UNIVERSIDAD INTERNACIONAL IBEROAMERICANA DEPARTAMENTO DE PROYECTOS DOCTORADO EN PROYECTOS Línea de investigación en: Arquitectura, Construcción y Urbanismo TESIS DOCTORAL Título El Concreto con Agregados Reciclados (CAR) como proyecto de viabilidad para el ecosistema urbano de Medellín, Colombia Doctorando Carlos Mauricio Bedoya Montoya Director Luis Alonso Dzul López (Mayo de 2016) Carta de aceptación del Director de Tesis Artículos publicados Artículo 1: en Revista Ingeniería de Construcción. Vol. 30, núm. 2, 2015. http://dx.doi.org/10.4067/S0718-50732015000200002 Artículo 2: en Revista de Arquitectura e Ingeniería. Vol. 9, núm. 3, 2015. http://www.empai-matanzas.co.cu/revista/Vol.9%20No.3%20Diciembre%202015.pdf Dedicatoria Esta Tesis está dedicada a Paola… mi esposa, mi camino. Agradecimientos A la Fundación Iberoamericana Universitaria –FUNIBER–. Al profesor Jesús Arzamendi por el acompañamiento brindado especialmente en la etapa inicial del Doctorado. A los profesores Luis Dzul y Fermín Ferriol, de la Universidad Internacional Iberoamericana –UNINI– por la dirección y tutoría que han hecho durante la fase de investigación de este programa doctoral; sus recomendaciones, como también su amabilidad y exigencia, han sido aspectos clave para madurar esa idea con la que todo investigador inicia su proyecto de tesis. A la Institución Universitaria Colegio Mayor de Antioquia por el apoyo económico para este proceso académico. A la Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín porque es un espacio abierto al conocimiento, en el cual he podido debatir y cualificar este proceso doctoral. A mi familia, que siente como suyo, en carne y alma propias, mis momentos difíciles y alegres. Y a mis amigos John Muñoz, Alejandro Salazar, Raúl Martínez, Jhony Pérez y Robinson Restrepo. Índices Tema Pág. Capítulo 1: Introducción……………………………………………….... 3 Capítulo 2: Planteamiento de la investigación………………………… 7 2.1. Justificación de la investigación…………………………… 7 2.2. Problema de investigación…………………………………. 9 2.3. Preguntas de investigación………………………………... 9 2.4. Objetivos…………………………………………………….. 10 Capítulo 3: Marco teórico-conceptual. El Concreto con Agregados Reciclados (CAR) y su comportamiento técnico y económico………. 3.1. El concreto con agregados reciclados (CAR)…………….. 12 3.2. El concreto con agregados reciclados (CAR) en el mundo 14 3.2.1. En Europa…………………………………………. 14 3.2.2. El CAR en Norteamérica…………………………. 17 3.2.3. El CAR en México………………………………… 21 3.2.4. El CAR en Suramérica……………………………. 23 3.2.5. El CAR en Colombia……………………………… 26 3.3. La Gestión Integrada de Proyectos (GIP)………………… 32 3.3.1. De la necesidad al proyecto……………………… 32 3.3.2. Tipo de proyecto…………………………………... 33 12 3.3.3. La Gestión Integrada de Proyectos (GIP) y el CAR……………………………………………………….. 34 Capítulo 4: Metodología…………………………………………………. 35 4.1. Diseño………………………………………………………... 35 4.2. Hipótesis……………………………………………………... 36 4.3. Población y muestra………………………………………… 36 4.4. Variables…………………………………………………...... 36 4.5. Instrumentos de investigación……………………………... 38 4.6. Análisis de los datos………………………………………… 38 4.7. Resultados Esperados……………………………………... 39 Capítulo 5: Resultados………………………………………………….. 41 5.1. El concreto con agregados reciclados (CAR) como material de óptimo desempeño para la construcción…………. 41 5.1.1. Desempeño del CAR al esfuerzo de la compresión……………………………………………….. 41 5.1.2. Ensayos de durabilidad…………………………... 50 5.1.3. Viabilidad económica del CAR………………...... 56 5.2. El concreto con agregados reciclados (CAR) y su aporte ambiental al ecosistema urbano de Medellín, Colombia……... 5.2.1. El concreto y sus materias primas………………. 60 5.2.1.1. El cemento Portland……………………. 60 5.2.1.2. Los agregados…………………………... 61 5.2.1.3. El agua…………………………………… 62 5.2.2. El car y sus materias primas……………………... 63 5.2.2.1. Obtención de los 60 agregados reciclados…………………………………………. 63 5.2.2.3. El concreto convencional y el CAR; metabolismos urbanos………………………....... 64 5.2.3. Inputs y outputs del concreto…………………….. 64 5.2.4. Evaluación del impacto ambiental (EIA); metodología CONESA…………………………………... 5.2.5. Interpretación de los datos y el desempeño ambiental del CAR……………………………………….. Capítulo 6: El CAR y su articulación con la política pública de construcción sostenible desde la GIP………………………………….. 6.1. De los estudios técnicos a las políticas públicas…………. 68 73 76 76 6.1.1. Estudio sobre aprovechamiento de escombros; Secretaría del Medio Ambiente del municipio de Medellín (2005)…………………………………………… 77 6.1.2. Plan regional sobre residuos sólidos; AMVA (2004-2006)………………………………………………. 79 6.1.3. Hacia una Política Pública de Construcción Sostenible; AMVA (2010)……………………………….. 80 6.1.3.1. Capacitación a funcionarios públicos de los nueve municipios del valle de Aburrá, en temas de construcción sostenible………………. 6.1.3.2. Elaboración y publicación masiva del “Manual de gestión socio ambiental para obras en construcción”………………………………….. 6.1.3.3. Implementación de la Cátedra abierta de Construcción Sostenible……………………... 6.1.3.4. Revisión y análisis de desempeño ambiental de 14 proyectos metropolitanos de construcción e infraestructura…………………... 6.1.3.5. Elaboración de un Documento técnico de base para la formulación de una política pública de Construcción Sostenible para el valle de Aburrá………………………………………….. 6.1.4. Política pública para una gestión integral de los escombros; SMA (2013)………………………………… 6.1.5. El logro del primer Acuerdo Metropolitano en PPCS; AMVA (2014)…………………………………….. 6.2. El aporte de la gestión integrada de proyectos (GIP) y de la política pública de construcción sostenible (PPCS) a la viabilidad del CAR……………………………………………….. 6.2.1. Ciclo de vida del proyecto………………………… 81 82 83 84 85 87 88 89 90 6.2.2. Comunicación del proyecto……………………… 93 6.3. Escenarios posibles para la viabilidad del CAR como proyecto colectivo………………………………………………... 6.3.1. Escenario actual (Crítico para la viabilidad del 96 proyecto)………………………………………………….. 96 6.3.2. Escenario posible con altas tasas para consumo de agregados naturales y disposición de RCD (Favorable para la viabilidad del proyecto)…………….. 6.3.3. Escenario posible con una PPCS vinculante (Favorable para la viabilidad del proyecto)…………….. Capítulo 7: Conclusiones, recomendaciones y prospectiva…………. Bibliografía……………………………………………………………….. 97 97 99 105 Lista de tablas Tabla Pág. Tabla 1: Características de los seis tipos de agregados estudiados... 43 Tabla 2: Comparación entre agregados gruesos…………………….. 44 Tabla 3: Comparación entre agregados finos………………………… 44 Tabla 4: Propiedades del cemento utilizado en la investigación……. 44 Tabla 5: Consumo de cemento y agua por cada mezcla……………. 45 Tabla 6: Asentamiento o slump de las mezclas………………………. 46 Tabla 7: Resistencia al esfuerzo de la compresión…………………… 47 Tabla 8: Comportamiento comparado de las mezclas al esfuerzo de la compresión…………………………………………………………….. Tabla 9: Densidad, absorción y vacíos del concreto endurecido…… 48 Tabla 10: Carbonatación de las mezclas……………………………… 52 Tabla 10-A: Tiempo equivalente en años para carbonatación acelerada…………………………………………………………………. Tabla 10-B: Tabla resumen para carbonatación acelerada…………. 53 Tabla 11: Velocidad de pulso ultrasónico……………………………… 55 Tabla 12: Comparación de costos entre concreto convencional y concretos reciclados…………………………………………………….. Tabla 13: Precio de venta de bloques de CAR en Medellín y su Área Metropolitana…………………………………………………………….. Tabla 14: Consumo de energía y emisiones de CO2 de materiales de construcción…………………………………………………………... Tabla 15: Consumo de energía y emisiones de CO2 de materiales reciclados de construcción……………………………………………… Tabla 16: Consumos y emisiones para el CV………………………… 56 Tabla 17: Consumos y emisiones para el CAR………………………. 68 Tabla 18: Mochila ecológica de agregados……………………………. 68 Tabla 19: Criterios y calificaciones para Conesa Simplificada………. 71 Tabla 20: Matriz de Conesa simplificada para el CV…………………. 72 Tabla 21: Matriz de Conesa simplificada para el CAR………………... 72 51 53 58 66 66 67 Lista de figuras y fotografías Figuras y fotografías Pág. Figura 1: Ubicación geográfica de Medellín y el valle de Aburrá…….. 3 Figura 2: Cantera a cielo abierto ubicada entre Medellín y Bello……. 4 Figura 3: Curva de la resistencia al esfuerzo de la compresión; evolución a 91 días………………………………………………………. Figura 4: Diagrama de columnas; comparativo de las mezclas al esfuerzo de la compresión……………………………………………… Figura 5: Fases del ciclo de vida de un proyecto……………………… 47 Figura 6: Relación entre los ciclos de vida de un proyecto y de un producto…………………………………………………………………... Fotografías 1 y 2: Ruinas en Normandía; posguerra de la Segunda Guerra Mundial…………………………………………………………... Fotografías 3 y 4: Escombros en Berlín al final de la Segunda Guerra Mundial. “Las Trümmerfrauen o las mujeres de los escombros”……………………………………………………………….. Fotografía 5: Vista general de la planta recicladora de RCD Eberhard, en Dübendorf, Suiza………………………………………… Fotografía 6: agregados gruesos reciclados para concretos estructurales……………………………………………………………... Fotografía 7: Vista general del laboratorio de pruebas de EMPA en Dübendorf, Suiza………………………………………………………… Fotografía 8: prototipos de concreto reciclado estructural fallados al esfuerzo de compresión en el laboratorio de EMPA………………….. Fotografía 9: Puente sobre el río Turia, Valencia……………………... 93 48 92 13 13 15 15 16 16 17 Fotografía 10: Vista inferior del tablero construido en concreto reciclado; sustitución del 20 % de agregado grueso natural por reciclado………………………………………………………………….. Fotografías 11 y 12: Planta Concretos Reciclados, México D.F…….. 17 Fotografías 13 y 14: RCC; planta recicladora en Brasil………………. 24 Fotografía 15: Mejoramiento de vías con agregados reciclados……. 24 Fotografía 16: panorámica del estadio Fonte Nova, en Salvador; Brasil………………………………………………………………………. Fotografía 17: Pista del aeroparque Jorge Newbery…………………. 24 Fotografía 18: planta de reciclaje de escombros de concreto de la pista demolida; Buenos Aires, Argentina………………………………. Fotografía 19: Planta móvil de reciclaje de escombros………………. 25 Fotografía 20: prefabricados de concreto reciclado en Bogotá D.C… 27 Fotografía 21: Residuos de porcelana para aislamiento eléctrico…... 28 21 25 27 Fotografía 22: viviendas prefabricadas en concreto reciclado………. 28 Fotografía 23: Patio de recibo y descarga de RCD…………………… 30 Fotografía 24: equipo de trituración de alto rendimiento…………….. 30 Fotografía 25: Almacenamiento de agregados reciclados…………… 31 Fotografía 26: prefabricados en concreto reciclado………………….. 31 Fotografía 27: Prueba de carbonatación de las distintas mezclas a 14 días…………………………………………………………………….. Fotografía 28: toma de humedad de las probetas……………………. 54 Fotografía 29: instalación del equipo de ensayo y preparación de la muestra…………………………………………………………………… Fotografía 30: Realización de ensayo de VPU………………………. 54 Fotografía 31: Edificio Plaza de la Libertad, construido en concreto con adiciones cementantes…………………………………………….. Fotografía 32: Clase teórica…………………………………………….. 59 Fotografía 33: Práctica en taller………………………………………… 82 Fotografía 34: Práctica de construcción en tapia…………………….. 82 Fotografía 35: Cátedra Abierta sobre ecomateriales………………… 84 54 55 82 Siglas AMVA: Área Metropolitana del Valle de Aburrá. CAR: Concreto con Agregados Reciclados. CV: Concreto Convencional. EIA: Evaluación de Impacto Ambiental. GIP: Gestión Integrada de Proyectos. PPCS: Política Pública de Construcción Sostenible. RCC: Residuos de Construcción Civil. RCD: Residuos de Construcción y Demolición. SEM: Scanning Electron Microscope. VPU: Velocidad de Pulso Ultrasónico. RESUMEN La presente investigación da a conocer la pertinencia de la gestión integral de proyectos aplicada a una práctica de confección de un material de construcción tan popular como el concreto u hormigón desde un paradigma no convencional, en el cual se emplean materias primas obtenidas del reciclaje o valorización de residuos de construcción y demolición como sustitutas de aquellas obtenidas de la extracción de recursos no renovables y de alto impacto ambiental. Por medio de la convergencia entre estos aspectos –la gestión integral de proyectos y la confección del Concreto con Agregados Reciclados (CAR)–, se define un modelo para la gestión integral del CAR que apoya o valida la toma de una decisión políticoadministrativa que pretende viabilizar el empleo de eco-materiales como una de las líneas de acción de la política pública de construcción sostenible en Medellín y su área metropolitana. En el documento se muestran las generalidades del CAR; las características técnicas, ambientales y económicas del CAR; la gestión integral de proyectos; la definición de un modelo de gestión integral del CAR como proyecto de viabilidad y su relación o incidencia en una política pública regional de construcción sostenible. La investigación es de carácter experimental y basa sus conclusiones en resultados obtenidos de ensayos de laboratorio que validan la confección de un eco-material para uso urbano, la realización de entrevistas y encuestas, y ejercicios de validación de un modelo propuesto por el investigador y sus asesores. Se muestran fotografías, imágenes y tablas que complementan la información escrita, permitiendo así hacer un estudio ágil y riguroso por parte del lector. Palabras clave: Gestión de proyectos; construcción sostenible; concreto reciclado; política pública. 1 ABSTRACT This research discloses the relevance of integrated projects management applied to a procedure of making building materials as popular as concrete from a nonconventional paradigm, in which raw materials obtained from recycling or recovery of construction and demolition waste are used as substitutes for those obtained in the extraction of nonrenewable resources and with a high environmental impact. By means of convergence between these aspects-the integrated projects management and the manufacture of recycled concrete aggregate (RCA) –a model for the integrated management of RCA is defined for support or validate the making of an administrative-political decision which seeks to facilitate the employment of ecomaterials as one of the lines of action of public sustainable construction policy in Medellín and its metropolitan area. The following document shows RCA generalities; technical environmental and economic characteristics of RCA; integrated project management; the definition of an integrated model management of RCA as a project of feasibility and impact on a regional or public sustainable construction policy. The research is experimental in nature and base its conclusions on results obtained in laboratory tests that validate the making of an eco-material for urban use, conducting interviews and surveys, validation exercises of a model proposed by the researcher and his advisers. Photographs, images and tables that complement the written information are shown, allowing an agile and rigorous study from the reader. Key Word: Project management; sustainable construction; recycled concrete; policy. 2 Capítulo 1: Introducción. El presente documento es la síntesis de un proceso de investigación que combina ciencia e ingeniería de materiales, ambiente y economía, por medio de la Gestión Integrada de Proyectos, contextualizados en un territorio urbano de gran relevancia socio-económica para Colombia como lo es la ciudad de Medellín, capital del departamento de Antioquia, y su área metropolitana (Figura 1). Con una población que ya supera los 3 400 000 habitantes y unos índices de construcción ascendentes (DANE; 2015), esta región metropolitana presenta dos serios problemas que impactan la calidad de vida de este ecosistema urbano:  La extracción a cielo abierto de materias primas para la confección de concreto;  El poco aprovechamiento de los residuos de construcción y demolición (RCD) generados. Figura 1. Ubicación geográfica de Medellín y el valle de Aburrá. Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81rea_metropolitana_del_Valle_de_Aburr%C3%A1 La extracción a cielo abierto en Medellín y su área metropolitana –conocida como Área Metropolitana del Valle de Aburrá–, a diferencia de otras regiones urbanas de Colombia, se da en su propio territorio, es decir, no importa desde sitios lejanos sus 3 materias primas para la confección del concreto como material de construcción más consumido, sino que las extrae en sus propias laderas y depresiones; con ello, si bien es más justiciero su desarrollo urbanístico y económico al no afectar a otros territorios con la minería a cielo abierto, experimenta una entropía crítica en su interior porque concentra en un valle largo y estrecho el material particulado suspendido en el aire y expone importantes áreas a los efectos del sol (Figura 2), dado que para explotar las canteras elimina el suelo vegetal superficial y queda a merced del calentamiento de los rayos ultravioleta un suelo rocoso que incrementa las posibilidades del efecto de isla urbana de calor. Figura 2. Cantera a cielo abierto ubicada entre Medellín y Bello. Tomada de Google Earth; 19 de octubre-2015. La generación de RCD en esta región también es creciente, pasando de 4 000 toneladas diarias en el año 2004 a 7 500 para el 2014 según estudio de proyecciones realizado por la autoridad ambiental metropolitana (AMVA; 2006). Lo dramático de esta cantidad de RCD, entre los que se encuentran los escombros de concreto y mampostería, es su poco o casi nulo aprovechamiento, ya que su gestión pasa por la recolección, transporte y disposición controlada, pero difícilmente por la práctica de la valorización de éstos por medio del reciclaje. 4 Sin embargo, esta colectividad ha experimentado en la década reciente una serie de aproximaciones muy positivas a la implementación de lineamientos políticoadministrativos, encaminados a minimizar la problemática ambiental generada por los procesos de urbanización mediante la elaboración de acuerdos y políticas públicas dirigidas a potencializar las buenas prácticas de construcción sostenible, entre las que se encuentra la confección de ecomateriales a escala urbana, pero para ello se deben llenar algunos vacíos existentes de tipo científico como el desempeño del concreto con agregados reciclados (CAR) ante exigencias físicomecánicas, químicas, económicas y culturales. En tal sentido esta investigación pretende correlacionar estos aspectos mediante la Gestión Integrada de Proyectos (GIP), permitiendo con ello que la Política Pública de Construcción Sostenible (PPCS) en proceso de acordarse como hecho vinculante, sea viable en el contexto urbano de Medellín, si se tiene en cuenta que el concreto es el material de mayor consumo para los proyectos de vivienda e infraestructura, y goza de una alta credibilidad por parte de la comunidad en general en cuanto a percepciones de durabilidad, resistencia y estatus. El capítulo 3 contextualiza la problemática de los RCD, la extracción de materias primas no renovables; y el capítulo 5 muestra la posibilidad del CAR como alternativa técnica y económica de óptimo desempeño para la construcción, correlacionada por la GIP. El capítulo 5 también muestra el aporte del CAR a la sostenibilidad del ecosistema urbano de Medellín y su área metropolitana, mediante una evaluación de inputs y outputs que arrojan los pros y los contras de este ecomaterial de cara a un mejoramiento de la calidad de vida de los habitantes de este territorio. Se aborda desde una mirada sistémica de flujos de energía y materiales. La herramienta empleada para este análisis es la metodología CONESA. El capítulo 6 es la reunión de las variables técnicas, ambientales y económicas del CAR en pro de su articulación a una decisión político-administrativa regional, como 5 lo es la PPCS para Medellín y su Área Metropolitana, analizada desde la GIP. En este apartado de la investigación se muestra cómo un objeto de estudio eminentemente técnico trasciende a un hecho de ciudad por medio de la teoría de proyectos y su aplicación a escala real. Por último, se dan a conocer las conclusiones derivadas de este proceso de investigación. 6 Capítulo 2: Planteamiento de la investigación. 2.1. Justificación de la investigación La construcción requiere del empleo de materias primas para la confección de materiales durables, la mayoría de ellos denominados compuestos. Tal es el caso del concreto u hormigón, que se ha convertido en la actualidad, y desde hace ya varias décadas, en el material de construcción más confeccionado a nivel mundial. Sin embargo, para la elaboración de este material se requieren materias primas no renovables, las cuales a su vez generan un impacto ambiental negativo al ser obtenidas mediante minería a cielo abierto; por eso, para efectos de esta investigación, se analizarán los agregados (arena y grava) que constituyen entre el 80 y 85.% del total de la masa del concreto. En tal sentido, la comunidad de la ciudad de Medellín se ve afectada por la explotación de canteras para la obtención de agregados, teniendo como consecuencia una degradación ambiental de la corteza terrestre urbana, material particulado en la atmósfera y, derivado de los procesos de demolición y edificación, disposición de Residuos de Construcción y Demolición (RCD) en lotes que pierden su potencial como paisaje o áreas urbanizables. Con una generación de este tipo de residuos de 7.500 t/día (AMVA; 2010), y una actividad extractiva que degrada el ecosistema urbano, esta colectividad que supera los 2.300.000 habitantes experimenta un daño creciente de su ecosistema urbano, ya que para obtener una tonelada de agregados para concreto, se remueven cinco toneladas de suelo superficial (Rincón, J.; 2011), anulando allí la actividad biótica. Desafortunadamente en Medellín se presentan dos aspectos que han dificultado la implementación de proyectos de construcción que empleen CAR: el bajo costo de los agregados naturales para concreto y también de la disposición controlada de RCD. A estos dos aspectos citados se suma el desconocimiento de determinadas características que son atinentes al desempeño físico-mecánico del concreto, tales 7 como su resistencia al esfuerzo de la compresión a edades mayores a 28 días y su durabilidad ante agentes atmosféricos del lugar. Este vacío científico se presenta como una dificultad en el momento de emprender proyectos de construcción con estructuras de concreto, ya que garantizar el comportamiento futuro de una edificación u obra civil emprendida con este material hace parte de los compromisos contractuales del constructor. Determinar las resistencias al esfuerzo de la compresión a edades de 28, 56 y 90 días del concreto reciclado, así como su comportamiento ante agentes atmosféricos por medio de ensayos de porosidad abierta, absorción y densidad, para predecir su durabilidad, se constituyen en un aporte a la comunidad científica colombiana –pues se contaría ya con el conocimiento necesario para implementar o no un nuevo material ecológico en la actividad constructora–, y en una de las bases para que por medio de los ecomateriales, se justifique la implementación de una política pública de construcción sostenible a escala urbana. En este sentido, esta investigación se aborda con un enfoque sistémico y complejo, pues su desarrollo no es lineal ni aislado de las variables externas; de ahí que aunque parezca un asunto en esencia específico, el CAR se constituya en el tema central, dado que éste se comporta como un verdadero sistema en el cual sus partes interactúan no solo con su desempeño físico-mecánico, sino también con las dinámicas ambientales y sociales de los ecosistemas urbanos. Las experiencias conocidas han trabajado la producción de agregados reciclados mediante la valorización de escombros de concreto, pero no se emprenden trabajos aplicados que empleen agregados reciclados derivados de los escombros de ladrillo cerámico y mortero de cemento portland, los cuales constituyen un porcentaje importante en el total de RCD generados en Medellín y su área metropolitana (Secretaría de Medio Ambiente de Medellín; 2005; 2009). En esta investigación se trabajará con este tipo de escombros, produciendo agregados derivados de su reciclaje y estudiando el posible uso en concretos de tipo estructural que cumplan con la normatividad colombiana (Biocasa; 2013). 8 2.2. Problema de investigación A nivel mundial –y esto incluye a Medellín, Colombia– el material de construcción más confeccionado es el concreto u hormigón, dadas sus características de fácil consecución de materias primas, confección, puesta en obra y durabilidad. Pero su balance ambiental no es tan positivo, ya que más del 80 % de su masa está constituida por agregados, los cuales a su vez son materias primas no renovables, por lo que al explotarlas se generan alteraciones de tipo ambiental a los ecosistemas intervenidos, tales como pérdida de suelo cultivable, efecto de isla de calor y emisión de material particulado a la atmósfera, entre otras. Además en los cascos urbanos que sobrepasan los 400 000 habitantes se presenta una problemática adicional, y es la generación y acumulación de ingentes cantidades de Residuos de Construcción y Demolición (RCD); para el caso de la presente investigación, que tiene como contexto a la ciudad de Medellín y su área metropolitana, se generan en la actualidad 7 500 toneladas diarias. Aunque se ha investigado que los agregados obtenidos del reciclaje de escombros, que son uno de los componentes de los RCD, son susceptibles de ser empleados en nuevos concretos (CAR), hay también un vacío científico regional en cuanto al estudio de características de resistencia a la compresión a edades de 28, 56 y 91 días, porosidad y absorción del concreto endurecido. Estos aspectos, al no contar con información fehaciente, afectan el proyecto de viabilidad de confección de eco-materiales dentro de una Política Pública de Construcción Sostenible (PPCS). 2.3. Preguntas de investigación Pregunta general: ¿El estudio del CAR es una herramienta para la toma de una decisión políticoadministrativa en un proyecto de viabilidad –como lo es la confección de ecomateriales dentro de la PPCS– para el ecosistema urbano de Medellín? 9 Preguntas específicas: ¿De qué forma la comprobación del óptimo desempeño del CAR y generación de nuevas teorías al respecto, influyen en la toma de la decisión política para la implementación del proyecto de viabilidad referido a la PPCS para el ecosistema urbano de Medellín? ¿Cuáles son las principales variables ambientales por las que la confección del CAR aportaría a la mejora de las condiciones de vida de la comunidad de Medellín y de otros municipios de la conurbación del Valle de Aburrá? ¿En qué medida la viabilidad económica de un material de construcción como el CAR, puede afectar la toma de decisiones políticas en cuanto a la implementación a escala urbana de este material en proyectos públicos y privados en Medellín? ¿Por qué se hace necesario articular un aspecto técnico, como la confección de nuevos materiales de la construcción, con la gestión integral de proyectos? 2.4. Objetivos a) General a.1. Definir un modelo de gestión integral del Concreto con Agregados Reciclados (CAR) para la toma de una decisión político-administrativa en la implementación de un proyecto de viabilidad del uso de eco-materiales, en el marco de una Política Pública de Construcción Sostenible (PPCS), para el ecosistema urbano de Medellín. b) Específicos b.1. Estudiar el comportamiento del CAR en cuanto a su resistencia al esfuerzo de la compresión a 28, 56 y 91 días, y sus características de porosidad abierta, absorción y densidad. 10 b.2. Identificar las principales variables ambientales en la obtención de las materias primas para la confección del CAR y su aporte a la mejora de las condiciones de vida de la comunidad de Medellín, pudiendo ser replicables en otros municipios. b.3. Determinar la viabilidad económica para la implementación a escala urbana del CAR en proyectos de construcción públicos y privados en Medellín. b.4. Definir la articulación de un aspecto técnico, como la confección a escala urbana del CAR, con la PPCS desde la gestión integral de proyectos. 11 Capítulo 3: Marco teórico-conceptual. El Concreto con Agregados Reciclados (CAR) y su comportamiento técnico y económico En este apartado de la Tesis se hace referencia al Concreto con Agregados Reciclados (CAR) y a la Gestión Integrada de Proyectos (GIP) desde sus apariciones respectivas en los contextos económicos y sociales, observándose la madurez de ambos a lo largo de la segunda mitad del siglo pasado hasta verse hoy en día inmiscuidos en un asunto tan importante para las naciones a nivel mundial como la política pública, concepto este que desde la década del sesenta fue introducido desde Estados Unidos en el quehacer político y la gestión pública como una manera, o mejor, como una herramienta asertiva para corregir el desacierto de la democracia representativa en occidente (Roth, A.; 2002). En tal sentido se parte de identificar y reconocer experiencias que en distintos contextos intentan dar respuesta a dos problemas tan sentidos como la escasez creciente de materias primas para la confección de concreto y la generación de Residuos de Construcción y Demolición (RCD) en cantidades dramáticas (Bedoya, C.; 2007). Entre estas experiencias se encuentra la que se viene desarrollando en la reciente década en la región metropolitana de la ciudad de Medellín, sitio en el cual se concentra el objeto de estudio de esta investigación. 3.1. El concreto con agregados reciclados (CAR) La confección del concreto con agregados reciclados se remonta especialmente al periodo de la segunda posguerra mundial, momento en el cual países como Alemania, Austria e Inglaterra, principalmente, quedan con gran parte de sus ciudades principales convertidas en ruinas, debido a los bombardeos y asaltos que en esos lugares tuvieron lugar (Paz, F.; 2008). Gran parte de estos escombros se componían de mezclas de concreto endurecido que, al quedar seccionados y explotados, dejaban ver en su estructura superficial un gran contenido de agregados gruesos que tal vez llamó la atención de los investigadores y constructores, en el sentido de que podría ser factible incorporarlos como agregados en una nueva 12 mezcla de concreto (Yannas, F.; 1981). Este material de construcción, al estar compuesto en mayor porcentaje por agregados, entre un 75 % y 85 % (Farbiarz, J.; 2001), propició la posibilidad de recuperar dichos materiales pétreos y no disponerlos en vertederos o escombreras, y al mismo tiempo subsanar la carencia de agregados en esas zonas, con los transportes y costos que esto supondría para la recuperación de estas economías y urbes europeas. Sin embargo, una vez fueron agotados estos escombros, dicha práctica se abandonó y se volvió a la manera convencional de explotación de agregados naturales no renovables. Fotografías 1 y 2. Ruinas en Normandía; posguerra de la Segunda Guerra Mundial. Fuente: Frank ScherschelTime and Life Pictures; Tomado de Internet el 10-12-2013. Fotografías 3 y 4. Escombros en Berlín al final de la Segunda Guerra Mundial. “Las Trümmerfrauen o las mujeres de los escombros”. Fuente: http://normajeanmagazine.com/2012/04/las-mujeres-de-los-escombros/ 13 3.2. El concreto con agregados reciclados (CAR) en el mundo 3.2.1. En Europa Algunos de los países europeos son referentes mundiales en cuanto a la transformación de RCD en agregados reciclados para nuevos concretos. En la bibliografía científica se destacan países como Suiza, Bélgica, Alemania y Holanda, que han logrado llegar a tasas de reciclaje de entre el 60 y 90 % de sus RCD generados. En países como España en cambio, dichos porcentajes se sitúan en un 10 % actualmente, y a pesar de que existen normas bastante completas al respecto, llevar a cabo la práctica de demoler estructuras y luego reciclarlas es un asunto complicado, en parte, por el prejuicio que hay alrededor de la pérdida de ciertas características físico-mecánicas de los agregados reciclados, y en parte también porque no hay una articulación decidida entre el estamento público y los desarrolladores de proyectos de infraestructura y vivienda, tal como quedó claro en una entrevista concedida por parte del profesor ingeniero Alberto Domingo en 2010. Para efectos de resumir este apartado, sin sacrificar por ello su comprensión por parte del lector, se muestran a continuación dos experiencias importantes en el contexto europeo; una a escala industrial bastante consolidada en Suiza, y otra en España que obedeció más a un esfuerzo del constructor, asumiendo éste una posición de Gestor Integral del Proyecto a la usanza moderna de este concepto (Serer, M.; 2006). a. Suiza Este es un caso importante de referenciar, dado que convergen la investigación científica, la actividad económica productiva y la voluntad política. El Instituto Federal Suizo para Ciencia de Materiales y Tecnología, EMPA, por su sigla en alemán, ha liderado la investigación científica de alto nivel en cuanto a la confección de concreto con agregados reciclados, demostrando sus posibilidades en cuanto a resistencia a compresión, durabilidad y costo (Leeman, A.; 2009). Con anterioridad se había realizado un estudio acerca de la valorización de materiales secundarios en la actividad constructora, haciendo un paralelo entre el caso suizo y el caso 14 colombiano, específicamente en la ciudad de Medellín, estudio que sirvió para establecer una mirada desde el Análisis de Ciclo de Vida de los RCD y sus opciones de aprovechamiento, trabajando conjuntamente con las experiencias y trabajos académicos realizados por investigadores suizos y colombianos, de EMPA y la Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín respectivamente (Ott, D.; 2006). En cuanto al aspecto económico productivo se destaca la experiencia de la empresa EBERHARD, dedicada al reciclaje de los escombros que se generan en la ciudad de Zúrich y a la producción de concreto premezclado reciclado a escala industrial, en una media de 600 m3/día (Bedoya, C.; 2010). Y en cuanto a la oficialidad, es el estado federado el que ha intentado incentivar esta práctica de ecomateriales por medio de sus propios proyectos o, de incentivos que propician en los constructores y en los gestores de los RCD urbanos, la gestión integral de éstos que permite que sean valorizados con importantes réditos ambientales y económicos para la comunidad en general. Importante mencionar que en agosto de 2010 se expidió la Norma Federal Suiza para la confección de concreto reciclado. Se aclara que tanto EMPA como EBERHARD tienen sus sedes en Dübendorf, ciudad vecina de Zúrich. Fotografías 5 y 6. Vista general de la planta recicladora de RCD Eberhard, en Dübendorf, Suiza; agregados gruesos reciclados para concretos estructurales. Fuente: Bedoya, C.; 2010. 15 Fotografías 7 y 8. Vista general del laboratorio de pruebas de EMPA en Dübendorf, Suiza; prototipos de concreto reciclado estructural fallados al esfuerzo de compresión en el laboratorio de EMPA. Fuente: Bedoya, C.; 2010. b. España Si bien este país no presenta una alta tasa de reciclaje de sus RCD, se convierte en un referente interesante para esta investigación por tener algunas experiencias a escala real de alto compromiso estructural y magnitud, como el puente sobre el río Turia, en la región de Valencia; experiencia que fue conocida y posteriormente visitada por el doctorante autor de este trabajo. Este proyecto fue ganado por la firma de ingeniería CMD Ingenieros, liderada por Alberto Domingo, y contó con un grupo de importantes catedráticos e investigadores en el tema de concretos y nuevos materiales de España, como Pilar Alaejos y Salvador Monleón, del Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas y de la Universidad Politécnica de Valencia respectivamente. En el proyecto del puente sobre el río Turia se construyó un tablero de 165 m, y se usaron alrededor de 348 m 3 de agregados reciclados, que fueron obtenidos mediante la transformación de los escombros resultantes del puente anterior. El concreto reciclado fue confeccionado sustituyendo el 20 % del agregado grueso natural por agregados reciclados, específicamente en el tablero, aunque ya se tienen estudios y propuestas sobre el empleo de este material en otro tipo de estructuras (Alaejos, P.; 2011). 16 En la Universidad Politécnica de Cataluña se encuentran investigaciones que han profundizado en un aspecto relevante para la actualidad y futuro de los concretos reciclados como la durabilidad y comportamiento ante agentes agresores externos, entre ellos el CO2, la sulfatación y la porosidad abierta. Al respecto los trabajos de la profesora Miren Etxeberria y sus estudiantes de posgrado contribuyen a la consolidación de un acervo de conclusiones que, de mirarse con el rigor que merecen por parte de las instituciones político-administrativas españolas, potenciarían una política pública de valorización de RCD de alto impacto, haciendo que las tasas de reciclaje aumenten y no continúen en un porcentaje tan bajo en comparación con países como Holanda y Bélgica (Etxeberria, M.; 2011). Fotografías 9 y 10. Puente sobre el río Turia, Valencia. Vista inferior del tablero construido en concreto reciclado; sustitución del 20 % de agregado grueso natural por reciclado. Fuente: Bedoya, C.; 2010. 3.2.2. El CAR en Norteamérica Como bien se ha dicho, la práctica de elaborar concretos con agregados provenientes del reciclaje de escombros tuvo su entusiasmo y pertinencia luego de la Segunda Guerra Mundial, pero una vez agotados dichos residuos se volvió a la manera poco reflexiva de producir concreto. Sin embargo, en la década de los setenta se vuelve a la investigación sobre la caracterización de los agregados reciclados por dos asuntos esenciales: la escasez de canteras y la presión ambiental por la explotación de materias primas no renovables, que desde la década 17 de los sesenta ya venía adquiriendo fuerza en el contexto mundial (Odum, E.; 1980). Las investigaciones de Buck, A. (1977) y Nixon, P.J. (1978) son tomadas como referentes por la literatura científica a nivel mundial; también se destacan las experiencias que en este sentido desarrollaron Malhotra V. en Canadá por la misma época, y Yannas F. en Estados Unidos. En todos los casos se concluye que es factible técnica y económicamente confeccionar concretos sustituyendo los agregados naturales, por aquellos obtenidos del reciclaje de escombros. Tanto las resistencias al esfuerzo de la compresión como al de la flexión fueron satisfactorios en los concretos reciclados, encontrándose inclusive un mejor desempeño en cuanto a esta última característica en los concretos con incorporación de agregados reciclados. La característica más representativa del CAR con respecto al concreto convencional es la absorción de agua, siendo mayor en el primero, con diferencias que se duplican inclusive. Esto hace que se requiera una mayor cantidad de agua para la confección de la mezcla, aunque aquí no se habla de cantidades dramáticas, pues el agua requerida por absorción de los agregados es mucho menor que la demandada por la relación agua/cemento que es la indispensable para que se dé la hidratación del cemento Portland. Lo que sí es importante tener presente cuando se habla de altos porcentajes de absorción por parte de los agregados reciclados, es la durabilidad del concreto endurecido, pues una cantidad alta de agua al momento del mezclado significa una evaporación de ésta y por consiguiente la generación de poros y capilaridades que luego podrán ser recorridos por los agentes atmosféricos que degradan la estructura interna del concreto, como la carbonatación, la sulfatación, etcétera. Podría decirse que estos investigadores y autores abrieron el camino para validar una línea de estudio respetable por parte de la comunidad científica a nivel norteamericano y mundial. En la actualidad en estos países se transforman los Residuos de Construcción y Demolición (RCD) en materiales de construcción de óptimo desempeño, tales como bases granulares para pavimentos y agregados para concretos tanto estructurales 18 como no estructurales. Tal como lo evidencian publicaciones más recientes, como la de los investigadores Robinson G., Menzie, D. y Hyun, H., titulada Recycling of construction debris as aggregate in the Mid-Atlantic Region, USA (2004), en la cual los autores muestran un interesante análisis sobre las bondades económicas de asumir prácticas de producción de mezclas asfálticas y de concreto empleando la tecnología del reciclaje de escombros en esta región estadounidense. Según los investigadores citados, el haber implementado plantas de reciclaje que reciben RCD a bajo costo, en comparación con los vertederos tradicionales, incentivó a que la comunidad y las empresas constructoras condujeran sus escombros a las plantas para valorizarlos como nuevos agregados, haciendo que económicamente se diera su viabilidad, pues los costos del agregado reciclado son menores que los del agregado natural. También se hace claridad en cuanto a que ha evolucionado esta práctica del reciclaje de RCD, pues no necesariamente el constructor o generador del escombro debe llevarlo a la planta, ya que se utilizan al mismo tiempo plantas móviles que se desplazan hasta el punto generador y puede procesar allí los escombros convirtiéndolos in situ en una materia prima óptima para ser introducida en un nuevo ciclo de producción. Otro referente al respecto es el de Meyer, C., de Columbia University, en cuyo trabajo The greening of the concrete industry (2009), llama la atención de nuevo sobre la relevancia que tiene para el ambiente la creciente utilización de materiales sustitutos del cemento Portland y de los agregados, obtenidos mediante el reciclaje de residuos industriales como las cenizas volantes (Fly ash), escorias de alto horno y escombros de concreto descartados. En el punto específico de los agregados, reitera la bondad de reciclar RCD para producir agregados, disminuyendo así la presión ejercida sobre las canteras de materiales vírgenes, reconociendo que estos sustitutos ecológicos presentan un adecuado comportamiento físico-mecánico en las mezclas de concreto. Malhotra desde los setenta ha sido un referente a nivel mundial en las teorías del concreto; este profesor australiano radicado en Canadá, fue uno de los primeros en 19 publicar sobre las posibilidades que el concreto con agregados reciclados ofrecía para la industria de la construcción de cara al crecimiento demográfico y, debido a ello, a la creciente demanda de materias primas para la confección de un producto que es después del agua, el más consumido en el mundo (Sakai, K.; 2012). En la actualidad se continúa desarrollando una importante labor investigativa en ese país norteamericano, encaminadas a mejorar el desempeño de los CAR para hacerlos caso que idénticos a los concretos convencionales que utilizan agregados naturales no renovables. Por ejemplo, el trabajo de los profesores Isgor, O. y Fournier, B., de las Universidades de Mc Master y Laval respectivamente, titulado New mixture proportioning method for concrete made with coarse recycled concrete aggregate (2009), plantea un nuevo método para el diseño de mezclas de concreto reciclado, conocido como “volumen de mortero equivalente”, mediante el cual pueden sustituir el agregado natural en una mezcla por el obtenido del machaqueo de concreto descartado como escombro, encontrando que características como el asentamiento, densidad, resistencia a la compresión y módulo de elasticidad, se pueden predecir y proyectar con igual certeza que un concreto convencional. Tienen en común estos dos países que las investigaciones recientes se concentran más en cualificar el comportamiento físico, mecánico y químico del CAR, pues es ya un hecho cotidiano la valorización de RCD como nuevos agregados por parte de plantas recicladoras, tanto fijas como móviles, que incentivan una gestión integral del escombro por parte de los generadores, advirtiendo que la presencia del Estado se hace fundamental para garantizar que dichas prácticas sean sostenibles, entre otras, implementando políticas públicas o incentivos tributarios iniciales. En Estados Unidos, por ejemplo, el American Concrete Institute (ACI) contempla en su acervo de publicaciones, la emitida por el Comité 555 ACI, en la cual se valida el uso de agregados reciclados y además se clasifican en cuatro categorías según su origen y composición. Estas categorías, en resumen, muestran la aceptación que por parte del ACI tienen los RCD provenientes de demoliciones de estructuras de concreto, mampostería y cerámicos, lo que ha motivado importantes investigaciones y aplicaciones en pro de cualificar las características de desempeño estructural y 20 durabilidad del concreto reciclado en distintas ciudades de esta vasto país, así como de hacerlo un hecho habitual para constructores y agentes inmobiliarios. 3.2.3. El CAR en México En la década anterior se implementó en el Distrito Federal una planta a gran escala de transformación de RCD en material para construcción (2004), sin embargo, aún no ofertan sus agregados reciclados como posibles componentes de un concreto, pues los recomiendan para usos de bajo compromiso estructural, entre ellos se encuentran rellenos en jardines, terraplenes y estabilización de suelos. Esta planta procesa en la actualidad un promedio de 2 000 toneladas diarias de RCD provenientes del D.F., lo que representa el 31 % del total generado en esta región metropolitana según se afirma en su página web institucional, siendo tal vez la más grande en tamaño de Latinoamérica, pero, tal como se observó en el párrafo anterior, llama la atención que no se produzcan ni oferten agregados reciclados para la confección de concretos. Aunque este fenómeno suele darse en la mayoría de países de economías emergentes, dado que sus recursos naturales no renovables, como es el caso de las materias primas pétreas, son abundantes en la corteza terrestre, haciéndolos muy baratos y desincentivando el reciclaje a gran escala y más aún a mediana y pequeña escala. Fotografías 11y 12 Planta Concretos Reciclados, México D.F. Fuente: tomado de http://concretosreciclados.com.mx/quienes.php 21 Contrario a lo que se puede inferir, en relación con el párrafo anterior, sí se cuenta en México con soportes científicos y técnicos para pensar que es posible la confección de concretos utilizando agregados reciclados obtenidos de las plantas de reciclaje que cuentan con una tecnología moderna de trituración y clasificación de arenas y gravas. En tal sentido, los investigadores Martínez, I. y Mendoza, C. en su trabajo Comportamiento mecánico de concreto fabricado con agregados reciclados (2006), encuentran que las características del concreto confeccionado con agregados reciclados en cuanto a asentamiento y resistencia a la compresión fueron similares a las del concreto elaborado con agregados naturales. En sus conclusiones se encuentra lo siguiente: “El reciclaje de concreto para fabricar agregado grueso y sustituir al natural es una práctica que debe empezar a realizarse a la brevedad posible, ya que la disponibilidad de bancos de materiales pétreos es cada día más escasa”. Y obviamente se suma a esta preocupación desde el punto de vista de la escasez del recurso pétreo, los resultados positivos alcanzados por los investigadores en su trabajo, en el cual obtuvieron resistencias a la compresión de los CAR, a 28 días, similares a las alcanzadas por los concretos convencionales, en un porcentaje promedio del 96 %, aclarando que solo se sustituyó el agregado grueso. Un trabajo muy reciente en la Universidad Autónoma de Querétaro, del ingeniero Juan José Estrada, titulado Comparativa del comportamiento del cortante de vigas de concreto con agregado normal, agregado reciclado y con adición de humo de sílice (2013), evidencia la madurez adquirida por la academia mexicana en cuanto al tema del CAR, pues en dicho trabajo no solo se muestran resultados bastante positivos de comportamiento físico-mecánico del CAR en vigas reforzadas, sino que además se sugieren futuras líneas de investigación como durabilidad del concreto reciclado y propiedades mecánicas del CAR con cementante geopolimérico, temas que se constituyen actualmente en la punta del conocimiento en la nueva tecnología el concreto. Cabe destacar que en esta investigación se aborda el tópico de las adiciones cementantes generalmente obtenidas mediante la valorización de residuos industriales que, de no ser por su uso en la confección de materiales de 22 construcción, representarían un incómodo pasivo ambiental para las comunidades (Salazar, A.; 2013). Un avance muy importante en el Distrito Federal fue la expedición en el año 2006 de la norma ambiental NADF-007 RNAT-2004, por medio de la cual se estableció la clasificación y especificaciones de manejo de los RCD en el D.F. Además, propuso la incorporación de un 25 % de materiales reciclados en reemplazo de materiales vírgenes para diferentes tipos de obra, dejando abierta la posibilidad de modificar dicho porcentaje en caso de tener estudios que lo comprueben. Los investigadores Rivera, C. y Gutiérrez, C., en su trabajo titulado Análisis del impacto ambiental por la inadecuada disposición de residuos de construcción y demolición en el valle de México y propuestas de solución (2008), plantean que es necesario desarrollar estudios sobre el impacto ambiental que genera la inadecuada gestión de los RCD y también acerca de las posibilidades de reciclar este tipo de residuos para la producción de agregados reciclados, con el objeto de contribuir a la aplicación de la norma citada. 3.2.4. El CAR en Suramérica Desde Colombia hasta Argentina se pueden encontrar trabajos de investigación y de aplicación industrial en cuanto a la producción de concreto con agregados reciclados, destacándose el papel que juega Brasil en este sentido, especialmente en la ciudad de San Pablo, en la cual se cuenta con un interesante programa de política pública de reciclaje y valorización de RCD. En el año 2004 se expidieron cinco normas técnicas sobre residuos de construcción civil (RCC), y posteriormente, en el año 2007, la Ley Nacional de Saneamiento Básico, dándose así una modernización de la legislación nacional brasilera en cuanto a la gestión de residuos. Aunque es en el 2010 que se llega a la Política Nacional de Residuos Sólidos, entre los cuales se contemplan los residuos de construcción civil (De Paula, T.; 2013). En la actualidad, es ejemplar la manera como se están construyendo parte de los escenarios deportivos para el Mundial de Fútbol de 2014 y de los Juegos Olímpicos de 2016 mediante el aprovechamiento de los RCC. 23 Fotografías 13 y 14. RCC; planta recicladora en Brasil. Fuente: De Paula, T.; 2013. Fotografías 15 y 16. Mejoramiento de vías con agregados reciclados; panorámica del estadio Fonte Nova, en Salvador; Brasil. Fuente: De Paula, T.; 2013. En Argentina si bien se ha tratado el tema de los concretos con agregados reciclados, su tratamiento se ha dado más en el ámbito conceptual, aunque se encuentran trabajos de intervención de un significativo impacto, como es el caso de la reconstrucción del aeroparque Jorge Newbery, en el área metropolitana de Buenos Aires, considerado uno de los más modernos de Suramérica. Allí se llevó a cabo una experiencia de reciclaje del concreto demolido para ser valorizado como nuevo agregado en concretos para la misma obra. La pista anterior estaba construida en concreto, por lo que se evaluaron sus características físico-mecánicas 24 y se encontró que cumplía con los requisitos para ser empleado nuevamente en una mezcla de concreto, satisfaciendo la norma IRAM 1551, aplicable en la República argentina. Entre algunos datos relevantes se tiene que: - Fueron demolidos 30 000 m2 de concreto, y, - Se obtuvieron alrededor de 28 800 toneladas de material pétreo. Fotografías 17 y 18. Pista del aeroparque Jorge Newbery y planta de reciclaje de escombros de concreto de la pista demolida; Buenos Aires, Argentina. Fuente: http://www.lagaceta.com.ar/nota/410764/informacion-general/aeroparque-volveraoperar-desde-hoy-vuelos-cabotaje.html Este trabajo fue presentado en el marco del Foro Internacional del Concreto 2012, celebrado en México. Dicha experiencia aplicada a gran escala fue implementada por la empresa Loma Negra, y es testimonio de que es factible emplear agregados reciclados en concretos de solicitaciones estructurales. El ahorro del concreto reciclado con respecto al convencional es de 5 USD/m 3, lo que muestra no solo su factibilidad técnica y ambiental, sino también sus posibilidades económicas de competir en el medio (Domínguez, J.; 2012). En Venezuela, Chile, Ecuador y Colombia también se está trabajando este tema de creciente preocupación económica y científica, pero se ahondará en próximos párrafos en el caso colombiano, y, específicamente, en el concerniente a Medellín, por ser el contexto del objeto de estudio de la presente investigación. 25 3.2.5. El CAR en Colombia Colombia presenta una creciente actividad en este aspecto, pues desde mediados de los noventa se han desarrollado tanto investigaciones como experiencias a escala real en cuanto a la confección de concretos con agregados reciclados, obedeciendo especialmente a su uso en la producción de prefabricados de pequeño formato tipo ladrillos y adoquines, pero con poca aplicación en concretos vaciados en estado plástico. Las experiencias más representativas, o por lo menos más visibles, suelen darse en ciudades como Bogotá, Medellín y Cali, tanto al interior de universidades como de empresas dedicadas a la producción de elementos en concreto para la construcción, con importante presencia en proyectos institucionales promovidos por las administraciones municipales, tales como colegios, bibliotecas y zonas de espacio público. En Bogotá se cuenta con un trabajo decidido desde la administración distrital representado en la promulgación de la Resolución 2397 de 2011, “Por la cual se regula técnicamente el tratamiento y/o aprovechamiento de escombros en el Distrito Capital”; haciendo obligatorio el aprovechamiento de los RCD generados tanto por constructores del sector público como privado. Las exigencias de las tasas de aprovechamiento de los RCD se comenzaron a implementar desde abril del año 2012, mediante las cuales se obliga a las entidades públicas que desarrollan obras de infraestructura a utilizar materiales reciclados o a reutilizarlos en sus proyectos en un porcentaje no inferior al 10 %; y para las empresas privadas que desarrollan proyectos multifamiliares en un porcentaje no inferior al 5 %. Lo cual ha dado viabilidad a proyectos que se mantuvieron en el papel, tanto de universidades como de empresarios, propiciando plantas de reciclaje de RCD que han pasado de pequeñas cantidades procesadas a importantes volúmenes diarios de agregados reciclados que se emplean actualmente en vías y prefabricados (Duica, C.; 2011; Alarcón, W.; 2012). 26 También se destaca la formulación desde el año 2011 de la política pública de construcción sostenible para el Distrito Capital, y que fue incluida en junio de 2012 dentro del plan de Desarrollo de esta ciudad, pero la implementación y validación para hacerla un hecho vinculante, a la hora de escribir el presente texto no se ha logrado, debido a los conflictos de orden político y administrativo que han tenido lugar en el Distrito y que han sacado de las prioridades este tipo de proyectos de carácter socio-ambiental. Fotografías 19 y 20. Planta móvil de reciclaje de escombros y prefabricados de concreto reciclado en Bogotá D.C. Fuente: Carlos Duica, 2013. En la ciudad de Cali tiene lugar uno de los referentes de los ecomateriales en el país. Tal es el caso de la producción de eco-cementos y agregados reciclados a partir de la valorización de residuos industriales y escombros emprendida en la Universidad del Valle desde la década de los ochenta por el profesor Alejandro Salazar, la cual se cristalizó incluso en experiencias de emprendimiento empresarial con aplicación directa en procesos de ciudad, alimentadas por la rigurosidad científica de esta importante institución de educación superior vallecaucana (Salazar, A.; 2013). En las afueras de Cali se implementó durante el año 2013 la primera planta de producción de ecomateriales a escala industrial; también liderada por el profesor ingeniero Alejandro Salazar. La iniciativa ECOINGENIERÍA S.A.S se convierte en un modelo de conocimiento científico aplicado, dado que en este emplazamiento 27 industrial se diseñan y confeccionan materiales de óptimo desempeño, bajo impacto ambiental y costo asequible (Bedoya, C.; 2013). Es esta experiencia quizá una de las más influyentes en la realización de la presente Tesis Doctoral, dado que en ella convergen el conocimiento de profesionales y científicos de la ingeniería química, mecánica, de materiales y arquitectura, para desarrollar materias primas a partir de la transformación de residuos industriales, peligrosos y escombros. En un trabajo de consultoría, que mejor parece una investigación aplicada dentro del marco de la Ciencia Postnormal (Funtowicz, O.; Ravetz, J.; 2000), titulado Consumo energético y emisiones de CO2 de construcción (2012), y realizado por el personal de ECOINGENIERÍA S.A.S para la Unidad de Planeación Minero Energética – UPME adscrita al Ministerio de Minas y Energía, se estableció un inventario de materiales con sus respectivos impactos ambientales derivados del consumo de combustibles fósiles, energía eléctrica, emisiones de CO2 y material particulado a la atmósfera, tomando como referencia la ciudad de Cali y su área metropolitana, convirtiéndose en un texto de referencia, dadas su rigurosidad y cantidad de datos, para llevar a cabo desde la etapa misma del diseño un análisis cualitativo y cuantitativo del posible impacto ambiental que generará un proyecto de construcción (UPME; 2012). Fotografías 21 y 22. Residuos de porcelana para aislamiento eléctrico; viviendas prefabricadas en concreto reciclado. Fuente: Alejandro Salazar; 2009. 28  El CAR en Medellín En esta ciudad se hizo en 1991 un estudio de aprovechamiento de escombros para la confección de materiales de construcción, fue encargado por la municipalidad a la empresa FUNDEMOS de la ciudad de Manizales. En dicho estudio se hizo una clasificación de los escombros generados en Medellín y sus posibilidades de ser valorizados como agregados para nuevos concretos, y, aunque hubo resultados alentadores en cuanto a desempeño físico-mecánico, no se tomó decisión alguna por parte del ente municipal para llevar a cabo una experiencia piloto a escala urbana. Posteriormente en 1998 se retoma el tema y se realiza una investigación más profunda en cuanto a la caracterización de los agregados reciclados, demostrando su factibilidad técnica, económica y ambiental, mediante el trabajo de grado titulado Confección de concreto reciclado mediante el aprovechamiento de escombros (Bedoya, C.; 1998), de la Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín. Dicha investigación se continúa desarrollando a nivel de maestría por el mismo grupo de trabajo y en el año 2003 se publican dos trabajos, uno a nivel de posgrado y otro a nivel de pregrado: El concreto reciclado con escombros como generador de hábitats urbanos sostenibles (Bedoya, C.; González, F.; 2003) Tesis de Maestría, y Experiencia de investigación aplicada: viviendas prefabricadas en paneles en concreto reciclado (Estrada, A.; 2003). Dichas experiencias fueron socializadas y publicadas en el marco del VI Seminario Internacional del Medio Ambiente y Desarrollo Sostenible celebrado en Bogotá D.C. En dichas investigaciones se pasó de un análisis estrictamente mecánico del concreto con agregados reciclados a un estudio de microestructura, utilizando técnicas de microscopía de barrido electrónico, SEM por su sigla en inglés, y microscopio estéreo. También en ambos estudios se ratifica su viabilidad económica y la necesidad de implementar proyectos piloto a escala real para la gestión integral de los RCD en la ciudad y su área metropolitana. Estas experiencias han dado sustento a iniciativas de tipo empresarial, que afortunadamente se han consolidado en los recientes 11 años y son sostenibles económica y ambientalmente. Tal es el caso de dos importantes productoras de 29 prefabricados en concreto que ahora se abastecen en un 60 % de los RCD generados por obras públicas y privadas de la región, y que son reconocidas por la calidad de sus productos una vez instalados en los proyectos de construcción. En el caso de estas empresas el modelo de gestión empleado incentiva a constructores y transportadores a demoler selectivamente y separar desde la fuente los escombros generados en la construcción y/o demolición de estructuras y muros, para luego ser llevados a la planta respectiva donde son depositados y transformados en materias primas estandarizadas para la producción de ladrillos, adoquines, cordones o bordillos, etc. En este modelo, quien deposita los escombros no paga la tasa de disposición final, ahorrándose dicho costo, y quien los recibe se evita el pago de transporte de la materia prima desde su cantera de origen, que generalmente están distantes de las áreas urbanas; así entonces el agregado reciclado, procesado en la planta prefabricadora, termina costando entre un 20 % y un 25 % menos que el agregado natural (Sierra, C.; 2012). Fotografías 23 y 24. Patio de recibo y descarga de RCD; equipo de trituración de alto rendimiento. Indural S.A. Fuente: Bedoya, C.; 2012. 30 Fotografías 25 y 26. Almacenamiento de agregados reciclados; prefabricados en concreto reciclado. Indural S.A. Fuente: Bedoya, C.; 2012. En la ciudad de Medellín se tiene entonces una interesante convergencia de conocimiento científico, credibilidad por parte de la empresa en dicho conocimiento, y una manifiesta intención de apoyo por parte de la administración pública en la medida en que ya desde el año 2010 se viene formulando la Política Pública de Construcción Sostenible para el Valle de Aburrá, y en diciembre de 2012 se aprobó por parte del Concejo Municipal la inclusión de incentivos tributarios para constructores y compradores de inmuebles sostenibles, y también para los productores de insumos para la construcción que garanticen y certifiquen la práctica de reciclaje de RCD, como es el caso de los prefabricados que ya se han descrito en este capítulo. Sin embargo, y a pesar de la muy positiva experiencia obtenida en esta ciudad, no se cuenta aún con una planta pública de transformación de RCD, como tampoco se tiene una práctica generalizada en la ciudad de producir y comprar prefabricados en concreto reciclado, menos de producir y ofertar concretos fluidos reciclados, y es en ese aspecto que la presente investigación quiere concentrarse, ya que una de las excusas –válida ella– por parte de constructores privados y de administraciones públicas, es que hay un vacío científico en cuanto a la resistencia a edades mayores a 28 días del concreto reciclado y a su durabilidad por efectos de microestructura y porosidad. Es así como se unen la ciencia de materiales, la tecnología moderna del concreto y la gestión integrada de proyectos como soporte conceptual y técnico para hacer que la confección del concreto con 31 agregados reciclados se convierta en una opción de primer orden y en un hecho habitual para la colectividad de Medellín y su área metropolitana. Tanto la Política Pública como los incentivos tributarios están en plena discusión de cara a su implementación como hecho vinculante, en tanto que el estudio sobre el comportamiento del CAR presenta resultados y avances que, en el marco de la presente investigación, podrán llenar el vacío científico existente en el contexto colombiano, haciendo que la práctica de confeccionar y emplear concreto reciclado en obras públicas y privadas se convierta en un proyecto de viabilidad para el ecosistema urbano de Medellín, replicable en los otros contextos colombianos cuyas poblaciones y métodos constructivos son similares o iguales. 3.3. La Gestión Integrada de Proyectos (GIP) Sea este el apartado de la investigación para explicar cómo es que un asunto u objeto de estudio tan técnico como el CAR es susceptible de convertirse en un proyecto de viabilidad, especialmente, para toda una conurbación como la de Medellín y su área metropolitana. 3.3.1. De la necesidad al proyecto Tal como ya se ha dicho, aunque la práctica de reciclar RCD para elaborar concretos es conocida e implementada en Medellín y otras ciudades de Colombia, ésta no es todavía una actividad económica y técnica masificada en el gremio y en la comunidad en general, pues es de entender que al tener incertidumbres en cuanto a su comportamiento físico-mecánico y químico a edades superiores a los 28 días, el cliente, en este caso el constructor y el diseñador de la obra, terminen por escoger un concreto convencional aunque éste último tampoco sea ensayado con la misma rigurosidad que se le exige al CAR, de hecho, en la práctica profesional no es normal que en las obras se hagan ensayos de resistencia a la compresión a edades superiores a 28 días, como tampoco de porosidad en estado endurecido y menos aún de durabilidad como carbonatación y velocidad de pulso ultrasónico; con estos vacíos es entendible que un nuevo material o un nuevo procedimiento encuentre 32 resistencia, por lo tanto, en función de las teorías de Thomas Kuhn, vencer un paradigma de décadas o siglos es bastante difícil e intentar hacerlo lleva a una crisis científica, la cual una vez superada posiciona una nueva idea o, en este caso, una nueva práctica para la confección de un material altamente demandado para la construcción de edificios y obras civiles. Determinada esta problemática en doble sentido de flujos de energía y materiales, generando una creciente entropía intra-urbana, se determina también la necesidad de emprender un proyecto de beneficios colectivos que conjugue ciencia e ingeniería de materiales, ambiente y política, entendiendo esta última como el escenario en el cual se toman las decisiones político-administrativas vinculantes que impactan, para bien o para mal, a las comunidades. 3.3.2. Tipo de proyecto Según la teoría general de proyectos no resulta fácil hacer una clasificación de éstos, dadas la diversidad y complejidad específica de cada uno, pero sí se han establecido por lo menos los criterios para establecer ciertos tipos de proyectos, o por lo menos para distinguirlos entre ellos, dando lugar a la siguiente clasificación:  Por objeto al cual hace referencia el proyecto;  Por actividad o enlace;  Por rol de usuario o contexto en el cual se desarrolla el proyecto;  Por sector, ciencia y/o técnica que predomina en el proyecto;  Por finalidad. De todas maneras esta lista no es absoluta y tampoco es determinante (Funiber; 2009). En tal sentido el CAR se clasifica en el tipo de proyectos por objeto. En esta tipología se hace referencia a su vez a una especie de subcategorías tales como proyecto clásico, proyecto de investigación y proyecto industrial. Dada la naturaleza del objeto de estudio, en cuanto a que se relaciona con la ciencia de materiales, la construcción y las normas –técnicas y legales–, el CAR se aborda como un Proyecto 33 de Investigación, el cual a su vez tiene las siguientes características: “El objetivo de los proyectos de investigación, es aportar en su conclusión un conjunto de conocimientos nuevos en una disciplina y materia concreta, a menudo desconocida al comienzo de los trabajos, cuya finalidad es que otros se vean beneficiados, ya sea en entornos industriales o académicos. El resultado es una memoria de investigación donde, aparte del planteamiento del problema a resolver y la descripción del estado del arte, se reseñan los trabajos realizados, los resultados de los mismos y las conclusiones pertinentes, junto con las líneas de investigación futuras propuestas en esa disciplina concreta” (Funiber; 2009). Así pues, esta investigación aborda el estudio riguroso del CAR desde la ciencia y la ingeniería de los materiales, pero trascendiendo a ésta por medio de su análisis ambiental y su inserción en las discusiones político-administrativas que avanzan en la región en cuanto políticas públicas de construcción sostenible y gestión integral de escombros, las cuales redundan en una optimización de los costos de la construcción (Dzul y Gracia; 2009) y una mejora para el ecosistema urbano y rural. 3.3.3. La Gestión Integrada de Proyectos (GIP) y el CAR Marcos Serer Figueroa, reconocido por sus textos sobre GIP, dice que un proyecto es una “operación científica que lleva a conseguir un objetivo material predeterminado por modificaciones de la realidad exterior mediante unas acciones humanas que han sido seleccionadas y ordenadas con anticipación, de acuerdo a unos criterios” (Serer, 2001). Y también expone que para conseguir los objetivos previstos es inherente al desarrollo del proyecto un enfoque sistémico, que lo diferencia de una gestión fraccionada en la cual, en términos de Edgar Morin y Garciandía Imaz, no necesariamente al unir las partes el todo será la suma de éstas o más, puede ser inclusive menos que la suma de las partes. Cabe resaltar entonces la importancia de concebir la gestión de un proyecto como un asunto complejo, relacionado no solo con los rendimientos y especificaciones técnicas de éste, sino también con la naturaleza y el ser humano, con el universo y los conflictos que ello implica. 34 Capítulo 4: Metodología. 4.1. Diseño El proyecto de viabilidad del CAR como insumo para la PPCS, se desarrollará desde un enfoque cuantitativo, y será una investigación de tipo experimental, dado que se basará en la adquisición, análisis e interpretación de datos empíricos y de laboratorio, relacionándolos con el contexto político-administrativo, industrial y ambiental de la construcción de proyectos en un territorio determinado, en este caso la ciudad de Medellín. Se hará un estado del arte de las estrategias existentes a nivel municipal, regional y nacional en cuanto a políticas públicas o incentivos que propendan por la implementación de la construcción sostenible en proyectos urbanos de construcción. También se hará un estudio sobre la información relacionada con el CAR en el ámbito local, comparada con el contexto internacional, con el fin de evidenciar el vacío científico existente en cuanto a la confección masiva de este eco-material. En esta fase metodológica se incluirá un estudio físico, mecánico y químico del CAR en función del desempeño exigido por las normas técnicas colombianas vigentes, con el fin de proporcionar las bases científicas y técnicas que validen la implementación de este material como parte de la PPCS. Se abordará una evaluación de desempeño ambiental del concreto convencional comparado con el CAR, mediante la metodología CONESA, la cual permitirá identificar las fortalezas y debilidades de ambos materiales, mediante un análisis matricial combinado, pudiendo establecer el aporte del CAR al ecosistema urbano de Medellín y el Valle de Aburrá. Al tener este grueso de información, se procederá a realizar la viabilidad económica de la producción del CAR a escala en proyectos urbanos públicos y privados en Medellín. 35 4.2. Hipótesis El Concreto con Agregados Reciclados (CAR) presenta un óptimo desempeño físico, mecánico y químico, por lo tanto su gestión integral contribuye a la toma de una decisión político-administrativa para la implementación del proyecto de viabilidad del uso de eco-materiales en el marco de una Política Pública de Construcción Sostenible (PPCS), en el ecosistema urbano de Medellín. 4.3. Población y muestra Se trata de una investigación en la que participa un investigador principal, con formación en construcción y maestría en hábitat, además de ser profesor universitario y consultor para proyectos de construcción; acompañado por profesionales, laboratoristas, funcionarios públicos y estudiantes universitarios, quienes apoyan los procedimientos técnicos y de laboratorio. La muestra entonces quedará así: Tres Profesionales (Con formación en arquitectura y construcción sostenible a nivel de posgrado); Seis Estudiantes (Adscritos al grupo de Investigación en Construcción Sostenible y Gestión Tecnológica –CONGET– de la Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín); Cuatro Laboratoristas (Tienen formación en buenas prácticas de laboratorio, aseguramiento metrológico y comportamiento de materiales de construcción); 75 cilindros de concreto para el análisis estadístico: 25 cilindros por tipo de mezcla; se requieren tres tipos de mezcla (Referencia o natural; 50% reciclado; 100% reciclado). 4.4. Variables Se considerarán las siguientes: Geográfica: se toma como lugar de referencia la ciudad de Medellín, Colombia. La escala: urbana, dado que en este escenario se da el mayor número de proyectos de construcciones públicas y privadas. 36 Costos: las materias primas para el concreto convencional y el CAR se analizarán acorde al contexto metropolitano común para ambos, identificando la asequibilidad financiera por parte de la comunidad, desde el ciudadano hasta el gran constructor. Características físicas y mecánicas del material: el desempeño al esfuerzo de la compresión es la variable más representativa del concreto, dado que esta es la que permite la estabilidad de las estructuras de las edificaciones hechas con este material (Columnas, vigas, losas, puentes, etc.). Características químicas: la durabilidad es otro factor representativo del desempeño de cualquier concreto, y más aún cuando en la actualidad la atmósfera urbana se halla cargada de gases que atacan la estabilidad de los componentes del cemento. El análisis de esta variable permitirá identificar las posibilidades que puede tener el CAR como componente principal en la construcción de proyectos a cualquier escala. Laboratorios: para el análisis de las muestras confeccionadas de concreto convencional y CAR, se utilizarán laboratorios de la Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín, de la Institución Universitaria Colegio Mayor de Antioquia y de empresas privadas que cumplan criterios de calibración y aseguramiento metrológico. Atmosférica: la ciudad de Medellín presenta un ambiente polucionado por fuentes móviles y fijas, pero no por ambientes marinos, por lo que se direcciona el análisis de esta variable a concentraciones de sulfatos y CO2 específicamente. Tipología de los materiales: se delimitan las tipologías de RCD analizados e incluidos en la confección el CAR, así como de las materias primas para el concreto convencional. Político-administrativa: si bien sobre esta variable no hay gobernabilidad por parte del investigador, se hace necesario identificarla, ya que permitirá prever las limitaciones o potencialidades de la implementación del CAR como proyecto de viabilidad en Medellín y la posibilidad de ser replicable en otras ciudades de la región. 37 4.5. Instrumentos de investigación Los instrumentos de recogida de datos son los siguientes:  Caracterización de los RCD encontrados en Medellín (Validados)  Lista de precios de los materiales para la fabricación de concretos (Validados)  Ensayos de resistencia a la compresión en prensa hidráulica (Validados)  Ensayos de laboratorio al concreto endurecido: porosidad abierta, absorción y densidad Bulk (Validados)  Instrumentos y equipos de los laboratorios de construcción y estructuras de la Universidad Nacional de Colombia y la I.U. Colegio Mayor de Antioquia (Validados)  Matriz CONESA para impactos ambientales comparados de los materiales confeccionados (Validados) 4.6. Análisis de los datos Los datos se procesarán y analizarán de la siguiente forma:  Procesamiento de datos o Inicialmente para el caso de las entrevistas se hará mediante codificación, y, para el caso de los resultados cuantitativos, mediante la tabulación o Seguidamente se emplearán los cuadros estadísticos  Análisis de datos o Estadísticos de una variable:  Variables continuas  Medidas centrales: media  Medidas de dispersión: coeficiente de variación, desviación estándar  Medidas de forma: histograma de variable uniforme acumulada  Relaciones entre atributos 38  Numéricos-Numéricos: análisis de regresión lineal de una variable Con estos métodos se pretende construir uno o varios acápites de presentación resumida de resultados para la validación de las hipótesis respectivas. 4.7. Resultados Esperados Al finalizar la investigación, se espera obtener los siguientes resultados:  Una metodología para la confección de CAR acorde a las normas técnicas vigentes en Colombia  Una estadística de resultados al esfuerzo de la compresión del CAR a edades de 28, 56 y 91 días, comparados con una mezcla de referencia confeccionada con materiales convencionales no renovables  Una estadística de resultados en cuanto a absorción, porosidad abierta y densidad del CAR en estado endurecido, comparados con una mezcla de referencia confeccionada con materiales convencionales no renovables  Una matriz de desempeño ambiental del CAR versus un concreto convencional, en la cual se muestren las principales variables ambientales para la obtención de las materias primas para la confección del CAR y su aporte a la mejora de las condiciones de vida de la comunidad de Medellín, pudiendo ser replicables en otros municipios  Un análisis de precios unitarios (APU) del CAR con costos vigentes en el contexto Colombiano, específicamente en la ciudad de Medellín y su área metropolitana  Un análisis de los ejercicios de política pública en construcción sostenible desarrollados o propuestos en países como México –pionero en este tópico– y Colombia  Un documento en el cual se muestre que la gestión integral del CAR aporta a la toma de una decisión político-administrativa para la implementación del proyecto 39 de viabilidad del uso de eco-materiales en el marco de una PPCS, en el ecosistema urbano de Medellín. 40 Capítulo 5: Resultados. 5.1. El concreto con agregados reciclados (CAR) como material de óptimo desempeño para la construcción En este apartado de la investigación se da a conocer el comportamiento del CAR en comparación con un concreto convencional, analizado desde las normas nacionales e internacionales que permiten identificar las probabilidades de su uso a escala urbana desde aspectos físico-mecánicos y químicos, permitiendo con ello establecer su desempeño a nivel estructural y no estructural, como también su durabilidad ante agentes externos como la contaminación urbana y los cambios de clima. Para esto fue necesario desarrollar un protocolo de múltiples ensayos de laboratorio con los cuales se pretende minimizar la incertidumbre –o llenar el vacío científico existente– en cuanto a: su resistencia al esfuerzo de la compresión a edades mayores a los 28 días; densidad Bulk, absorción de humedad y porosidad abierta; carbonatación en ambientes urbanos; y velocidad de pulso ultrasónico. 5.1.1. Desempeño del CAR al esfuerzo de la compresión La principal característica exigida a un concreto es su capacidad de resistir esfuerzos de compresión, pues un cuerpo de concreto u hormigón se diseña y se confecciona para que resista el aplastamiento de sus partículas, eso quiere decir que el ser humano al producir este material, logró desarrollar una “roca artificial” que a diferencia de las rocas naturales, puede ser manipulada desde su origen mediante la confección y, no supeditada a la escultura, presenta menos limitantes de tamaños y formas para la construcción. Es tan importante esta característica de la resistencia a la compresión que, en la práctica profesional y empresarial, anula las demás referidas a aspectos tan importantes como la durabilidad o estabilidad en el tiempo. Sin embargo, a pesar de la importancia que reviste esta variable, ésta no es estudiada a profundidad por el gremio profesional, conformándose con hallar su desempeño a una edad de 28 días, tiempo para el cual se espera el material ya tiene la resistencia suficiente para su desempeño estructural y estético. 41 La teoría del concreto recomienda estudiar el comportamiento al esfuerzo de la compresión a edades tempranas de 3, 7 y 14 días, para que al llegar a los 28 días pueda hacerse una correcta curva algorítmica de evolución de esta característica (Farbiaz; 2001); pero además recomienda continuar con el estudio a edades superiores, por lo cual se establece hacer ensayos a 56 y 91 días después de la confección del material (Metha; 2006). Es precisamente en este punto donde esta investigación hace uno de sus aportes, ya que se realizó un completo banco de probetas para analizar el comportamiento de distintas mezclas a diferentes edades, acorde con la norma nacional e internacional (NTC 673: 2010 y ASTM C39: 2005). En este sentido la norma sismo resistente NSR-10 de aplicación obligatoria en Colombia, en su capítulo C, establece que estadísticamente se deben fallar en prensa hidráulica, universal o específica, tres probetas cilíndricas por cada edad de fallado por cada muestra (NSR-10). Para esta investigación se diseñaron cuatro mezclas distribuidas así: 1. Mezcla 0-R, con el 100 % de agregados –grueso y fino– naturales; 2. Mezcla 25-R, con el 25 % de agregados –grueso y fino– reciclados; 3. Mezcla 50-R, con el 50 % de agregados –grueso y fino– reciclados; 4. Mezcla 100-R, con el 100 % de agregados –grueso y fino– reciclados. Esto quiere decir que la muestra 1 es la mezcla de referencia, confeccionada con agregados naturales provenientes de cantera, las muestras 2, 3 y 4 obedecen a mezclas de CAR. Aunque esta investigación no está inscrita en una línea de ciencia e ingeniería de materiales, se consideró necesario hacer un riguroso estudio de laboratorio para poder así tener un acervo de datos fehacientes que, al momento de llegar a la propuesta de un modelo que enlace la GIP con la PPCS, no pierda validez por el aspecto técnico-científico, y más aun considerando que el concreto es el material más consumido en la construcción de edificios y obras civiles en Colombia y en el mundo (Sakai; 2012). Metodología para la obtención de materiales Para la obtención de agregados naturales se escogieron aquellos cuya trazabilidad está ampliamente reconocida en cuanto a características físico-mecánicas como 42 densidad aparente seca, porcentaje de absorción de agua y módulo de finura, datos necesarios para el posterior diseño de las mezclas. Específicamente se trabajó con agregados obtenidos de cantera que son machaqueados o triturados y cuyo empleo en obras en la ciudad de Medellín es ya reconocido. En cuanto a los agregados reciclados se seleccionaron escombros de concreto demolido y de mampostería cerámica obtenida del derribo de edificaciones; es de aclarar que en el caso de los agregados gruesos reciclados solamente se usaron aquellos obtenidos del reciclaje de concreto, mientras que en el caso de los agregados finos reciclados se emplearon tanto los resultantes de escombros de concreto como de mampostería. Luego de triturar los escombros se clasificaron por tamaño en gruesos y finos, identificando seis tipos de agregados: a) Agregado grueso natural; b) Agregado fino natural; c) Agregado grueso 25-R; 75 % natural-25 % reciclado; d) Agregado fino 25-R; 75 % natural-25 % reciclado; e) Agregado grueso 50-R; 50 % natural-50 % reciclado; f) Agregado fino 50-R; 50 % natural-50 % reciclado; g) Agregado grueso 100-R; 100 % reciclado; h) