmedo, índice de sudoración, temperatura efectiva e índice de viento helado.
insatisfechos (Predicted Percent Dissatisfied – PPD), valor que indica el grado de aceptación del ambiente en consideración (Ver Figura 16) (67).
Figura 16. Índice de Fanger, índice de confortabilidad.
Fuente: Jhonny D. Gamboa, Miguel E. Rosillo, Carlos A. Herrera, Oswaldo López B., Verónica Iglesias, “Confort Ambiental en viviendas de interés social en Cali”, Universidad del Valle, mayo de 2011, página 30.
De acuerdo con lo anterior y basado en la información del libro “Confort Ambiental en Vivienda de interés social en Cali de mayo de 2011”, el porcentaje de insatisfacción con los sistemas constructivos actualmente utilizados en la vivienda en Cali, está por encima del 76,8% y en la mayoría de los casos es superior al 90%. El índice de confortabilidad (PMV) de todos los sistemas constructivos en VIS está por encima del índice neutro que plantea Fanger mostrado en la Figura 16, siendo un índice de confortabilidad caliente.
Tabla 53. Índice de confortabilidad y % de insatisfacción en las viviendas en el momento más desfavorable del día.
Mampostería Estructural
Sistema Industrializado Mampostería confinada
PMV 2,1 2,5 2,0 2,5 2,9 2,6 3,2 3,0 2,7
PPD (%) 81,1 93,4 76,8 93,4 98,6 95,3 99,7 99,0 96,7
Fuente: Elaborado por ECOINGENIERÍA S.A.S., basado en el documento Jhonny D. Gamboa, Miguel E. Rosillo, Carlos A. Herrera, Oswaldo López B., Verónica Iglesias, “Confort Ambiental en viviendas de interés social en Cali”, Universidad del Valle, mayo de 2011, páginas 93.
Con base en estos resultados, el sistema constructivo en mampostería estructural resulta ser el más confortable de los tres, sin embargo es mayor a la cifra de confort recomendada que sería PMV entre 1 y 1,5. Estos índices aplican para el confort de las viviendas, sean VIS o No VIS. El análisis se puede aplicar a todo el país siguiendo la metodología del estudio reseñado sobre Confort ambiental en viviendas de interés social en Cali.
67 Jhonny D. Gamboa, Miguel E. Rosillo, Carlos A. Herrera, Oswaldo López B., Verónica Iglesias, “Confort Ambiental en viviendas
de interés social en Cali”, Universidad del Valle, mayo de 2011, página 30.
V.4.2. Inspección de sistemas constructivos mediante termografía por infrarrojos.
En esta sección se presentan los termogramas conjuntamente con las fotografías del sitio para que sirva como referencia. El sistema de valoración utilizado es el comparativo, entre los termogramas tomados desde el exterior con su equivalente dentro de la edificación para cada uno de los tres sistemas constructivos inspeccionados. La termografía se realizó con el apoyo de la empresa ANTER LTDA. Las imágenes termográficas se hicieron con el equipo MikroScan 7515. Los sistemas analizados fueron:
CASA 1. Sistema constructivo en mampostería estructural, ladrillo a la vista, cubierta en teja de barro y cielo raso en esterilla cargada con vigas de madera.
CASA 2. Sistema constructivo TIMAGUA con cubierta en lámina galvanizada. CASA 3. Sistema constructivo industrializado, concreto vaciado.
Se tuvieron en cuenta las condiciones encontradas en cada una de las viviendas inspeccionadas, comparando datos de temperatura y humedad relativa del exterior con las del interior en cada caso, las corrientes de aire y los puntos críticos de acumulación de calor generado al interior. Esto con el fin de analizar el consumo energético requerido para alcanzar el confort térmico esperado.
Cada material tiene una emisividad diferente que desconocíamos realmente, por lo que al tomar los termogramas de elementos conformados por materiales diferentes, para este análisis se mantuvo constante en el equipo el valor ε = 0,85. También el equipo tenía una corrección automática de otros factores, como la temperatura ambiente, humedad relativa y distancia, con un margen de error que se puede cuantificar en +/‐ 2%. (68)
V.4.3. Características climatológicas de Cali
La Tabla 54 muestra el rango de características ambientales de la ciudad de Cali, como referencia para el estudio de eficiencia térmica por termografía por infrarrojos.
Tabla 54. Rango de Características climatológicas de Cali
Características Cantidad
Latitud norte 3ᵒ 30’ y 3ᵒ 21’
Longitud Oeste 76ᵒ 33’ y 76ᵒ 27’
Presión atmosférica 670 mmHg
Altura sobre el nivel del mar 970 – 1030 m
Ríos Cali, Cañaveralejo, Aguacatal, Lilí, Meléndez, Pance y Cauca
Velocidades del viento 1,6 y 5,4 m/s (procedentes de los Farallones)
8 y 10,7 m/s (dirección noroeste y noreste)
Rosa de vientos (IDEAM) 79% del tiempo es período de calma
Lluvias 75,7 mm promedio mensual
Temperatura (IDEAM) Clima templado, 15,5ᵒC de variación
68 Hurtado M., González J., Loaiza H., Benítez H., Millán J., “Análisis termográfico de pérdidas de calor en aislamiento de
calderas”, Universidad del Valle, abril, 2009, Cali.
Humedad relativa media (IDEAM) 70 – 75%
Brillo solar 140 y 180 horas/mes
Radiación solar 4,5 y 5,0 KwH/m2 (superficie plana)
Fuente: Elaborado por ECOINGENIERÍA, basado en el documento Jhonny D. Gamboa, Miguel E. Rosillo, Carlos A. Herrera, Oswaldo López B., Verónica Iglesias, “Confort Ambiental En vivienda de interés social en Cali”, Universidad del Valle, mayo de 2011, páginas 30 a la 40.
V.4.4. Descripción de los sistemas constructivos analizados:
CASA 1. Sistema constructivo en mampostería estructural, ladrillo a la vista, cubierta en teja de barro y cielo falso en esterilla cargada con vigas de madera.
La termografía se realizó a partir de las 09:20 a.m., hasta las 10:19 a.m. El día fue soleado con velocidad del viento menor a 1 m/s, humedad relativa de 47% en la parte externa, temperatura ambiente de 29.4°C. En la parte interna la humedad relativa era de 45%, la temperatura ambiente de 26.9°C. La altura de los techos fluctúa entre 3,00 y 7,20 metros, lo cual junto a la ventilación cruzada permanente por dos patios interiores y ventanas superiores abiertas, generan un confort térmico superior.
Tabla 55. Vista frontal. Casa 1.
Line 1 Line 2 Rect 3 Rect 4 Rect 5 Line 6 Line 7 Point 8 Point 9 Rect 10
Figura 17. Ubicación casa 1, estudio termográfico.
Imagen 1. Termografía frontal. Casa 1.
Emisividad 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85
Temperatura promedio (°C)
38,50 38,20 31,40 34,70 30,50 27,00 26,20 27,90
Temperatura Mínima (°C)
28,60 29,90 25,20 25,70 25,80 26,70 25,50 26,90
Temperatura Máxima (°C)
43,10 43,30 45,40 37,70 34,50 27,40 26,70 35,50 37,20 29,50
La sombra permite que la temperatura se reduzca aproximadamente en 10 °C, esto demuestra que los aleros son de gran importancia en el confort de las viviendas. En la Tabla 55, se deduce esto comparando la línea 6 con la línea 2 o el punto 8.
Imagen 2. Termografía Frontal interior. Casa 1.
Tabla 56.Termografía Frontal interior. Casa 1.
Line 1 Line 2 Rect 3 Rect 4
Emisividad 0,85 0,85 0,85 0,85
Temperatura promedio (°C) 29,90 24,90 25,80 26,20
Temperatura Mínima (°C) 27,70 24,20 25,10 25,00
Temperatura Máxima (°C) 33,60 25,40 26,90 29,40
La Imagen 2 corresponde a la parte interior de la casa de la Imagen 1. En el recuadro 4 de la Imagen 1 la temperatura es 37,7°C exteriormente y 26,9°C interiormente, vista en el recuadro 3 de la Imagen 2. Hay una reducción de 10,8°C con este ladrillo estructural.
Tabla 57. Termografía posterior externa. Casa 1.
Line 1 Line 2 Rect 3 Line 4 Line 5 Point 6 Rect 7 Rect 8 Point 9
Emisividad 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85
Temperatura promedio (°C)
32,30 35,40 25,40 31,00 26,30 25,80 29,30
Temperatura Mínima (°C)
27,40 32,20 24,80 26,80 25,20 25,10 25,00
Temperatura Máxima (°C)
35,10 38,20 25,90 33,70 26,70 25,90 26,60 33,60 24,70
Tabla 58. Interior cielo raso. Casa 1.
Line 1 Line 2 Line 3 Line 4
Emisividad 0,85 0,85 0,85 0,85
Temperatura promedio (°C) 24,10 23,90 24,00 24,00
Temperatura Mínima (°C) 23,70 23,30 23,50 23,60
Temperatura Máxima (°C) 24,60 24,30 24,70 24,50
Imagen 4. Interior cielo raso. Casa 1.
Imagen 3. Termografía posterior externa. Casa 1.
CASA 2. Sistema constructivo TIMAGUA con cubierta en lámina galvanizada reutilizada
La termografía se inició a partir de las 11:05 a.m. hasta las 12:42 p.m. El día fue soleado con velocidad del viento de 1 m/seg, humedad relativa de 52% en la parte externa, temperatura ambiente de 33°C. En la parte interna la humedad relativa era de 44%, la temperatura ambiente de 26.8°C.
Figura 18. Ubicación. Casa 2, estudio termográfico.
Tabla 59. Módulo habitaciones. Casa 2.
Line 1 Line 2 Point 3 Point 4 Point 5 Point 6 Point 7 Point 8 Rect 9 Rect 10
Emisividad 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85
Temperatura promedio (°C)
35,30 42,40 29,00 29,90
Temperatura Mínima (°C)
30,60 28,50 25,40 7,10
Temperatura Máxima (°C)
37,10 47,90 26,30 25,70 25,70 28,00 27,40 26,90 36,40 39,90
Imagen 5. Modulo habitaciones. Casa 2.
Tabla 60. Cubierta modulo de habitaciones. Casa 2.
Line 1 Line 2 Line 3 Line 4 Line 5 Point 6 Point 7 Point 8 Line 9
Emisividad 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85
Temperatura promedio (°C)
40,60 38,90 40,00 30,60 31,20 24,60
Temperatura Mínima (°C)
36,80 33,70 35,80 29,10 29,30 19,70
Temperatura Máxima (°C)
43,30 40,70 43,10 32,10 32,80 27,00 27,30 27,60 30,50
Imagen 7. Frente modulo de habitaciones. Casa 2.
Tabla 61. Frente modulo de habitaciones. Casa 2.
Rect 1 Point 2 Point 3 Point 4 Point 5 Point 6 Rect 7 Rect 8 Line 9
Emisividad 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85
Temperatura promedio (°C)
33,40 31,00 33,40 36,80
Temperatura Mínima (°C)
26,90 27,00 26,80 30,50
Temperatura Máxima (°C)
45,30 29,20 26,30 29,40 28,80 26,40 40,40 41,80 45,10
Imagen 6. Cubierta modulo de habitaciones. Casa 2.
Tabla 62. Modulo sala, cocina, habitación principal. Casa 2.
Rect 1 Point 2 Point 3 Line 4 Line 5 Point 6 Point 7 Point 8 Rect 9
Emisividad 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85
Temperatura promedio (°C)
39,10 30,50 29,80 23,20
Temperatura Mínima (°C)
28,30 29,30 27,90 ‐8,90
Temperatura Máxima (°C)
43,30 36,50 35,40 32,20 31,60 27,70 27,80 26,90 46,60
Tabla 63. Interior habitación principal. Casa 2.
Line 1 Line 2 Rect 3 Point 4 Point 5 Point 6 Point 7 Rect 8
Emisividad 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85
Temperatura promedio (°C) 27,30 27,10 28,30 27,10
Temperatura Mínima (°C) 26,30 26,60 26,20 25,60
Temperatura Máxima (°C) 27,90 27,60 30,60 29,50 29,70 29,30 28,40 29,70
Imagen 8. Modulo sala, cocina, habitación principal. Casa 2.
Imagen 9. Interior habitación principal. Casa 2.
Tabla 64. Interior cocina. Casa 2.
Line 1 Rect 2 Line 3 Point 4 Point 5 Point 6 Point 7 Point 8 Point 9 Point 10
Emisividad 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85Temperatura promedio (°C) 25,50 35,00 25,20 Temperatura Mínima (°C) 24,80 23,70 24,20 Temperatura Máxima (°C) 26,10 130,00 25,80 26,50 25,80 25,70 25,70 22,70 30,60 24,90
CASA 3. Sistema constructivo industrializado.
La termografía se realiza al exterior de la torre y en los pisos 4 y 5 del interior. Inició a partir de las 10:32 a.m. hasta las 11:49 a.m. El día fue nublado con velocidad del viento menor 1 m/seg, humedad relativa de 48% en la parte externa, temperatura ambiente de 31°C. En la parte interna la humedad relativa era de 44%, la temperatura ambiente de 27°C.
Imagen 10. Interior cocina. Casa 2.
Figura 19. Ubicación casa 3.
Tabla 65. Exterior torre. Casa 3.
Line 1 Rect 2 Point 3 Point 4 Point 5 Point 6 Point 7 Point 8 Rect 9 Point 10
Emisividad 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85
Temperatura promedio (°C)
31,00 39,40 28,90
Temperatura Mínima (°C)
30,50 37,20 27,10
Temperatura Máxima (°C)
31,70 40,50 33,90 31,40 37,60 29,50 31,70 30,10 33,20 26,70
Tabla 66. Interior torre, sala piso 5. Casa 3.
Line 1 Rect 2 Rect 3 Point 4 Point 5
Emisividad 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85
Temperatura promedio (°C) 26,30 27,70 26,60
Temperatura Mínima (°C) 25,80 27,10 26,10
Temperatura Máxima (°C) 26,70 28,20 27,30 27,80 26,80
Imagen 12. Interior torre, sala piso 5. Casa 3.
Imagen 11. Exterior torre. Casa 3.
Tabla 67. Interior torre, cielo falso piso 5. Casa3.
Line 1 Line 2 Line 3 Rect 4 Rect 5
Emisividad 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85
Temperatura promedio (°C) 30,60 29,00 29,80 29,90 30,70
Temperatura Mínima (°C) 28,70 28,40 28,80 27,70 28,10
Temperatura Máxima (°C) 32,00 29,40 30,20 32,10 32,60
Tabla 68. Interior cocina. Casa 3.
Line 1 Line 2 Rect 3 Rect 4 Line 5
Emisividad 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85
Temperatura promedio (°C) 26,60 31,80 41,40 39,90 27,70
Temperatura Mínima (°C) 25,40 31,10 25,90 25,60 25,90
Temperatura Máxima (°C) 27,50 32,20 130,00 55,30 30,90
Imagen 14. Interior cocina. Casa 3.
Imagen 13. Interior torre, cielo falso piso 5. Casa3.
Tabla 69. Cielo falso cocina. Casa 3.
Line 1 Line 2 Line 3 Point 4 Point 5 Point 6 Point 7
Emisividad 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85
Temperatura promedio (°C) 27,80 26,40 28,90
Temperatura Mínima (°C) 25,80 26,20 28,40
Temperatura Máxima (°C) 29,20 26,80 29,50 28,80 29,40 27,00 27,30
Tabla 70. Sistema industrializado en construcción. Casa 3.
Rect 1 Point 2 Point 3 Point 4 Rect 5 Rect 6 Rect 7 Rect 8 Rect 9 Rect 10
Emisividad 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85
Temperatura promedio (°C)
31,70 30,00 24,60 28,20 28,40 28,30 28,50
Temperatura Mínima (°C)
28,80 25,60 18,60 27,70 28,00 27,90 28,00
Temperatura Máxima (°C)
33,60 24,20 24,40 24,10 31,80 32,70 28,50 29,20 28,80 29,10
Imagen 16. Sistema industrializado en construcción. Casa 3.
Imagen 15. Cielo falso cocina. Casa 3.
V.4.5. ANÁLISIS DE LAS MEDICIONES TERMOGRÁFICAS:
ANÁLISIS DE LAS MEDICIONES EN LA CASA 1: Sistema constructivo mampostería estructural.
En el sistema constructivo de mampostería estructural con muros de ladrillo a la vista en el patio y en el mismo lugar, se midió una diferencia de temperatura entre el exterior y el interior de 8,3 °C. Ver datos resaltados en la Tabla 55 y Tabla 56, recta 4 y recta 3.
Es evidente el beneficio que en los muros genera la sombra proyectada por los aleros y la vegetación en las horas de sol. Ver datos en la Tabla 55, líneas 6 y 7, comparándolas con la línea 4.
Comparando la temperatura de la cubierta en teja de barro con la del césped hay un delta de temperatura de 4,6°C. Ver Tabla 57, línea 2 y línea 8.
Cuando la temperatura sobre la teja era de 38,2 oC (línea 2, Tabla 57) en el interior de la casa en el cielo raso, la temperatura era de 24,6 oC. Esto equivale a un delta de temperatura de 13,6°C, superior al que consigue un aire acondicionado en una sola etapa.
En la casa 1, se encontró la temperatura interna en el rango de confort, con un diseño arquitectónico que garantiza estas condiciones durante los periodos fríos y bajo consumo energético en los períodos calientes.
ANÁLISIS DE LAS MEDICIONES EN LA CASA 2: Sistema constructivo TIMAGUA con cubierta en lámina galvanizada reutilizada.
Se presentó el menor flujo de calor del exterior al interior, en el techo de lámina galvanizada reutilizada y CALFITICE, ahí la diferencia de temperatura fue de 19,8°C. Sí se compara con la diferencia de temperatura medida en la cubierta de teja de barro que fue de 12,8°C y con la cubierta en losa de concreto cuya diferencia de temperatura fue de 12,3°C (Ver: Imagen 4, Tabla 55, Tabla 56, Tabla 57, Tabla 59, Tabla 67). Por tanto, se concluye que el sistema constructivo no convencional cuya cubierta esta conformada por lámina galvanizada y CALFITICE, permite un mejor aislamiento térmico que los otros dos sistemas estudiados.
Los muros de CALFITICE expuestos al sol tienen temperatura máxima de 43,30°C, mientras que en el interior de la habitación la temperatura máxima en el mismo muro es de 30,6°C. (Ver: Tabla 62, Tabla 63). El sistema sigue mostrando sus bondades.
Al analizar la casa 2, CALFITICE, se encontró que en las horas de sol presenta la menor temperatura interior debido a su arquitectura y materiales de construcción, pero su arquitectura no garantiza las condiciones de confort térmico en los períodos fríos pues carece de cerramiento suficiente para conservar el calor interno.
Se observa en la cocina, que al estar alineada la estufa con una ventana al exterior se disminuye la acumulación de calor en los muros y cielo falso. (Ver: Tabla 64, Tabla 68, Tabla 69).
ANÁLISIS DE LAS MEDICIONES EN LA CASA 3. Sistema constructivo industrializado.
Los muros exteriores en ladrillo a la vista muestran una temperatura más elevada que los pintados. ΔT = 4,8°C. (Ver: Tabla 65).
En el sistema industrializado en construcción se observa una disminución en la temperatura superficial de los muros pintados respecto al concreto a la vista. ΔT = 4,8°C. (Ver: Tabla 70).
La casa 3, presenta las más altas temperaturas interiores, temperatura ambiente, en muros y cubiertas. Se debe tener en cuenta al momento de diseñar este tipo de edificaciones factores como la ubicación geográfica de acuerdo a la posición del sol, los vientos que inciden en la zona y materiales que mejoren el confort térmico de las viviendas. Estas condiciones incrementan la utilización de ventiladores y equipos de climatización convirtiéndola en una vivienda costosa energéticamente.
En general, Cali cuenta con características que se pueden aprovechar para mejorar las condiciones ambientales de la vivienda y la ciudad en general: temperatura media dentro de la zona de confort, períodos calientes y fríos durante las 24 horas del día, corrientes de viento que se mantienen todo el año, las cuencas y micro cuencas que la circundan y ayudan a regular el clima urbano y un suelo fértil que beneficia el crecimiento rápido de árboles y arbustos en el espacio público.
VI. OTROS ASPECTOS OBSERVADOS EN EL ESTUDIO
VI.1. ESTIMACIÓN DEL CONSUMO DE ÁRBOLES PARA LA FABRICACIÓN DE LAS BOLSAS DE PAPEL PARA EMPACAR CEMENTO GRIS
Se hace este análisis para el cemento y su empaque, como aporte al desarrollo del estudio. El informe muestra que para cualquiera de los sistemas constructivos analizados, el cemento es el material con mayor consumo energético (MJ) y genera las mayores emisiones de CO2. En la Tabla 71 (basada en la información suministrada en el boletín de prensa de Julio de 2012 del DANE para la producción de cemento) y los indicadores generados en este estudio, se indica el consumo energético y emisiones de CO2 generadas en los últimos 3 meses.
Tabla 71. Consumos energéticos y emisiones de CO2 del último trimestre en la producción de cemento.
Mes Consumo energético (GJ) Emisiones de ton CO2
Julio 2012 9.730.608 1.042.179
Junio 2012 9.726.040 1.041.689
Mayo 2012 10.007.582 1.071.843
Un aspecto importante a considerar, distinto al consumo energético y emisiones de CO2 que genera la producción de cemento, es el impacto que tiene la producción de las bolsas de papel para empacar el cemento. Para entender la magnitud de este impacto, se ha estimado el consumo de madera para producir estas bolsas en julio de 2012.
Tabla 72. Producción de cemento en Julio de 2012 en Colombia y su distribución en cemento a granel y en sacos
Toneladas %
Producción total de cemento 879.634 100%
Cemento granel 275.822 31,4%
Cemento sacos 603.812 68,6%
Tabla 73. Datos de cálculo del consumo de árboles para la fabricación de bolsas para empacar cemento.
Peso de la bolsa con cemento kg 50
Tipo de papel para las bolsas Kraft
Gramaje de las bolsas g/m2 110
Cantidad de capas de papel / bolsa c/u 2
Área de papel para el empaque (60 x 40 x 15 cm) m2 0,78
Peso por bolsa g 172 (69)
Densidad del eucalipto – seco ton/m3 0,73 (70)
Relación entre el consumo de madera y la producción de papel ton madera/ton papel 3,30
Peso neto del árbol para producir papel de bolsas ton/árbol 1,70
Volumen de madera por hectárea m3/hectárea 248 (71)
m2/hectárea 10.000
De acuerdo a la información reportada en la Tabla 72 en el mes de Julio de 2012 se produjeron 603.812 toneladas de cemento en sacos y con base en los de la Tabla 73, se obtienen los resultados consignados en la Tabla 74.
Tabla 74. Estimaciones de las cantidades de bolsas de papel, toneladas de madera, árboles y área consumida para producir las bolsas de papel para empacar cemento gris en el mes de Julio de 2012.
Cantidad de bolsas de cemento consumidas c/u 12.076.240
Peso total de papel consumido para bolsas de cemento Ton 2.072
Volumen de madera consumido para las bolsas de cemento m3 2.839
Peso total de madera consumida para bolsas de cemento Ton 6.839
Cantidad de árboles talados c/u 4.023
Cantidad de hectáreas de árboles taladas hectáreas 11
Área total de tala de árboles m2 114.465
Fuente: Elaborado por ECOINGENIERIA, basado en el boletín de prensa del DANE de Julio 2012, Bogotá D.C, Agosto 27 de 2012
Aunque la producción de bolsas de papel esta ligada a procesos de reforestación, cabe anotar que hay otras alternativas para comercializar y suministrar el cemento: big bags, silos a granel, etc. Fomentar esta práctica permitiría generar activos ambientales al mitigar la tala de árboles, así como reducir el consumo de energía y la huella de carbono, necesarios para producir el papel y las bolsas.
69 Laboratorio de ECOINGENIERIA S.A.S 70 http://www.unalmed.edu.co/~lpforest/PDF/Eucalipto.pdf 71 Sánchez C., Restrepo N., “El eucalipto: una opción de alta rentabilidad” www.revista‐MM.com ‐ edición # 53 2006.
VI.2. ANÁLISIS DEL CONSUMO DE AGUA EN LA FABRICACIÓN DE CONCRETOS Y MORTEROS
Con base en la información de las fichas de registro del análisis de cantidades unitarias (ACU) ‐ sección D: cantidad de agua para preparación de concretos y morteros en Kg, descrita en el numeral IV.2 se totalizó la cantidad de agua (ver Tabla 75).
Tabla 75. Consumos de agua para la preparación de mezclas de concreto y mortero.
CONSUMOS DE AGUA PARA PREPARACIÓN DE MEZCLAS DE CONCRETOS Y MORTEROS EN OBRA
SISTEMA CONSTRUCTIVO
Área construida en la obra (m
2)
Áreas por sistema
constructivo (m2)
Cantidad de Agua por obra
(Kg)
Cantidad de agua total sistema
constructivo (kg)
Agua por sistema constructivo
kg/m2
SISTEMA INDUSTRIALIZADO
10.342
42.528
965.755
3.324.921 78,18 20.836 1.200.364
11.349 1.158.802
MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL
11.128
30.819
874.455
2.287.181 74,21 9.682 656.458
10.009 756.268
Tabla 76. Consumos de agua para mezclas de concreto y morteros para dos sistemas constructivos en el año 2011 CONSUMOS DE AGUA PARA PREPARACIÓN DE MEZCLAS DE CONCRETOS Y MORTEROS EN OBRA
EN EL AÑO 2011
SISTEMA CONSTRUCTIVO
Área total construida por sistema
constructivo Cali 2011 (m
2)
Cantidad de Agua total por sistema constructivo en el
2011 (kg)
Cantidad total de agua consumida en Cali
% kg
SISTEMA INDUSTRIALIZADO
282.827 22’112.195 43,45%
50’889.362 MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL
122.946 9’124.274 17,93%
MAMPOSTERÍA CONFINADA
264.815 19’652.893 38,62%
Tabla 77. Consumo energético por etapa de proceso del ciclo de agua potable.
ETAPA DE PROCESO kWh/m3
Tratamiento potabilización 0,13
Distribución 0,11
Uso doméstico NA
Transporte 0,10
Transporte del agua residual 0,16
Tratamiento del agua residual 1,00
TOTAL 1,50
Fuente: http://www.madrimasd.org/informacionidi/agenda/foros‐imasd/2012/programa/energia/documentos/pdf/04‐Eloy_Garcia_IMDEA_Agua.pdf. Tecnologías de gestión de aguas y consumo energético. Madrid, Mayo 24 de 2012
Tabla 78. Emisiones de CO2 asociadas al tratamiento de agua.
EMISIONES DE CO2 ASOCIADAS A TRATAMIENTO DE AGUA 7‐10 Kg de CO2/m3
Fuente: http://archivo.ecodes.org/pages/especial/consumo‐energetico‐ciclo‐integral‐agua‐usos‐urbanos/index.html
Con base en los datos consignados en las Tabla 76, Tabla 77 y Tabla 78, se calculó el consumo energético y las emisiones de GEI, relacionados con el gasto de agua para la producción de concretos y morteros, según sistema constructivo y el total para el año 2011. (Ver Tabla 79).
Tabla 79. Consumo energético y emisiones de ton CO2 asociada al consumo de agua en la fabricación de concretos y morteros por sistema constructivo en el año 2011.
Sistema constructivo
Consumo energético del agua Emisiones de ton CO2
Cada Sistema Total Cada Sistema Total
Kwh MJ MJ
Industrializado 33.168 119.405
274.801
187,95
432,56Mampostería Estructural 13.686 49.271 77,56
Mampostería confinada 29.479 106.125 167,05
Las tablas anteriores no consideran el agua de curado de los concretos y los morteros, la cual alcanza valores parecidos a las de consumo en la mezcla. Importa mucho, analizar la posibilidad de emplear el agua de lluvia, recolectada y tratada, para darle uso en la producción y curado del concreto.
La Figura 20 y en la Tabla 80 se presenta la distribución total del agua en la tierra (72) En nuestro planeta, el elemento de mayor uso es el agua, que se presenta en diferentes estados y conforma todo el paisaje del planeta: está presente en ríos, lagos, mares, nubes y hielos; sutil en la humedad superficial; en el rocío de la madrugada; oculta dentro de la corteza terrestre misma en donde hay una gran cantidad. Algunos investigadores estiman que la cantidad de agua en la tierra esta en 1.460 millones de kilómetros cúbicos, pero sólo el 2,5% del agua total es agua dulce, aunque de éste valor no todo está disponible. Únicamente el 0,4% del agua dulce, está en condiciones aptas para ser utilizadas por los seres vivos.
72 Fuente:Shiklomanov y Rodda, 2003. UNESCO. The United Nations World Water Development Report
Figura 20. Distribución del agua en la tierra
Tabla 80. Agua en la Tierra
Origen del agua Volumen del agua enkilómetros cúbicos
Porciento de agua total
Océanos 1,321,000,000 97.24%
Capas de hielo, Glaciares 29,200,000 2.14%
Agua subterránea 8,340,000 0.61%
Lagos de agua dulce 125,000 0.009%
Mares tierra adentro 104,000 0.008%
Humedad de la tierra 66,700 0.005%
Atmósfera 12,900 0.001%
Ríos 1,250 0.0001%
Volumen total de agua 1,360,000,000 100%
Lo anterior obliga a pensar en la búsqueda de fuentes no convencionales para remplazar parcial o totalmente al agua tratada de consumo humano, que se utiliza en el sector de la construcción. Sugerimos, almacenar y tratar para acondicionar, el agua de lluvia en las grandes ciudades, donde se desarrollan los proyectos de vivienda y edificación más importantes. El impacto del costo del agua en el precio final de la vivienda es despreciable y ello permite pensar en adoptar soluciones como la mencionada.
VI.3. CALCULADORA AMBIENTAL PARA PRODUCTOS DE LA CONSTRUCCIÓN
Es posible que una empresa constructora o persona natural al diseñar la obra pueda incluir un análisis del impacto ambiental que tendrá su obra con respecto a los materiales y la utilización de Eco‐materiales.
Con base en este estudio, que debe ser dinámico para replicarlo a nivel nacional, se pueden desarrollar software que permitan estimar el consumo de CO2 de la obra y su eficiencia energética. Además, desarrollar software ambiental para estimar la reducción y el ahorro en GEI y consumo energético al utilizar Eco‐materiales.
Fuente: Nace, Encuesta Geológica de los Estados Unidos, 1967 y El Ciclo Hidrológico (Panfleto), U.S. Geological Survey, 1984
A continuación se muestra un ejemplo del software que se podría desarrollar (Ver Imagen 17 e Imagen 18). La empresa Ecocem(73) lo ha desarrollado en función de los concretos al sustituir cemento porltand por una adición.
Imagen 17. Calculadora de la huella de carbono al utilizar Eco‐Materiales.
Variables para ingresar en la calculadora. Fuente: http://www.lowcarbonconcrete.ie/ecalc_launch.htm
73 http://www.ecocem.ie/index.php?p=environmental&q=calculator
Imagen 18. Calculadora de la huella de carbono al utilizar Eco‐Materiales. Variables de respuesta: Ahorro de CO2, ahorro en SO2,
NOx, CO, ahorro en el consumo energético, ahorro en la explotación de materias primas. Fuente: http://www.lowcarbonconcrete.ie/ecalc_launch.htm
VII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
7. IDENTIFICACIÓN DE LAS ÁREAS CONSTRUIDAS EN FUNCIÓN DEL DESTINO DE LA EDIFICACIÓN
Según el análisis estadístico de los datos del DANE (metros cuadrados licenciados a nivel nacional), la construcción con destino a vivienda ocupa el primer lugar con un 78,95%. Entre los destinos diferentes de vivienda se destaca el área o destino comercial que incide con un 7,98%, este segmento se caracteriza por diseños particulares, la mayoría con estructura metálica y cerramientos en bloques de concreto, “dry wall” o panel yeso, las variaciones dependen de que las construcciones sean grandes superficies o centros comerciales.
El destino oficinas participa en el 2,93% de los m2 construidos pero aquí la tipología de construcción es muy diferente entre cada una, pues las empresas desean darle un carácter propio a su lugar de trabajo. Siguen en su orden los edificios para la educación, hoteles, bodegas, industria y hospitales. Se sugiere desarrollar un estudio similar para establecer la participación en cuanto a eficiencia energética y huella de carbono para estas edificaciones tan disímiles en diseño arquitectónico, material y uso, que reúnen aproximadamente el 21% del área construida. Ver Tabla 81.
Tabla 81. Resumen metros cuadrados según destinos
ÁREA LICENCIADA NACIONAL SEGÚN DESTINO
m2 %
VIVIENDA 18.739.139 78.95
OTROS DESTINOS 4.996.401 21.05
8. SISTEMAS CONSTRUCTIVOS USADOS EN COLOMBIA Y EN CALI
Los sistemas constructivos más empleados en la construcción de vivienda a nivel nacional (ciudades censadas) son: mampostería estructural 62%, mampostería confinada 15% y el sistema industrializado con muros y losas de concreto 19%. Éstas en total abarcan el 96% de la construcción.
Los m2 construidos en Bogotá, Medellín y Bucaramanga representan el 71,52%, en Cali el 6,48% y el resto de ciudades tienen participaciones por debajo del 3,68% del total nacional El sistema de mayor uso en cada una de las ciudades censadas (77) es el de la mampostería confinada. Cali, donde se centró el estudio, es la única ciudad donde el uso de este sistema es superado ligeramente, por el sistema industrializado.
Es importante anotar que el denominado “otros sistemas constructivos” alcanza una participación en todas las ciudades censadas, inferior al 5%. Vale la pena aclarar que en cualquier lugar del país los sistemas constructivos utilizan casi los mismos tipos de materiales y en cantidades similares. La única diferencia radica en el incremento del el uso de cerámica cocida para sistemas de mampostería y en el incremento de agregados triturados para el sistema industrializado.
Para el caso de Cali, los tres sistemas constructivos mencionados representan el 97%, con la siguiente distribución: 41% Sistema industrializado, 38% la Mampostería confinada, y 18% la Mampostería estructural. Otros sistemas apenas alcanzan con un 3%.
9. IDENTIFICACIÓN DE MATERIALES MÁS UTILIZADOS EN CALI
Tabla 82. Resumen del consumo de materiales
TABLA DE RESUMEN CONSUMO DE MATERIALES Kg/m2 y DISTRIBUCIÓN EN PORCENTAJE
CONSOLIDADO DE MATERIALES SISTEMA
INDUSTRIALIZADO TOTAL
DISTRIBUCIÓN POR TIPO DE SISTEMA
kg/m2 Distribución %
SISTEMA INDUSTRIALIZADO
MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL
MAMPOSTERÍA CONFINADA
GUADUA ‐ TIERRA
ESTABILIZADA
PONDERADO CALI
SISTEMA INDUSTRIALIZADO
MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL
MAMPOSTERÍA CONFINADA
PONDERADO CALI
AGREGADOS TRITURADOS 536,5 399,2 625,0 90,3 485,0 42,44% 28,28% 25,96% 33,00%
ARENA DE RIO 440,9 356,5 733,6 64,2 438,3 34,87% 25,25% 30,48% 29,82%
CEMENTO GRIS 160,9 138,8 306,1 28,0 170,5 12,73% 9,83% 12,72% 11,60% ROCA MUERTA ‐ TIERRA EXCAVACIÓN
40,6 162,4 372,5 841,7 136,2 3,21% 11,51% 15,47% 9,27%
CERÁMICA COCIDA 43,9 320,8 358,1 4,3 207,6 3,47% 22,73% 14,87% 14,13%
ACERO 29,5 21,0 9,4 2,2 21,0 2,33% 1,49% 0,39% 1,43%
MADERA 5,4 3,3 0,1 105,5 3,8 0,43% 0,24% 0,01% 0,26%
TEJA FIBROCEMENTO 3,1 6,4 0,0 0,0 4,2 0,25% 0,45% 0,00% 0,29% OTROS (PVC,COBRE,CEMENTO BLANCO,PINTURAS)
3,4 3,3 2,4 97,3 3,2 0,27% 0,23% 0,10% 0,22%
TOTALES 1.264,3 1.411,7 2.407,3 1.233,5 1.469,9 100,00% 100,00% 100,00% 100,00%
En todos los sistemas constructivos estudiados, los agregados gruesos y finos son los productos más empleados en la construcción de vivienda. Cinco materiales completan aproximadamente el 99% del peso del edificio. El resto de los materiales como vidrio, PVC, cobre, madera, pintura, teja de fibrocemento, etc., constituyen el 1% restante. Ver Tabla 82 y Tabla 83.
Tabla 83. Resumen consumo materiales por sistema constructivo
SISTEMA CONSTRUCTIVO
AGREGADOS GRUESOS Y FINOS
CEMENTO PORTLAND
ROCA MUERTA – TIERRA DE EXCAVACIÓN
CERÁMICA COCIDA
ACERO TOTAL
OTROS (PVC, MADERA,
COBRE, PINTURAS, TEJA FIBROCEMENTO, CEMENTO BLANCO)
INDUSTRIALIZADO 77,31% 12,73% 3,21% 3,47% 2,33% 99,05% 0,95%
MAMPOSTERIA ESTRUCTURAL
53,53% 9,83% 11,51% 22,73% 1,49% 99,09% 0,91%
MAMPOSTERIA CONFINADA
56,44% 12,72% 15,47% 14,87% 0,39% 99,89% 0,11%
10. CONSUMOS ENERGÉTICOS Y EMISIÓN DE CO2 DE LOS PROCESOS PRODUCTIVOS DE LOS MATERIALES MÁS USADOS
La Tabla 84 muestra los consumos energéticos y emisiones de CO2 en los procesos de producción de los materiales de construcción, tanto convencionales como no convencionales.
Tabla 84. Resumen del consumo energético y la emisión de CO2 por material
MATERIAL CONSUMO ENERGÉTICO TOTAL [MJ/ton]
EMISION DE CO2 TOTAL [ton CO2/ton]
PVC 72.276,0 7,6592
GUADUA 1.334,0 0,1065
AGREGADOS GRUESOS 177,2 0,0098
AGREGADOS FINOS 494,6 0,0213
BASE 324,2 0,0129
SUB‐BASE 302,3 0,0106
ARENA DE RÍO 121,7 0,0097
LADRILLO – TEJA ARCILLA 2.750,0 0,2428
BALDOSAS – AZULEJOS 1.172,0 0,8297
ACERO, SEMI‐INTEGRAL 11.083,0 2,7045
COBRE 98.391,0 8,6216
CAL 7.670,0 0,7984
CEMENTO VÍA HUMEDA 11.062,0 1,1848
CEMENTO VÍA SECA 7.506,0 1,0955
YESO ESTUCO QUÍMICO 1.080,0 0,2028
YESO ESTUCO 1.190,0 0,2054
PINTURAS 5.247,0 0,4079
MADERAS 500,0 ‐
TEJA FIBROCEMENTO 8.863,0 0,0518
VIDRIO PLANO 28.952,0 1,8591
ADICIÓN K – ECOLÓGICA 2.617,0 0,1246
ECO CEMENTO 3.651,0 0,2105
BLOQUES ECOLÓGICOS 1.292,0 0,0849
LADRILLOS ECOLÓGICOS 1.059,0 0,0557
AGREGADOS ECOLÓGICOS (GRUESOS Y FINOS) 13 0,0010
11. CONSUMOS ENERGÉTICOS Y EMISIÓN DE CO2 DE CADA SISTEMA CONSTRUCTIVO
El mayor impacto en el consumo energético (86,28%) y las emisiones de CO2 (91,0%) de los materiales más usados en la construcción, corresponde a: cemento gris, cerámica cocida y acero. Ver Tabla 85.
Tabla 85. Resumen de materiales con mayor impacto en consumo energético y emisiones de CO2 en Cali año 2011
TABLA RESUMEN DE MATERIALES CON MAYOR IMPACTO EN CONSUMOS ENERGÉTICOS Y EMISIONES DE CO2 EN EL AÑO 2011 EN CALI
MATERIALES
PONDERADO CALI
MJ % Ton
CO2/m2
%
CEMENTO GRIS 1.183.376.554 59,29% 133.411 59,15%
CERÁMICA COCIDA 382.860.219 19,18% 33.810 14,99%
ACERO 155.869.016 7,81% 38.034 16,86%
SUMA 86,28% 91,00%
El consumo energético y los GEI de los materiales requeridos para la construcción de vivienda en Cali durante el año 2011, se distribuyó como se muestra en la Tabla 86:
Tabla 86. Resumen consumos energéticos y emisiones de CO2 por sistema constructivo
TABLA DE RESUMEN CONSUMOS ENERGÉTICOS Y EMISIONES DE CO2 POR SISTEMA CONSTRUCTIVO
SISTEMA CONSTRUCTIVO CALI
NACIONAL CON INDICADORES DE CALI
MJ Ton CO2 MJ/m2 Ton
CO2/m2
MJ Ton CO2
SISTEMA INDUSTRIALIZADO 711.919.106,1 87.734,2 2.517,2 0,3102 5.115.974.485,2 630.473,4
MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL 361.857.425,4 39.816,9 2.943,2 0,3239 5.008.337.398,9 551.091,3
MAMPOSTERÍA CONFINADA 1.256.125.928,2 133.800,4 4.743,4 0,5053 31.961.651.444,8 3.404.501,9
GUADUA ‐ TIERRA ESTABILIZADA ‐ ‐ 1.102,3 0,0829
PONDERADO CALI 1.996.027.444,0 225.559,4 2.976,5 0,3364
El sistema constructivo de mayor consumo energético es el de mampostería confinada, superando la mampostería estructural en un 37,95% y al sistema industrializado en un 46,93%.
El sistema constructivo con mayor emisiones de CO2 asociadas es el de mampostería confinada, superando la mampostería estructural en un 35,84% y al sistema industrializado en un 38,61%
El uso de guadua y tierra como material alternativo para la construcción de vivienda, sistema Timagua con CAL‐FI‐TI‐CE, aprovecha la tierra de excavación, pues ésta se consume en la propia edificación, incrementando su participación en 7 veces respecto de otros sistemas. Esto reduce los consumos de energía en un 62,97%, mientras la reducción en la huella de carbono es del 75,36%.
12. USO DE ECOMATERIALES POR SISTEMA CONSTRUCTIVO
El uso de Ecomateriales en cualquiera de los sistemas constructivos convencionales, reduce el
consumo energético en el 30% y la emisión de CO2 en el 32%. Ver Tabla 87.
Tabla 87. Comparación de consumos energéticos y emisiones de CO2.
TABLA DE COMPARACIÓN DE CONSUMOS ENERGÉTICOS Y EMISIONES DE CO2 ENTRE EL USO DE MATERIALES CONVENCIONALES vs. USO DE ECOMATERIALES – AHORRO POSIBLE
SISTEMA CONSTRUCTIVO MAT. CONVENCIONALES ECOMATERIALES AHORRO
MJ/m2 Ton CO2/m2 MJ/m2 Ton CO2/m
2 Consumo energético
Ton CO2
SISTEMA INDUSTRIALIZADO 2.517,2 0,3102 1.959,3 0,2368 22,16% 23,66%
MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL 2.943,2 0,3239 1.987,4 0,2087 32,47% 35,55%
MAMPOSTERÍA CONFINADA 4.743,4 0,5053 4.743,4 0,5053 33,02% 38,57%
PONDERADO CALI 2.976,5 0,3364 2.082,4 0,2258 30,04% 32,88%
El uso de materiales mucho más estables con el ambiente, (termodinámicamente de mínima energía) genera viviendas energéticamente más eficientes, de menor consumo energético y menor emisión de CO2, como se pudo analizar con el sistema constructivo Guadua y tierra estabilizada.
13. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
Las propiedades térmicas, ópticas, acústicas y solares, permiten una correcta valoración de las condiciones de “confort” en un lugar habitado.
La conductividad térmica de los aceros es menor que la del cobre y el aluminio, por tanto, este tipo de materiales tienen facilidad de calentarse.
La conductividad térmica de los materiales mostrados en la siguiente tabla son inferiores sí se compara con el resto de los materiales más utilizados en la construcción. Por lo tanto, al evaluar la capacidad de conducción del calor, ésta sería inferior permitiendo un “confort” en el
lugar habitado. Ver Tabla 88.
Tabla 88. Conductividades térmicas más bajas de los materiales utilizados en construcción
Conductividad térmica [(W/m.°C)]
Madera 0,140 – 0,207
Pintura 0,200
PVC 0,120 – 0,250
Arena de río 0,270 ‐ 0,340
Yeso 0,050
Concreto muy baja densidad (305 kg/m3) 0,050
Muro con artículo cerámico (700 kg/m3) 0,210
Bloque de concreto 0,490
La porosidad en los artículos cerámicos reduce la masa volumétrica y disminuyen considerablemente la conductibilidad térmica, por tanto, los valores de la transmisión de calor total (U) en un muro, piso o techo, pueden disminuir al densificar o rellenar los huecos. Además, si los materiales que se utilizan son de baja densidad se optimiza la reducción de la transmisión del calor total.
14. RENDIMIENTO ENERGÉTICO EN LA VIVIENDA – ESTUDIO TERMOGRAFÍA
Cali cuenta con características ambientales que se pueden aprovechar para mejorar las condiciones de confort en la vivienda, esto es: temperatura media dentro de la zona de confort, periodos calientes y fríos durante las 24 horas del día, corrientes de viento que se mantienen todo el año, cuencas y micro cuencas que la circundan y regulan el clima urbano y un suelo fértil que beneficia el crecimiento rápido de árboles y arbustos en el espacio público.
Al analizar la casa 2, sistema guadua – tierra estabilizada, se observó que en horas de sol presenta la menor temperatura interior debido a su arquitectura y materiales de construcción, pero su arquitectura no garantiza las condiciones de confort térmico en los periodos fríos pues carece de cerramiento suficiente para conservar el calor interno.
De las tres casas estudiadas, la casa 3, sistema industrializado presenta las más altas temperaturas interiores, en muros y cubiertas. Se debe tener en cuenta al momento de diseñar este tipo de edificaciones factores como la ubicación geográfica de acuerdo a la posición del
sol, los vientos que inciden en la zona y materiales que mejoren el confort térmico de las viviendas disminuyendo el uso de ventiladores y equipos de climatización que son de alto costo energético.
En la casa 1, sistema mampostería estructural con Ecomateriales, se observó una temperatura interna en el rango de confort, el diseño arquitectónico que garantiza estas condiciones durante los periodos fríos y un bajo consumo energético en los períodos calientes.
De acuerdo con el estudio termográfico y al índice de Fanger el sistema constructivo con menor confort de habitabilidad es el sistema mampostería confinada.
Recomendación: Con el estudio termográfico se puede concluir que en el diseño de la vivienda se debe tener en la cuenta criterios de mecánica de fluidos convergentes con la sostenibilidad; los cuales promuevan flujos de calor controlado. Esto es necesario dado que los delta térmicos por encima de 15 °C que presenta Cali, fluctúan la temperatura bruscamente; al controlar este flujo de calor, como ocurre en la casa 1, se pueden tener viviendas energéticamente eficientes.
Después de analizar las condiciones de confort en las viviendas que se construyen actualmente en Cali es posible incluso, en casos críticos (como en VIP con alturas de 2,15 m y cubierta en teja de fibrocemento sin cielo falso, ni ventilación), pensar en el concepto de reacondicionamiento térmico, con materiales de bajo costo y fácil instalación dentro de las viviendas, como aislamiento en cielos y muros exteriores.
Comúnmente, un reacondicionamiento térmico, sólo se asocia a un aumento o disminución de la temperatura en el interior de un recinto; pero reacondicionar térmicamente una vivienda conlleva muchos otros beneficios, entre los cuales se pueden destacar:
‐ Logro de confort térmico para los habitantes de la vivienda. ‐ Disminución del consumo energético (eficiencia energética). ‐ Disminución del riesgo de condensación en elementos perimetrales. ‐ Mejora la calidad del ambiente interior de la vivienda. ‐ Aprovechamiento de ventilación pasiva
15. CONSUMO DE AGUA EN LA FABRICACIÓN DE CONCRETOS Y MORTEROS
El consumo de agua para la fabricación de concretos y morteros en el 2011 fue de 50.889 m3 con una energía asociada por procesamiento, transporte y tratamiento de 274.801 MJ y una huella de carbono de 432,56 toneladas de CO2 equivalente. Toda corresponde a agua dulce, la mayoría es tratada y de consumo humano.
Lo anterior obliga a pensar en la búsqueda de fuentes no convencionales para remplazar parcial o totalmente al agua tratada de consumo humano, que se utiliza en el sector de la construcción. Sugerimos, almacenar y tratar para acondicionar, el agua de lluvia en las grandes ciudades, donde se desarrollan los proyectos de vivienda y edificación más importantes. El impacto del costo del tratamiento del agua en el precio final de la vivienda es despreciable y ello permite pensar en adoptar soluciones como la mencionada.
ANEXOS
Anexo 1. Muestra de una de las plantillas conformadas para el análisis de cantidades unitarias (ACU) de una constructora
Anexo 2.1. Ficha de registro del análisis de cantidades unitarias (ACU) en sistema industrializado no vis estrato 5 y 6
Anexo 2.2. Ficha de registro del análisis de cantidades unitarias (ACU) en sistema industrializado VIS
Anexo 2.3. Ficha de registro del análisis de cantidades unitarias (ACU) en sistema mampostería estructural NO VIS
Anexo 2.4. Ficha de registro del análisis de cantidades unitarias (ACU) en sistema mampostería estructural NO VIS
Anexo 2.5. Ficha de registro del análisis de cantidades unitarias (ACU) en sistema mampostería estructural VIS
Anexo 2.6. Ficha de registro del análisis de cantidades unitarias (ACU) en sistema mampostería estructural NO VIS
Anexo 2.7. Ficha de registro del análisis de cantidades unitarias (ACU) en sistema mampostería confinada VIS
Anexo 2.8. Ficha de registro del análisis de cantidades unitarias (ACU) en sistema guadua y tierra estabilizada
Anexo 3. Cuadro centroide y detalle rutas de transporte de productos. Centroide de Cali
Anexo 4. Diagramas de procesos de materiales
Anexo 5. SUPERPRO Designer V8.5
Anexo 6. Balance de masa y energía de la producción de agregados
ANEXO 1. MUESTRA DE UNA DE LAS PLANTILLAS CONFORMADAS PARA EL ANÁLISIS DE CANTIDADES UNITARIAS (ACU) DE UNA CONSTRUCTORA
ANEXO 2.1. FICHA DE REGISTRO DEL ANÁLISIS DE CANTIDADES UNITARIAS (ACU) EN SISTEMA INDUSTRIALIZADO NO VIS ESTRATO 5 y 6
MATERIAL kg % kg/m2 TIPO kg %
CEMENTO BLANCO 5.440,22 0,02% 0,26
SACOS 2.852.297,59 78,32%
GRANEL 789.365,57 21,68%
CANTIDAD APARTAMENTOS ARENA DE RIO 8.844.870,51 34,35% 424,49
ÁREAS TOTALES 20.836,40 AGREGADOS TRITURADOS 10.619.170,92 41,24% 509,65
ÁREAS APARTAMENTOS 120,26 ROCA MUERTA ‐ TIERRA EXCAVACIÓN 356.671,50 1,39% 17,12
ÁREA COMUNAL 4.000,00 LADRILLO 619.716,70 51,37%
TEJA 108.335,04 8,98%
PISOS Y PAREDES 297.577,79 24,67%
PRODUCTOS UNIDAD CANTIDAD % SANITARIA 12.100,49 1,00%
CEMENTO BLANCO kg 5.440,22 0,02% PORCELANATO 168.680,52 13,98%
CEMENTO GRIS SACOS kg 1.750.480,36 6,80% TEJA FIBROCEMENTO 62.849,78 0,24% 3,02
CEMENTO SACOS ESTRUCTURAL kg 98,78 0,00% PINTURAS 6.901,82 0,03% 0,33
GRAVA TRITURADA kg 4.101.494,07 15,93% ACERO 808.480,00 3,14% 38,80
ARENA DE RIO kg 4.263.455,97 16,56% COBRE 5.684,51 0,02% 0,27
BASE TIPO INVIAS kg 506.884,00 1,97% PVC 47.824,22 0,19% 2,30
SUB BASE TIPO INVIAS kg 695.212,00 2,70% MADERA 142.433,75 0,55% 6,84
TIERRA EXCAVACIÓN kg 323.568,00 1,26% TOTALES SECCIÓN C 25.748.400,95 100,00% 1.235,74
CONCRETO PREMEZCLADO kg 4.714.016,98 18,31%
