Análisis de ciclo de vida comparativo entre el uso de concreto convencional y alternativas de concreto reciclado

Abstract

En los años inmediatamente anteriores al inicio de la pandemia de COVID-19, el sector de la construcción en Perú se venía recuperando de caídas recurrentes durante la crisis financiera global. Sin embargo, este progreso sólido se ampara en el crecimiento sostenido del consumo interno de cemento, acero y en la mayor explotación de canteras vírgenes para obtener agregados finos y gruesos, llevando al aumento en la generación de residuos y al agotamiento prematuro de recursos. Por cada tonelada de cemento, se necesitan entre 6 y 7 veces más toneladas de arena y grava. Por lo tanto, en esta tesis se analizan variantes ambientalmente positivas frente a los casos convencionales de estructuras de concreto utilizando los residuos de construcción y demolición generados por el aumento en el sector, para la formulación de nuevas mezclas de concreto reciclado. En primer lugar, se analizó la factibilidad de las mezclas de concreto reciclado mediante la revisión de la literatura pertinente para alcanzar propiedades mecánicas y condiciones de durabilidad adecuadas en su uso establecido y se buscó la optimización aplicando la técnica experimental de mezclado TSMA. Posteriormente, se procedió a determinar los impactos ambientales generados en tres casos de estudio con características de uso, resistencia y cemento particulares, tanto para las mezclas convencionales como para el concreto con agregado reciclado (10%, 15% y 20%). Para ello, se utilizó la metodogía de Análisis de Ciclo de Vida para un número amplio de indicadores ambientales a través de los métodos de análisis IPCC 2013 y ReCiPe 2016. A nivel técnico, se pudo confirmar la posibilidad de uso de agregados gruesos reciclados en concreto estructural en Perú en porcentajes no mayores a 15% de peso en mezcla, siguiendo las recomendaciones de la comunidad científica en ingeniería estructural y de materiales en países con condiciones sísmicas similares como EEUU, Japón y Chile. En consecuencia, a partir de porcentajes mayores de peso en mezcla, se torna posible su uso para bajas resistencias, carreteras y rellenos. A nivel ambiental, los resultados de gases de efecto invernadero calculados con el método IPCC reflejaron disminuciones para los 3 casos de estudio: 2.05, 2.60 y 3.24 kg CO2eq/m3 de concreto producido, respectivamente. Estos valores escalados a las tasas de producción de concreto reflejarían disminuciones anuales promedio en emisiones de GEI en 22.3 t CO2eq, aproximadamente. Además, también se obtuvieron reducciones entre un 5% y 24% en otros indicadores ambientales analizados con ReCiPe. Mediante esta investigación, se plantea crear precedentes en la apuesta por la economía circular en Perú, en la búsqueda de la sostenibilidad y el cumplimiento de los objetivos de desarrollo sostenible, en la reducción en el uso de combustibles fósiles y el aumento de energías limpias. Asimismo, en la aplicación de nuevas estrategias ecoamigables como el concreto reciclado y en el enfoque legal del carbon pricing en sectores tan convencionales como la construcción.