CONCRETO EN OBRA kg 6.512.187,86 25,29%
3000 psi kg 5.217.932,45
4000 psi kg 1.294.255,41 PRODUCTOS kg m3
Agua (L/m3) Agua (kg) Agua (kg/m
2)
LADRILLO COCIDO kg 619.716,70 2,41% CONCRETO PREMEZCLADO 4.714.016,98 2.057,53 190,0 390.931,53 18,76
TEJA DE BARRO COCIDO kg 108.335,04 0,42% CONCRETO EN OBRA 15.504.662,84 2.737,63 220,0 602.278,98 28,91
CERAMICA PISOS Y PAREDES kg 297.577,79 1,16% MORTERO EN OBRA 1.126.043,22 511,84 270,0 138.196,21 6,63
CERAMICA SANITARIA kg 12.100,49 0,05% MORTEROS LISTOS 561.874,58 255,40 270,0 68.957,33 3,31
PORCELANATO kg 168.680,52 0,66% 1.200.364,06 57,61
ROCA MUERTA kg 33.103,50 0,13%
TEJA FIBROCEMENTO kg 62.849,78 0,24%
PINTURA kg 6.901,82 0,03%
GRANIPLAST kg 1.698,93 0,01%
RESANES ‐ MORTERO LISTO kg 472.280,96 1,83%
MORTERO LISTO kg 8.387,71 0,03%
PEGANTE PARA PISOS ‐ MORTEROS kg 79.506,98 0,31%
ACERO kg 808.480,00 3,14%
COBRE kg 5.684,51 0,02%
PVC kg 47.824,22 0,19%
MADERA kg 142.433,75 0,55%
TOTALES kg 25.748.400,95 100,0%
SECCIÓN D. CONSUMO DE AGUA EN LA FABRICACIÓN DE CONCRETOS Y MORTEROS EN OB
SECCIÓN E. GRÁFICA DE PARTICIPACIÓN DE MATERIALES EN Kg/m2 POR OBRA
FICHA DE REGISTRO DEL ANÁLISIS DE CANTIDADES UNITARIAS (ACU) EN SISTEMA INDUSTRIALIZADO NO VIS ESTRATO 5 y 6
m2
m2
SISTEMA ESTRUCTURAL
SECCIÓN B. PESO DE LOS MATERIALES EN Kg (ACU)
SECCIÓN C. DISTRIBUCIÓN DE MATERIALES EN PORCENTAJE y Kg /m2 SECCIÓN A. IDENTIFICACIÓN DE LA OBRA Y m2 TOTALES DE OBRAMUROS DE CONCRETO REFORZADO
LOSAS DE CONCRETO REFORZADO
VIGAS DE CIMIENTACIÓN EN CONCRETO REFORZADO
TOTAL CONSUMO DE AGUA PREPARACIÓN DE MEZCLAS UTILIZADAS EN OBRA
CONSUMOS DE AGUA PARA PREPARACIÓN DE MEZCLAS UTILIZADAS EN OBRA
174,77
140
m2
CEMENTO GRIS
CERÁMICA COCIDA 1.206.410,55 4,69% 57,90
3.641.663,17 14,14%
CONSOLIDADO ACU OBRA
CUBIERTATEJA FIBROCEMENTO
TEJA DE BARRO
CEMENTO BLANCO, 0,26 , 0,02%
CEMENTO GRIS, 174,77 , 14,14%
ARENA DE RIO, 424,49 , 34,35%
AGREGADOS TRITURADOS,
509,65 , 41,24%
ROCA MUERTA ‐TIERRA
EXCAVACIÓN, 17,12 , 1,39%
CERÁMICA COCIDA, 57,90 , 4,69%
TEJA FIBROCEMENTO,
3,02 , 0,24%
PINTURAS, 0,33 , 0,03%
ACERO, 38,80 , 3,14%
COBRE, 0,27 , 0,02%
PVC, 2,30 , 0,19%
MADERA, 6,84 , 0,55%
Consumo de materiales kg/m2
Sistema constructivo vaciado en concreto ‐NO VIS ‐ Estrato 5‐6
ANEXO 2.2. FICHA DE REGISTRO DEL ANÁLISIS DE CANTIDADES UNITARIAS (ACU) EN SISTEMA INDUSTRIALIZADO VIS
MATERIAL kg % kg/m2
kg %
CEMENTO BLANCO 3.916,05 0,02% 0,35
CUBIERTA SACOS 755.967,57 46,14%
CANTIDAD APARTAMENTOS GRANEL 882.361,67 53,86%
ÁREAS TOTALES 11.348,80 ARENA DE RIO 5.442.910,62 33,88% 479,60
ÁREA APARTAMENTO 1 46,12 m2
AGREGADOS TRITURADOS 7.279.455,44 45,32% 641,43
ÁREA APARTAMENTO 2 56,16 m2
ROCA MUERTA ‐ TIERRA EXCAVACIÓN 1.139.708,50 7,09% 100,43
ÁREA COMUNAL 1.000,00 m2
LADRILLO 77.637,80 34,07%
TEJA ‐ 0,00%
PISOS Y PARED 150.225,27 65,93%
PRODUCTOS UNIDAD CANTIDAD % SANITARIA ‐ 0,00%
CEMENTO BLANCO kg 3.916,05 0,02% PORCELANATO ‐ 0,00%
CEMENTO GRIS SACOS kg 703.594,21 4,38% TEJA FIBROCEMENTO 33.791,67 0,21% 2,98
CEMENTO GRIS GRANEL kg 718.780,00 4,47% PINTURAS 195,36 0,00% 0,02
GRAVA TRITURADA kg 3.844.805,13 23,93% ACERO 223.123,94 1,39% 19,66
ARENA DE RIO kg 4.812.264,23 29,96% COBRE 5.614,04 0,03% 0,49
BASE TIPO INVIAS kg 1.311.282,00 8,16% PVC 32.892,17 0,20% 2,90
SUB BASE TIPO INVIAS kg 1.473.402,00 9,17% MADERA 36.007,37 0,22% 3,17
TIERRA EXCAVACIÓN kg 1.025.550,00 6,38% TOTALES SECCIÓN C 16.063.807,45 100,00% 1.415,46
CONCRETO PREMEZCLADO kg 1.160.556,71 7,22%
CONCRETO EN OBRA kg 319.937,33 1,99%
3000 psi kg 319.937,33
4000 psi kg PRODUCTOS kg m3
Agua (L/m3) Agua (kg) Agua (kg/m
2)
LADRILLO COCIDO kg 77.637,80 0,48% CONCRETO PREMEZCLADO 1.160.556,71 506,55 190,00 96.244,50 8,48
TEJA DE BARRO COCIDO kg ‐ 0,00% CONCRETO EN OBRA 8.749.624,98 3.625,32 220,00 797.570,40 70,28
CERAMICA PISOS Y PAREDES kg 150.225,27 0,94% MORTERO EN OBRA 2.143.081,94 974,13 270,00 263.014,60 23,18
CERAMICA SANITARIA kg ‐ 0,00% MORTEROS LISTOS 16.073,69 7,31 270,00 1.972,68 0,17
PORCELANATO kg ‐ 0,00% 1.158.802,18 102,11
ROCA MUERTA kg 114.158,50 0,71%
TEJA FIBROCEMENTO kg 33.791,67 0,21%
PINTURA kg 195,36 0,00%
GRANIPLAST kg ‐ 0,00%
RESANES ‐ MORTERO LISTO kg ‐ 0,00%
MORTERO LISTO kg 8.259,18 0,05%
PEGANTE PARA PISOS ‐ MORTEROS kg 7.814,51 0,05%
ACERO kg 223.123,94 1,39%
COBRE kg 5.614,04 0,03%
PVC kg 32.892,17 0,20%
MADERA kg 36.007,37 0,22%
TOTALES kg 16.063.807,45 100,0%
SECCIÓN B. PESO DE LOS MATERIALES EN Kg (ACU)
SECCIÓN C. DISTRIBUCIÓN DE MATERIALES EN PORCENTAJE y Kg /m2
SECCIÓN D. CONSUMO DE AGUA EN LA FABRICACIÓN DE CONCRETOS Y MORTEROS EN OB
SECCIÓN E. GRÁFICA DE PARTICIPACIÓN DE MATERIALES EN Kg/m2 POR OBRA
SECCIÓN A. IDENTIFICACIÓN DE LA OBRA Y m2 TOTALES DE OBRAMUROS EN CONCRETO
LOSAS DE CONCRETO REFORZADO
VIGAS DE CIMIENTACIÓN EN CONCRETO
TEJA FIBROCEMENTO
m2
60,00
135,00
195 aptos
FICHA DE REGISTRO DEL ANÁLISIS DE CANTIDADES UNITARIAS (ACU) EN SISTEMA INDUSTRIALIZADO VIS
TOTAL CONSUMO DE AGUA PREPARACIÓN DE MEZCLAS UTILIZADAS EN OBRA
CONSUMOS DE AGUA PARA PREPARACIÓN DE MEZCLAS UTILIZADAS EN OBRA
CERÁMICA COCIDA 227.863,07 1,42% 20,08
SISTEMA ESTRUCTURAL
CEMENTO GRIS 1.638.329,24 10,20%
CONSOLIDADO ACU OBRA
144,36
CEMENTO BLANCO, 0,35 ,
0,02%
CEMENTO GRIS, 144,36 , 10,20%
ARENA DE RIO, 479,60 , 33,88%
AGREGADOS TRITURADOS,
641,43 , 45,32%
ROCA MUERTA ‐TIERRA
EXCAVACIÓN, 100,43 , 7,09%
CERÁMICA COCIDA, 20,08 ,
1,42%
TEJA FIBROCEMENTO,
2,98 , 0,21%
PINTURAS, 0,02 , 0,00%
ACERO, 19,66 , 1,39%
COBRE, 0,49 , 0,03%
PVC, 2,90 , 0,20%
MADERA, 3,17 , 0,22%
Consumo de materiales Kg/m2
Sistema constructivo vaciado en concreto ‐VIS
ANEXO 2.3. FICHA DE REGISTRO DEL ANÁLISIS DE CANTIDADES UNITARIAS (ACU) EN SISTEMA MAMPOSTERIA ESTRUCTURAL NO VIS
MATERIAL kg % kg/m2 kg %
CEMENTO BLANCO 5.817,82 0,04% 0,52
SACOS 1.603.825,93 99,67%
GRANEL 5.386,83 0,33%
CANTIDAD APARTAMENTOS ARENA DE RIO 4.235.577,98 28,16% 380,62
CANTIDAD DE TORRES AGREGADOS TRITURADOS 5.266.949,00 35,02% 473,30
CANTIDAD DE PISOS ROCA MUERTA ‐ TIERRA EXCAVACIÓN 1.074.886,50 7,15% 96,59
CANTIDAD DE APTOS / PISO LADRILLO 2.206.111,72 89,42%
ÁREAS TOTALES TEJA 60.362,90 2,45%
ÁREAS PRIMER PISO PISOS Y PAREDES 159.312,54 6,46%
ÁREA SEGUNDO Y TERCER PISO SANITARIA ‐ 0,00%
ÁREA CUARTO Y QUINTO PISO PORCELANATO 41.372,73 1,68%
ÁREA COMUNAL TEJA FIBROCEMENTO 38.726,76 0,26% 3,48
PINTURAS ‐ 0,00% ‐
ACERO 244.873,49 1,63% 22,00
PRODUCTOS UNIDAD CANTIDAD % COBRE 0,00% ‐
CEMENTO BLANCO kg 5.817,82 0,04% PVC 15.504,77 0,10% 1,39
CEMENTO GRIS SACOS kg 1.376.583,45 9,15% MADERA 80.540,45 0,54% 7,24
GRAVA TRITURADA kg 3.359.237,23 22,34% TOTALES SECCIÓN C 15.039.249,42 100,00% 1.351,45
ARENA DE RIO kg 3.731.415,01 24,81%
BASE TIPO INVIAS kg 497.392,00 3,31%
SUB BASE TIPO INVIAS kg 853.398,00 5,67%
TIERRA EXCAVACIÓN kg 920.592,00 6,12% PRODUCTOS kg m3
Agua (L/m3) Agua (kg) Agua (kg/m
2)
CONCRETO PREMEZCLADO kg ‐ 0,00% CONCRETO PREMEZCLADO 0,00 0,00 190,00 0,00 0,00
CONCRETO EN OBRA kg 1.272.166,74 8,46% CONCRETO EN OBRA 7.937.093,54 2.889,88 220,00 635.773,01 57,13
3000 psi kg 585.236,01 GROUTING EN OBRA 666.455,94 288,51 260,00 75.013,66 6,74
4000 psi kg 686.930,74 MORTERO EN OBRA 1.312.048,37 596,39 270,00 161.024,12 14,47
LADRILLO COCIDO kg 2.206.111,72 14,67% MORTEROS LISTOS 21.547,30 9,79 270,00 2.644,44 0,24
TEJA DE BARRO COCIDO kg 60.362,90 0,40% 874.455,23 78,58
CERAMICA PISOS Y PAREDES kg 159.312,54 1,06%
CERAMICA SANITARIA kg ‐ 0,00%
PORCELANATO kg 41.372,73 0,28%
ROCA MUERTA kg 154.294,50 1,03%
TEJA FIBROCEMENTO kg 38.726,76 0,26%
PINTURA kg ‐ 0,00%
GRANIPLAST kg ‐ 0,00%
RESANES ‐ MORTERO LISTO kg ‐ 0,00%
MORTERO LISTO kg 2.318,62 0,02%
PEGANTE PARA PISOS ‐ MORTEROS kg 19.228,68 0,13%
ACERO kg 244.873,49 1,63%
COBRE kg ‐ 0,00%
PVC kg 15.504,77 0,10%
MADERA kg 80.540,45 0,54%
TOTALES kg 15.039.249,42 100,0%
FICHA DE REGISTRO DEL ANÁLISIS DE CANTIDADES UNITARIAS (ACU) EN SISTEMA MAMPOSTERIA ESTRUTURAL NO VIS
SECCIÓN B. PESO DE LOS MATERIALES EN Kg (ACU)
70,17
1.400,00
m2
m2
m2
m2
m2
SECCIÓN A. IDENTIFICACIÓN DE LA OBRA Y m2 TOTALES DE OBRA SECCIÓN C. DISTRIBUCIÓN DE MATERIALES EN PORCENTAJE y Kg /m2
16,40% 221,70 CERÁMICA COCIDA 2.467.159,90 67,33
SECCIÓN D. CONSUMO DE AGUA EN LA FABRICACIÓN DE CONCRETOS Y MORTEROS EN OB
SECCIÓN E. GRÁFICA DE PARTICIPACIÓN DE MATERIALES EN Kg/m2 POR OBRA
MAMPOSTERIA ESTRUCTURAL
LOSAS DE CONCRETO REFORZADO
VIGAS DE CIMIENTACIÓN EN CONCRETO
TEJA FIBROCEMENTO
TEJA DE BARRO
140
4
5
8
11.128,23
TOTAL CONSUMO DE AGUA PREPARACIÓN DE MEZCLAS UTILIZADAS EN OBRA
CONSUMOS DE AGUA PARA PREPARACIÓN DE MEZCLAS UTILIZADAS EN OBRA
69,88
144,61
SISTEMA ESTRUCTURAL
CEMENTO GRIS 1.609.212,76 10,70%
CONSOLIDADO ACU OBRA
CUBIERTA
CEMENTO BLANCO, 0,52 , 0,04%
CEMENTO GRIS, 144,61 , 10,70%ARENA DE RIO,
380,62 , 28,16%
AGREGADOS TRITURADOS,
473,30 , 35,02%
ROCA MUERTA ‐TIERRA
EXCAVACIÓN, 96,59 , 7,15%
CERÁMICA COCIDA, 221,70 , 16,40%
TEJA FIBROCEMENTO,
3,48 , 0,26%
PINTURAS, ‐ , 0,00%
ACERO, 22,00 , 1,63%
COBRE, ‐ , 0,00%
PVC, 1,39 , 0,10%
MADERA, 7,24 , 0,54%
Consumo de materiales kg/m2
Sistema constructivo mamposteria estructural ‐ NO VIS ‐ Estrato 3‐4
ANEXO 2.4. FICHA DE REGISTRO DEL ANÁLISIS DE CANTIDADES UNITARIAS (ACU) EN SISTEMA MAMPOSTERIA ESTRUCTURAL NO VIS
MATERIAL kg % kg/m2 kg %
CEMENTO BLANCO 5.817,82 0,04% 0,52
SACOS 1.603.825,93 99,67%
GRANEL 5.386,83 0,33%
CANTIDAD APARTAMENTOS ARENA DE RIO 4.235.577,98 28,16% 380,62
CANTIDAD DE TORRES AGREGADOS TRITURADOS 5.266.949,00 35,02% 473,30
CANTIDAD DE PISOS ROCA MUERTA ‐ TIERRA EXCAVACIÓN 1.074.886,50 7,15% 96,59
CANTIDAD DE APTOS / PISO LADRILLO 2.206.111,72 89,42%
ÁREAS TOTALES TEJA 60.362,90 2,45%
ÁREAS PRIMER PISO PISOS Y PAREDES 159.312,54 6,46%
ÁREA SEGUNDO Y TERCER PISO SANITARIA ‐ 0,00%
ÁREA CUARTO Y QUINTO PISO PORCELANATO 41.372,73 1,68%
ÁREA COMUNAL TEJA FIBROCEMENTO 38.726,76 0,26% 3,48
PINTURAS ‐ 0,00% ‐
ACERO 244.873,49 1,63% 22,00
PRODUCTOS UNIDAD CANTIDAD % COBRE 0,00% ‐
CEMENTO BLANCO kg 5.817,82 0,04% PVC 15.504,77 0,10% 1,39
CEMENTO GRIS SACOS kg 1.376.583,45 9,15% MADERA 80.540,45 0,54% 7,24
GRAVA TRITURADA kg 3.359.237,23 22,34% TOTALES SECCIÓN C 15.039.249,42 100,00% 1.351,45
ARENA DE RIO kg 3.731.415,01 24,81%
BASE TIPO INVIAS kg 497.392,00 3,31%
SUB BASE TIPO INVIAS kg 853.398,00 5,67%
TIERRA EXCAVACIÓN kg 920.592,00 6,12% PRODUCTOS kg m3
Agua (L/m3) Agua (kg) Agua (kg/m
2)
CONCRETO PREMEZCLADO kg ‐ 0,00% CONCRETO PREMEZCLADO 0,00 0,00 190,00 0,00 0,00
CONCRETO EN OBRA kg 1.272.166,74 8,46% CONCRETO EN OBRA 7.937.093,54 2.889,88 220,00 635.773,01 57,13
3000 psi kg 585.236,01 GROUTING EN OBRA 666.455,94 288,51 260,00 75.013,66 6,74
4000 psi kg 686.930,74 MORTERO EN OBRA 1.312.048,37 596,39 270,00 161.024,12 14,47
LADRILLO COCIDO kg 2.206.111,72 14,67% MORTEROS LISTOS 21.547,30 9,79 270,00 2.644,44 0,24
TEJA DE BARRO COCIDO kg 60.362,90 0,40% 874.455,23 78,58
CERAMICA PISOS Y PAREDES kg 159.312,54 1,06%
CERAMICA SANITARIA kg ‐ 0,00%
PORCELANATO kg 41.372,73 0,28%
ROCA MUERTA kg 154.294,50 1,03%
TEJA FIBROCEMENTO kg 38.726,76 0,26%
PINTURA kg ‐ 0,00%
GRANIPLAST kg ‐ 0,00%
RESANES ‐ MORTERO LISTO kg ‐ 0,00%
MORTERO LISTO kg 2.318,62 0,02%
PEGANTE PARA PISOS ‐ MORTEROS kg 19.228,68 0,13%
ACERO kg 244.873,49 1,63%
COBRE kg ‐ 0,00%
PVC kg 15.504,77 0,10%
MADERA kg 80.540,45 0,54%
TOTALES kg 15.039.249,42 100,0%
FICHA DE REGISTRO DEL ANÁLISIS DE CANTIDADES UNITARIAS (ACU) EN SISTEMA MAMPOSTERIA ESTRUTURAL NO VIS
SECCIÓN B. PESO DE LOS MATERIALES EN Kg (ACU)
70,17
1.400,00
m2
m2
m2
m2
m2
SECCIÓN A. IDENTIFICACIÓN DE LA OBRA Y m2 TOTALES DE OBRA SECCIÓN C. DISTRIBUCIÓN DE MATERIALES EN PORCENTAJE y Kg /m2
16,40% 221,70 CERÁMICA COCIDA 2.467.159,90 67,33
SECCIÓN D. CONSUMO DE AGUA EN LA FABRICACIÓN DE CONCRETOS Y MORTEROS EN OB
SECCIÓN E. GRÁFICA DE PARTICIPACIÓN DE MATERIALES EN Kg/m2 POR OBRA
MAMPOSTERIA ESTRUCTURAL
LOSAS DE CONCRETO REFORZADO
VIGAS DE CIMIENTACIÓN EN CONCRETO
TEJA FIBROCEMENTO
TEJA DE BARRO
140
4
5
8
11.128,23
TOTAL CONSUMO DE AGUA PREPARACIÓN DE MEZCLAS UTILIZADAS EN OBRA
CONSUMOS DE AGUA PARA PREPARACIÓN DE MEZCLAS UTILIZADAS EN OBRA
69,88
144,61
SISTEMA ESTRUCTURAL
CEMENTO GRIS 1.609.212,76 10,70%
CONSOLIDADO ACU OBRA
CUBIERTA
CEMENTO BLANCO, 0,52 , 0,04%
CEMENTO GRIS, 144,61 , 10,70%ARENA DE RIO,
380,62 , 28,16%
AGREGADOS TRITURADOS,
473,30 , 35,02%
ROCA MUERTA ‐TIERRA
EXCAVACIÓN, 96,59 , 7,15%
CERÁMICA COCIDA, 221,70 , 16,40%
TEJA FIBROCEMENTO,
3,48 , 0,26%
PINTURAS, ‐ , 0,00%
ACERO, 22,00 , 1,63%
COBRE, ‐ , 0,00%
PVC, 1,39 , 0,10%
MADERA, 7,24 , 0,54%
Consumo de materiales kg/m2
Sistema constructivo mamposteria estructural ‐ NO VIS ‐ Estrato 3‐4
ANEXO 2.5. FICHA DE REGISTRO DEL ANÁLISIS DE CANTIDADES UNITARIAS (ACU) EN SISTEMA MAMPOSTERIA ESTRUCTURAL VIS
MATERIAL kg % kg/m2
kg %
CEMENTO BLANCO 7.220,82 0,06% 0,72
CUBIERTA SACOS 1.127.495,26 95,29%
CANTIDAD APARTAMENTOS GRANEL 55.752,08 4,71%
ÁREAS TOTALES 10.008,80 ARENA DE RIO 3.094.135,19 24,73% 309,14
PRIMER PISO ACCESO 53,43 AGREGADOS TRITURADOS 4.342.001,28 34,70% 433,82
PRIMER PISO MEDIANEROS 56,25 ROCA MUERTA ‐ TIERRA EXCAVACIÓN 1.219.830,50 9,75% 121,88
PRIMER PISO ESQUINEROS 56,81 LADRILLO 2.267.296,04 94,63%
TERCER Y QUINTO PISO 56,67 TEJA ‐ 0,00%
SEGUNDO Y CUARTO PISO 56,25 PISOS Y PAREDES 127.565,59 5,32%
ÁREA COMUNAL 1.000,00 SANITARIA ‐ 0,00%
PORCELANATO 1.031,92 0,04%
TEJA FIBROCEMENTO 34.848,48 0,28% 3,48
PRODUCTOS UNIDAD CANTIDAD % PINTURAS 7.023,20 0,06% 0,70
CEMENTO BLANCO kg 7.220,82 0,06% ACERO 160.843,52 1,29% 16,07
CEMENTO GRIS SACOS kg 1.127.495,26 9,01% COBRE 2.813,64 0,02% 0,28
CEMENTO GRIS GRANEL kg 90,00 0,00% PVC 26.681,45 0,21% 2,67
GRAVA TRITURADA kg 3.142.711,05 25,12% MADERA 37.614,64 0,30% 3,76
ARENA DE RIO kg 3.094.135,19 24,73% TOTALES 12.512.153,60 100,00% 1.250,12
BASE TIPO INVIAS kg 479.710,00 3,83%
SUB BASE TIPO INVIAS kg 552.594,00 4,42%
TIERRA EXCAVACIÓN kg 820.602,00 6,56%
CONCRETO PREMEZCLADO kg ‐ 0,00% PRODUCTOS kg m3 Agua (L/m3) Agua (kg) Agua (kg/m2)
CONCRETO EN OBRA kg ‐ 0,00% CONCRETO PREMEZCLADO 0,00 0,00 190,00 0,00 0,00
3000 psi kg CONCRETO EN OBRA 6.185.868,41 2.577,89 220,00 567.134,82 56,66
4000 psi kg GROUTING EN OBRA 670.575,04 290,30 260,00 75.477,29 7,54
LADRILLO COCIDO kg 2.267.296,04 18,12% MORTERO EN OBRA 703.433,05 319,74 270,00 86.330,42 8,63
TEJA DE BARRO COCIDO kg ‐ 0,00% MORTEROS LISTOS 222.648,32 101,20 270,00 27.325,02 2,73
CERAMICA PISOS Y PAREDES kg 127.565,59 1,02% 756.267,55 75,56
CERAMICA SANITARIA kg ‐ 0,00%
PORCELANATO kg 1.031,92 0,01%
ROCA MUERTA kg 399.228,50 3,19%
TEJA FIBROCEMENTO kg 34.848,48 0,28%
PINTURA kg 7.023,20 0,06%
GRANIPLAST kg 2.859,12 0,02%
RESANES ‐ MORTERO LISTO kg 205.479,62 1,64%
MORTERO LISTO kg 7.170,24 0,06%
PEGANTE PARA PISOS ‐ MORTEROS kg 7.139,34 0,06%
ACERO kg 160.843,52 1,29%
COBRE kg 2.813,64 0,02%
PVC kg 26.681,45 0,21%
MADERA kg 37.614,64 0,30%
TOTALES kg 12.512.153,60 100,0%
SECCIÓN E. GRÁFICA DE PARTICIPACIÓN DE MATERIALES EN Kg/m2 POR OBRA
MAMPOSTERIA ESTRUCTURAL
LOSAS DE CONCRETO REFORZADO
VIGAS DE CIMIENTACIÓN EN CONCRETO
TEJA FIBROCEMENTO
84
m2
8,00
16,00
8,00
64,00
64,00
m2
TOTAL CONSUMO DE AGUA PREPARACIÓN DE MEZCLAS UTILIZADAS EN OBRA
CONSUMOS DE AGUA PARA PREPARACIÓN DE MEZCLAS UTILIZADAS EN OBRA
FICHA DE REGISTRO DEL ANÁLISIS DE CANTIDADES UNITARIAS (ACU) EN SISTEMA MAMPOSTERIA ESTRUTURAL VIS
SECCIÓN A. IDENTIFICACIÓN DE LA OBRA Y m2 TOTALES DE OBRA SECCIÓN C. DISTRIBUCIÓN DE MATERIALES EN PORCENTAJE y Kg /m2
SECCIÓN B. PESO DE LOS MATERIALES EN Kg (ACU)
SECCIÓN D. CONSUMO DE AGUA EN LA FABRICACIÓN DE CONCRETOS Y MORTEROS EN OBR
118,22
m2
m2
m2
m2
m2
SISTEMA ESTRUCTURAL
CERÁMICA COCIDA 2.395.893,55 19,15% 239,38
CONSOLIDADO ACU OBRA
CEMENTO GRIS 1.183.247,34 9,46%
CEMENTO BLANCO, 0,72 ,
0,06%
CEMENTO GRIS, 118,22 , 9,46%
ARENA DE RIO, 309,14 , 24,73%
AGREGADOS TRITURADOS,
433,82 , 34,70%
ROCA MUERTA ‐TIERRA
EXCAVACIÓN, 121,88 , 9,75%
CERÁMICA COCIDA, 239,38 ,
19,15%
TEJA FIBROCEMENTO,
3,48 , 0,28%
PINTURAS, 0,70 , 0,06%ACERO, 16,07 ,
1,29%
COBRE, 0,28 , 0,02%
PVC, 2,67 , 0,21%
MADERA, 3,76 , 0,30%
Consumo de materiales kg/m2
Sistema constructivo mamposteria estructural ‐VIS
ANEXO 2.6. FICHA DE REGISTRO DEL ANÁLISIS DE CANTIDADES UNITARIAS (ACU) EN SISTEMA MAMPOSTERIA ESTRUCTURAL NO VIS
MATERIAL kg % kg/m2
kg %
CEMENTO BLANCO 3.179,00 0,03% 0,33
SACOS 1.092.411,04 99,15%
GRANEL 9.341,67 0,85%
CANTIDAD CASAS ARENA DE RIO 2.857.527,72 25,32% 295,14
ÁREAS TOTALES AGREGADOS TRITURADOS 3.617.322,67 32,05% 373,62
ÁREA PROMEDIO CASA ROCA MUERTA ‐ TIERRA EXCAVACIÓN 1.200.194,00 10,63% 123,96
ÁREA COMUNAL LADRILLO 1.953.258,96 87,12%
TEJA 96.304,00 4,30%
PISOS Y PAREDES 137.912,91 6,15%
PRODUCTOS UNIDAD CANTIDAD % SANITARIA ‐ 0,00%
CEMENTO BLANCO kg 3.179,00 0,03% PORCELANATO 54.649,70 2,44%
CEMENTO GRIS SACOS kg 999.224,72 8,85% TEJA FIBROCEMENTO 53.111,47 0,47% 5,49
GRAVA TRITURADA kg 2.428.072,83 21,51% PINTURAS ‐ 0,00% ‐
ARENA DE RIO kg 2.633.591,82 23,34% ACERO 162.484,90 1,44% 16,78
BASE TIPO INVIAS kg 84.000,00 0,74% COBRE 2.295,17 0,02% 0,24
SUB BASE TIPO INVIAS kg 817.390,00 7,24% PVC 16.212,22 0,14% 1,67
TIERRA EXCAVACIÓN kg ‐ 0,00% MADERA 29.602,89 0,26% 3,06
CONCRETO PREMEZCLADO kg 17.114,52 0,15% TOTALES 11.285.808,33 100,00% 1.165,67
CONCRETO EN OBRA kg 569.254,74 5,04%
3000 psi kg 569.254,74
4000 psi kg ‐
LADRILLO COCIDO kg 1.953.258,96 17,31% PRODUCTOS kg m3
Agua (L/m3) Agua (kg) Agua (kg/m
2)
TEJA DE BARRO COCIDO kg 96.304,00 0,85% CONCRETO PREMEZCLADO 17.114,52 7,47 190,00 1.419,30 0,15
CERAMICA PISOS Y PAREDES kg 137.912,91 1,22% CONCRETO EN OBRA 5.475.762,09 2.281,96 220,00 502.030,62 51,85
CERAMICA SANITARIA kg ‐ 0,00% GROUTING EN OBRA 396.938,69 171,84 260,00 44.677,86 4,61
PORCELANATO kg 54.649,70 0,48% MORTERO EN OBRA 854.739,77 388,52 270,00 104.899,88 10,83
ROCA MUERTA kg 1.200.194,00 10,63% MORTEROS LISTOS 27.954,48 12,71 270,00 3.430,78 0,35
TEJA FIBROCEMENTO kg 53.111,47 0,47% 656.458,44 67,80
PINTURA kg ‐ 0,00%
GRANIPLAST kg ‐ 0,00%
RESANES ‐ MORTERO LISTO kg ‐ 0,00%
MORTERO LISTO kg 6.246,24 0,06%
PEGANTE PARA PISOS ‐ MORTEROS kg 21.708,24 0,19%
ACERO kg 162.484,90 1,44%
COBRE kg 2.295,17 0,02%
PVC kg 16.212,22 0,14%
MADERA kg 29.602,89 0,26%
TOTALES kg 11.285.808,33 100,0%
SECCIÓN E. GRÁFICA DE PARTICIPACIÓN DE MATERIALES EN Kg/m2 POR OBRA
FICHA DE REGISTRO DEL ANÁLISIS DE CANTIDADES UNITARIAS (ACU) EN SISTEMA MAMPOSTERIA ESTRUTURAL NO VIS
SECCIÓN A. IDENTIFICACIÓN DE LA OBRA Y m2 TOTALES DE OBRA SECCIÓN C. DISTRIBUCIÓN DE MATERIALES EN PORCENTAJE y Kg /m2
MAMPOSTERIA ESTRUCTURAL
LOSAS DE CONCRETO REFORZADO
VIGAS DE CIMIENTACIÓN EN CONCRETO
TEJA FIBROCEMENTO
TEJA DE BARRO
84
9.681,84
105,26
840,00
TOTAL CONSUMO DE AGUA PREPARACIÓN DE MEZCLAS UTILIZADAS EN OBRA
CONSUMOS DE AGUA
CERÁMICA COCIDA 2.242.125,57
SECCIÓN D. CONSUMO DE AGUA EN LA FABRICACIÓN DE CONCRETOS Y MORTEROS EN O
19,87% 231,58
m2
m2
m2
SECCIÓN B. PESO DE LOS MATERIALES EN Kg (ACU)
CEMENTO GRIS CUBIERTA
SISTEMA ESTRUCTURAL
1.101.752,71 9,76%
CONSOLIDADO ACU OBRA
113,80
CEMENTO BLANCO, 0,33 , 0,03%
CEMENTO GRIS, 113,80 , 9,76%
ARENA DE RIO, 295,14 , 25,32%
AGREGADOS TRITURADOS, 373,62
, 32,05%
ROCA MUERTA ‐TIERRA
EXCAVACIÓN, 123,96 , 10,63%
CERÁMICA COCIDA, 231,58 , 19,87%
TEJA FIBROCEMENTO,
5,49 , 0,47%
PINTURAS, ‐ , 0,00%
ACERO, 16,78 , 1,44%
COBRE, 0,24 , 0,02%
PVC, 1,67 , 0,14%
MADERA, 3,06 , 0,26%
Consumo de materiales kg/m2
Sistema constructivo mamposteria estructural ‐NO VIS ‐ Estrato 5‐6
ANEXO 2.7. FICHA DE REGISTRO DEL ANÁLISIS DE CANTIDADES UNITARIAS (ACU) EN SISTEMA MAMPOSTERIA CONFINADA VIS
SISTEMA CONSTRUCTIVO: MAMPOSTERIA CONFINADA
36,24
25%
CEMENTO GRIS SACOS 50 KG 1.245,75
ARENA DE RIO 3.737,25
CEMENTO GRIS SACOS 50 KG 1.779,38
ARENA DE RIO 3.935,98
GRAVA TRITURADA 4.721,80
CEMENTO GRIS SACOS 50 KG 2.135,26
ARENA DE RIO 4.723,18
GRAVA TRITURADA 5.666,16
CEMENTO GRIS SACOS 50 KG 44,54
ARENA DE RIO 98,53
GRAVA TRITURADA 118,20
CEMENTO GRIS SACOS 50 KG 1.340,43
ARENA DE RIO 2.965,02GRAVA TRITURADA 3.556,99
CEMENTO GRIS SACOS 50 KG 1.245,75
ARENA DE RIO 3.737,25
CEMENTO GRIS SACOS 50 KG 745,34
ARENA DE RIO 1.648,68
GRAVA TRITURADA 1.977,84
CERAMICA SANITARIA UND 1,00 86,38
CEMENTO GRIS GRANEL 36,56
ARENA DE RIO 94,84
GRAVA TRITURADA 115,99
CEMENTO GRIS SACOS 50 KG 78,38
ARENA DE RIO 235,13
CEMENTO GRIS SACOS 50 KG 2.419,64
ARENA DE RIO 5.352,23
GRAVA TRITURADA 6.420,81
CEMENTO GRIS GRANEL 22,67
ARENA DE RIO 58,80
GRAVA TRITURADA 71,91
TIERRA DE EXCABACIÓN TIERRA m3 15,00 13.500,00
REFUERZO VIGA DE CIMENTACIÓN Kg 240,00 300,00
LAVAPLATOS cm3
55,2 0,50
NAVE MADERA TIPO FORTEC 0,7m m2 1,54 4,81
DESAGUE AGUAS LLUVIAS PVC F 3" ml 8,50 13,49
TUBERÍA DE VENTILACIÓN PVC F 2" ml 2,00 1,33
BAJANTE AGUAS NEGRAS PVC F 3" ml 3,00 4,76
DESAGUE TUBERÍA SANITARIA F4" ml 8,00 18,40
DESAGUE TUBERÍA SANITARIA F2" ml 5,60 5,88
DUCTO PARA LA TUBERÍA INTERNA EN PLAC ml 40,00 40,50RED SUMINISTRO PVC F 1/2" TP. ml 12,00 2,36
ÍTEM TOTAL Kg Kg/m2NOMBRE Kg Kg/m2
CEMENTO BLANCO 0,00 0,00 0,00%
ARENA DE RIO 26.586,88 733,63 30,46%CEMENTO GRIS 11.093,71 306,12 12,71%
AGREGADOS TRITURADOS 22.649,69 624,99 25,95%
CERÁMICA COCIDA 12.977,00 358,08 14,87%ROCA MUERTA ‐ TIERRA EXCAVACIÓN 13.500,00 372,52 15,47%
ACERO 342,18 9,44 0,39%
ALUMINIO 2,04 0,06 0,00233%
MADERA 4,81 0,13 0,01%
ADITIVOS 39,72 1,10 0,05%
PLÁSTICOS 86,72 2,39 0,10%
TOTALES 87282,76 2408,46 ‐ 87.282,76 2408,46 100% 100%
METALES
344 9,50 0,39%
OTROS:
POLÍMEROS Y
ORGÁNICOS
131 3,62 0,15%
SECCIÓN C. DISTRIBUCIÓN DE MATERIALES EN PORCENTAJE y Kg /m2
GRUPO MATERIAL%
CERÁMICOS:
CEM
ENTA
NTES,
AGREG
ADOS,
LADRILLO
S,
CERÁMICAS,
TIERRAS Y VIDRIOS
86.807 2395,34 99,46%
OTROS: POLÍMEROS Y
ORGÁNICOS
MADERA
PLÁSTICOS
41,68
ALUMINIO CELOSIA ALUMINIO m2 4,32 2,04
LAVADERO PREFABRICADO m3 0,06
METALES
ACERO
NAVE LAMINA ENTAMBORADA m2 1,9
CERÁMICOS: CEM
ENTA
NTES, AGREG
ADOS, LADRILLO
S, CERÁMICAS, TIERRAS Y VIDRIOS
MORTERO NIVELACIÓN ‐ SOLADO PARA
LIMPIEZA H = 5 cmm
2 36,24
CONCRETO 3000 PSI ‐ LOSA MACIZA
CONTRAPISO H=10 cmm
2 36,24
CONCRETO 3000 PSI ‐ LOSA MACIZA
ENTREPISO H= 0,12 m INCLUYE REFUERZO
12.890,63
MORTERO PAÑETE IMPERMEABILIZADO
BAÑO DUCHA H= 2,0 m COCINA H= 0,60 mm
2 7,60
CUBIERTA ‐ LOSA H = 0.1 m2 49,28
ALFAJIA CONCRETO VENTANAS ml 3,60
CERÁMICA COCIDA (Ladrillos, pisos y
elementos sanitarios)
MURO LADRILLO COMÚN SOGA REVITADO m2 75,00
m2 36,24
COLUMNETAS 0,12x0.20 m x 2,30 m ALTO UND 27,50
FICHA DE REGISTRO DEL ANÁLISIS DE CANTIDADES UNITARIAS (ACU) EN SISTEMA MAMPOSTERIA CONFINADA VIS
SECCIÓN A. IDENTIFICACIÓN DE LA OBRA Y m2 TOTALES DE OBRA
ÁREA VIVIENDA (m2):
FACTOR DE DESPERDICIO:
SECCIÓN B. PESO DE LOS MATERIALES EN Kg (ACU)
SECCIÓN E. GRÁFICA DE PARTICIPACIÓN DE MATERIALES EN Kg/m2 POR OBRA
m2 36,24
GRUPO NOMBRE SUB GRUPO MATERIAL UNIDAD CANTIDAD Kg
CONCRETO ‐ MESONES COCINA ANCHO
0,60 m E= 0,07 m INCLUYE MURO DE
APOYO
ml 2,16
VIGA CIMENTACION 0.25x0.25 m m3 2,73
RECUBRIMIENTO EN MORTERO
impermeabilizado sika 1 e = 0,05 m (losa
cubierta)
CERÁMICOS:
CEMENTANTES, AGREGADOS, LADRILLOS, CERÁMICAS, TIERRAS Y VIDRIOS ; 2395,34; 99,46%
METALES ;
9,50; 0,39%
OTROS: POLÍMEROS Y ORGÁNICOS ; 3,62; 0,15%
DISTRUBUCIÓN POR GRUPO DE MATERIALES Kg/m2
ARENA DE RIO; 733,63; 30,46%
CEMENTO GRIS ; 306,12; 12,71%
AGREGADOS TRITURADOS;
624,99; 25,95%
CERÁMICA COCIDA; 358,08; 14,87%
ROCA MUERTA ‐TIERRA
EXCAVACIÓN; 372,52; 15,47%
ACERO; 9,44; 0,392%
ALUMINIO; 0,06; 0,00233%
MADERA; 0,13; 0,01%
ADITIVOS; 1,10; 0,05%
PLÁSTICOS; 2,39; 0,10%
DISTRIBUCIÓN MATERIALESKg/m2
ANEXO 2.8. FICHA DE REGISTRO DEL ANÁLISIS DE CANTIDADES UNITARIAS (ACU) EN SISTEMA GUADUA Y TIERRA ESTABILIZADA
ÁREA CONSTRUIDA CEMENTO BLANCO 17,21 0,00% 0,04
CEMENTO GRIS 10.776,39 2,27% 27,99
ADICIÓN 25.432,06 5,36% 66,06
PRODUCTOS UNIDAD CANTIDAD % ARENA DE RIO 24.721,98 5,21% 64,21
ACERO kg 865,73 0,18% AGREGADOS TRITURADOS 34.749,80 7,32% 90,26
ADICIÓN kg 25.432,06 5,36% ROCA MUERTA ‐ TIERRA EXC 324.051,55 68,23% 841,69
CEMENTO BLANCO kg 17,21 0,00% CERÁMICA COCIDA 1.651,27 0,35% 4,29
SUELO CEMENTO kg 9.114,00 1,92% VIDRIOS 789,80 0,17% 2,05
TIERRA kg 167.612,75 35,29% GUADUA 13.585,13 2,86% 35,29
SUELO TAMIZADO kg 1.177,20 0,25% TEJA DE FIBROCEMENTO ‐ 0,00% ‐
CAL kg 9.629,61 2,03% PINTURA ‐ 0,00% ‐
FIQUE kg 1.091,42 0,23% CAL 9.629,61 2,03% 25,01
GUADUA kg 8.220,30 1,73% FIQUE 1.091,42 0,23% 2,83
ESTERILLA kg 5.364,83 1,13% ACERO 865,73 0,18% 2,25
ARENA DE RIO kg 1.791,72 0,38% COBRE 147,78 0,03% 0,38
GRAVA TRITURADA kg 582,66 0,12% PVC 361,27 0,08% 0,94
PVC kg 361,27 0,08% MADERA 27.043,98 5,69% 70,24
MORTERO 1:3 kg 101,20 0,02% TOTALES 474.915,00 100,00% 1.233,55
CONCRETO 3000 PSI kg 60.097,48 12,65%COBRE kg 147,78 0,03%
LADRILLO COCIDO kg 1.472,47 0,31% PRODUCTOS m3
Agua (kg) Agua (kg/m2)
ROCA MUERTA kg 147.059,00 30,97% CONCRETO 3000 PSI 25,04 5.008,98 13,01
PIEDRA DE RIO kg 6.756,50 1,42% CALFITICE 132,45 33.113,25 86,01
MADERA kg 27.043,98 5,69% SUELO CEMENTO 6,51 1.627,50 4,23
MORTERO DE PEGA ‐ PEGACOR kg 7,20 0,00% AGUA 190,75 0,50
CERAMICA SANITARIA kg 178,80 0,04%
VIDRIOS kg 789,80 0,17%
474.915,00 100,0%
103,74
m2
385,00
CIMENTACIÓN EN CONCRETO
TOTAL CONSUMO DE AGUA PREPARACIÓN
DE MEZCLAS UTILIZADAS EN OBRA
SECCIÓN D. CONSUMO DE AGUA EN LA FABRICACIÓN DE CONCRETOS
MATERIAL kg % kg/m2
TOTAL
SISTEMA ESTRUCTURAL
SECCIÓN B. PESO DE LOS MATERIALES EN Kg (ACU)
SECCIÓN E. GRÁFICA DE PARTICIPACIÓN DE MATERIALES EN Kg/m2 POR OBRA
GUADUA
MUROS EN CALFITICE
39.940,48
FICHA DE REGISTRO DEL ANÁLISIS DE CANTIDADES UNITARIAS (ACU) EN SISTEMA GUADUA Y TIERRA ESTABILIZADA
SECCIÓN A. IDENTIFICACIÓN DE LA OBRA Y m2 TOTALES DE OBRASECCIÓN C. DISTRIBUCIÓN DE MATERIALES EN PORCENTAJE y Kg /m
2
CEMENTO BLANCO, 0,04 , 0,00%
CEMENTO GRIS, 27,99 , 2,27%
ARENA DE RIO, 64,21 , 5,21%
AGREGADOS TRITURADOS, 90,26
, 7,32%
ROCA MUERTA ‐TIERRA
EXCAVACIÓN, 841,69 , 68,23%
CERÁMICA COCIDA, 4,29 , 0,35%
TEJA DE FIBROCEMENTO, ‐ ,
0,00%PINTURA, ‐ , 0,00%
ACERO, 2,25 , 0,18%
COBRE, 0,38 , 0,03%
PVC, 0,94 , 0,08%
MADERA, 70,24 , 5,69%
ADICIÓN, 66,06 , 5,36%
VIDRIOS, 2,05 , 0,17%
GUADUA, 35,29 , 2,86%
CAL, 25,01 , 2,03%
FIQUE, 2,83 , 0,23%
Consumo de materiales kg/m2
Sistema constructivo Guadua y tierra estabilizada
ANEXO 3. CUADRO CENTROIDE Y DETALLE RUTAS DE TRANSPORTE DE PRODUCTOS
Centroide de Cali
Coordenadas: 3°43’55.93” ‐ 76°51’61.65”
Referencia: POT Cali – Emsirva. Documento de consulta pública.
Tabla 89. Distancias desde del centroide
A B DISTANCIA (Km)
TIEMPO DE RECORRIDO
Planta de Cemento
Comfandi El Prado – CENTROIDE de Cali
17,8 33 min
Planta Ladrillos y cerámicos cocidos
47,9 1 hora 3 min
Planta de Agregados 13,4 30 min
Planta Acero 9,2 26 min
Planta de Tejas Fibrocemento
17,7 33 min
Planta Concreto 9,6 23 min
Extracción Arena de río 17,7 46 min
Guadua 194 3 horas 41 min
Planta PVC 455 8 horas 25 min
Planta Cobre 11,5 27 min
Planta de Vidrio 520 9 horas 41 min
Planta Pinturas 20,1 37 min
Planta Yeso Químico 15,1 32 min
Planta Extracción Calizas 37,8 50 min
Planta Eco materiales 37,8 50 min
Imagen 20. Ubicación centroide Cali. Fuente: elaboración propia ECOINGENIERÍA S.A.S. – Google maps
Imagen 21. Distancia desde planta cementera.
Elaboración propia ECOINGENIERÍA S.A.S. – Google maps.
Imagen 22. Distancia planta de ladrillos al centroide.
Elaboración propia ECOINGENIERÍA S.A.S. – Google maps.
Imagen 23. Distancia planta concretera al centroide.
Elaboración propia ECOINGENIERÍA S.A.S. – Google maps.
Imagen 24. Distancia planta agregados al centroide.
Elaboración propia ECOINGENIERÍA S.A.S. – Google maps.
Imagen 25. Distancia planta acero al centroide.
Elaboración propia ECOINGENIERÍA S.A.S. – Google maps.
Imagen 26. Distancia planta tejas de fibrocemento al centroide.
Elaboración propia ECOINGENIERÍA S.A.S. – Google maps.
Imagen 27. Distancia centro de extracción arena de río al centroide.
Elaboración propia ECOINGENIERÍA S.A.S. – Google maps.
Imagen 28. Distancia cultivo de guadua al centroide.
Elaboración propia ECOINGENIERÍA S.A.S. – Google maps.
Imagen 29. Distancia planta de PVC al centroide.
Elaboración propia ECOINGENIERÍA S.A.S. – Google maps.
Imagen 30. Distancia planta de cobre al centroide.
Elaboración propia ECOINGENIERÍA S.A.S. – Google maps.
Imagen 31. Distancia planta de vidrio al centroide.
Elaboración propia ECOINGENIERÍA S.A.S. – Google maps.
Imagen 32. Distancia planta de pinturas al centroide.
Elaboración propia ECOINGENIERÍA S.A.S. – Google maps.
Imagen 33. Distancia planta yeso químico al centroide.
Elaboración propia ECOINGENIERÍA S.A.S. – Google maps.
Imagen 34. Distancia centro de extracción calizas al centroide. Elaboración propia ECOINGENIERÍA S.A.S. – Google maps.
Imagen 35. Distancia planta ecomateriales al centroide. Elaboración propia ECOINGENIERÍA S.A.S. – Google maps.
ANEXO 4. DIAGRAMAS DE PROCESOS DE MATERIALES
Diagrama 6. Diagrama de proceso de agregados Fuente: Elaboración propia ECOINGENIERIA
Diagrama 7. Diagrama de proceso de cemento (método tradicional) Fuente: Elaboración propia ECOINGENIERÍA
Diagrama 8. Proceso de producción del cemento (método moderno p. Húmedo) Fuente: Elaboración propia ECOINGENIERÍA
Diagrama 9. Diagrama consumo energético del proceso de cemento
Fuente: Elaboración propia ECOINGENIERÍA
Diagrama 10. Diagramas de proceso de producción de ladrillo Fuente: Elaboración propia ECOINGENIERIA
Diagrama 11. Diagrama de proceso de producción de acero Fuente: www.tecnologiaslimpias.org – Red Interinstitucional de Tecnologías limpias “RITL”
Diagrama 12. Diagrama proceso del yeso químico Fuente: Elaboración propia ECOINGENIERÍA
BALANCE DE MASA DE VARIOS PRODUCTOS BÁSICOS
PROCESO MATERIAS PRIMAS TON
RELACIÓN MÁSICA MATERIA
PRIMA/PRODUCTO, TON/TON
CEMENTO VÍA HÚMEDA
1,2947
CALIZA 1,4723 1,14
ARCILLA 0,2093 0,16
MINERAL HIERRO 0,06978 0,05
YESO 0,06 0,05
CEMENTO VÍA SECA
1,04198
CALIZA 1,4112 1,35
ARCILLA 0,1848 0,18
MINERAL HIERRO 0,084 0,08
YESO 0,06 0,06
VIDRIO PLANO
1000
ARENA 328,421 0,33
FELDESPATO 68,157 0,07
CALIZA 113,684 0,11
TEJA ASBESTO CEMENTO
100
ASBESTO 11,1 0,11
CEMENTO 76,1 0,76
CALIZA 6,7 0,07
CARTÓN 3,8 0,04
YESO
1,00
YESO QUÍMICO 1,696 1,70
YESO MINERAL 1,744 1,74
ANEXO 5. SUPERPRO DESIGNER
SuperPro Designer facilita el modelado, evaluación y optimización de procesos integrados en una amplia gama de industrias (farmacéutica, biotecnología, química especializada, alimentos, bienes de consumo, procesamiento de minerales, microelectrónica, purificación de agua, tratamiento de aguas residuales, control de la contaminación atmosférica, etc.) La combinación de la fabricación y modelos ambientales de operación en el mismo paquete que permite al usuario diseñar y evaluar al mismo tiempo los procesos de fabricación y al final de la tubería al tratamiento y minimización de los residuos a través de la práctica la prevención de la contaminación, así como el control de la contaminación.
Es así como se convierte en una herramienta para los ingenieros y científicos en el desarrollo de procesos, ingeniería de procesos y manufactura. También es una útil para los profesionales que se ocupan de cuestiones ambientales (por ejemplo, el tratamiento de aguas residuales, control de la contaminación, minimización de residuos, prevención de la contaminación). SuperPro ofrece bajo un mismo paraguas modelado de fabricación y al final de la tubería de los procesos de tratamiento, evaluación de proyectos económicos y de evaluación de impacto ambiental.
Simulación de horno rotatorio:
1. Seleccionar el tipo de proceso: por batch o continuo, en este caso será un proceso continuo.
2. Registro de componentes a usar, características, actividades; después componentes puros, y por ultimo registrar / propiedades.
3. En este caso se seleccionan los componentes tanto de entrada como de salida de la operación unitaria teniendo en cuenta: composición química y características de cada componente. Para este ejemplo se seleccionaron componentes tales como: pasta, ceniza, cloruro de hidrogeno, oxigeno, HCL, nitrógeno, agua, etc.
4. Se selecciona la operación unitaria a realizar, para este caso, el horno rotatorio no se encuentra directamente como una operación unitaria en este simulador, pero se puede modelar con otra operación similar o con el mismo fin en este caso un incinerador.
5. Se realizan líneas de entradas y de salidas del proceso seleccionando el icono de conectores. Haciendo doble clic en cada línea de entrada, se seleccionan los componentes requeridos teniendo en cuenta la línea del proceso y la cantidad deseada, esto puede variar según los criterios de selección realizados.
6. Para especificar la composición química del combustible, se hace doble clic en el “horno”. Al momento de realizar el balance, el programa arroja las cantidades exactas de gases de chimenea y cantidad de Clinker respectivamente.
7. Se organiza el proceso y hacer clic en actividades.
8. Fin del proceso terminado por medio de este simulador.
ANEXO 6. BALANCE DE MASA Y ENERGÍA DE LA PRODUCCIÓN DE AGREGADOS
CONSUMOS ENERGÉTICOS DE EXTRACCIÓN DE AGREGADOS
Estos datos se obtuvieron mediante el levantamiento de información primaria directamente suministrada por un productor que accedió a facilitarnos su información básica.
Se analizó el sistema de producción de Agregados y Mezclas Cachibí S.A., se obtuvieron los datos para la extracción y transporte de rocas, el proceso de reducción de tamaño y el de clasificación requeridos para la producción de agregados de construcción. Con estos datos se desarrolló el análisis energético y se definieron los GEI por tonelada de producto final.
Este análisis implica el consumo de energía eléctrica y energía térmica utilizada por tonelada de producto. Para el caso de la energía eléctrica se tiene en cuenta la capacidad de los equipos instalados y las cargas actuales mostradas por los equipos de medición. En la energía térmica se tomaron en consideración los consumos de combustible y las horas de operación diaria de cada equipo en particular y se compararon con los datos de consumo de combustible del fabricante.
Debido a las similitudes en el proceso de extracción y la dureza del material de mina analizado, los datos son replicados a la extracción de otros materiales, yeso, caliza, arcilla y mineral de hierro, tomando como base las cantidades producidas de acuerdo a su granulometría y dureza individual.
ACTIVIDAD KW HORAS/DIA DIA/MES KWh/MES MJ/MES
PERFORACIÓN BARRENAS DISTRIBUCIÓN EXPLOSIVO VOLADURA 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
EMPUJE BULDOZER 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
CARGA EN PATIO RETROEXCAVADORA 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
TRANSPORTE INTERNO VOLQUETAS 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
TRITURACION PRIMARIA Y CLASIFICACIÓN 300,00 12,00 24,00 86.400,00 311.040,00
SECTOR DOS TRITURACION SECUNDARIA 225,00 9,00 24,00 48.600,00 174.960,00
SECTOR TRES TRITURACION SECUNDARIA 300,00 8,00 20,00 48.000,00 172.800,00
SECTOR CUATRO TRITURACION SECUNDARIA 225,00 13,00 20,00 58.500,00 210.600,00
241.500,00 869.400,00
TIPO DE RODUCTO OBTENIDO MES ton/MES
TONELADAS PRODUCIDAS AGREGADOS GRUESOS 34.178,40
TONELADAS PRODUCIDAS AGREGADOS FINOS 7.221,60
TONELADAS PRODUCIDAS SUBBASE 10.080,00
TONELADAS PRODUCIDAS BASE 9.000,00
TOTAL TONELADAS PRODUCTO 60.480,00
INDICADORES ENERGÉTICOS ‐ ENERGÍA ELÉCTRICA MJ/ton KWh/ton
AGREGADO GRUESO EEU 25,44 7,07
AGREGADO FINO EEU 120,39 33,44
SUBBASE EEU 8,04 2,23
BASE EEU 5,75 1,60
CALIZA 120,39 33,44
ARCILLA 0,00 0,00
MINERAL DE HIERRO 0,00 0,00
YESO 0,00 0,00
INDICADORES EMISIONES CO2 POR ELECTRICIDAD TON CO2/TON
AGREGADO GRUESO CO2UE 0,0020
AGREGADO FINO CO2UE 0,0095
SUBBASE CO2UE 0,0006
BASE EEU CO2UE 0,0005
CALIZA 0,0095
ARCILLA 0,0000
MINERAL DE HIERRO 0,0000
YESO 0,00000
EXPLOTACIÓN DE AGREGADOS. ANÁLISIS ENERGÉTICO Y GEI (CO2)
ENERGIA ELECTRICA.
TOTAL
SECCIÓN A. DATOS DE ENERGÍA POTENCIA Y ENERGÍA DE EQUIPOS DE PLANTA. ENERGÍA ELÉCTRICA
SECCIÓN B. TIPO DE PRODUCTO
SECCIÓN C. ENERGÍA POR ton DE PRODUCTO
MATERIAL: AGREGADOS GRUESOS, AGREGADOS FINOS, BASE, SUBBASE, CALIZA, ARCILLA, YESO
MINERAL,MINERAL DE HIERRO)
SECCIÓN D. VALOR DE EMISIONES ASOCIADOS A LA ENERGÍA ELECTRICA, factor converción (MJ Eléctrico*0,000285)
ACTIVIDAD KW HORAS/DIA DIESEL l/h DIA/MES KWh/MES MJ/MES
PERFORACIÓN BARRENAS DISTRIBUCIÓN O EXTRACCIÓN EN TALUD 340,00 6,90 37,90 24,00 56.304,00 202.694,40
EMPUJE BULDOZER 447,00 12,00 42,40 24,00 128.736,00 463.449,60
CARGA EN PATIO RETROEXCAVADORA 488,00 9,00 46,50 24,00 105.408,00 379.468,80
TRANSPORTE INTERNO VOLQUETAS 1.148,00 10,00 73,40 24,00 275.520,00 991.872,00
565.968,00 2.037.484,80
PRODUCTO OBTENIDO TON
TONELADAS PRODUCIDAS AGREGADOS GRUESOS 34.178,40
TONELADAS PRODUCIDAS AGREGADOS FINOS 7.221,60
TONELADAS PRODUCIDAS SUBBASE 10.080,00
TONELADAS PRODUCIDAS BASE 9.000,00
TOTAL TONELADAS PRODUCTO 60.480,00
INDICADORES ENERGÉTICOS ‐ ENERGÍA TÉRMICAMJ/TON
PRODUCTO
l
DIESEL/TON
PRODUCTO
AGREGADO GRUESO EEU 59,61 0,18
AGREGADO FINO EEU 282,14 1,69
SUBBASE EEU 202,13 1,00
BASE EEU 226,39 1,96
CALIZA CEFU 282,14 1,69
ARCILLA CEFU 106,79 1,45
MINERAL DE HIERRO CEFU 106,79 1,45
YESO CEFU 106,79 1,45
PODER CALORIFICO DIESEL, FABRICANTES LOCALES, MJ/Kg 38,00
DENSIDAD COMBUSTIBLE, FABRICANTES LOCALES, Kg/l 0,86
FACTOR DE EMISION Kg CO2/L diesel, guía Cataluna 2011 2,61
INDICADORES EMISIONES CO2 TERMICATON CO2/TON
PRODUCTO
AGREGADO GRUESO CO2UP 0,0005
AGREGADO FINO CO2UP 0,0044
SUBBASE CO2UP 0,0026
BASE EEU CO2UP 0,0051
CALIZA CO2UP 0,0044
ARCILLA CO2UP 0,0038
MINERAL DE HIERRO CO2UP 0,0038
YESO CO2UP 0,0038
AGREGADO GRUESO CO2UE 0,0025
AGREGADO FINO CO2UE 0,0139
SUBBASE CO2UE 0,0032
BASE EEU CO2UE 0,0056
CALIZA 0,0139
ARCILLA 0,0038
MINERAL DE HIERRO 0,0038
YESO 0,0038
CONSOLIDADOS CONSUMOS ENERGÉTICOS EEU, Kwh/TONCEFU,
Mj/TON
ETOTAL,
Mj/TON
AGREGADO GRUESO EEU 7,07 59,61 85,05
AGREGADO FINO EEU 33,44 282,14 402,53
SUBBASE EEU 2,23 202,13 210,17
BASE EEU 1,60 226,39 232,14
CALIZA 33,44 282,14 402,53
ARCILLA 0,00 106,79 106,79
MINERAL DE HIERRO 0,00 106,79 106,79
YESO 0,00 106,79 106,79
E. CONSOLIDADOS
EXPLOTACIÓN DE AGREGADOS. ANÁLISIS ENERGÉTICO Y GEI (CO2)
ENERGIA TERMICA.
TOTAL
E.ENERGÍA TÉRMICA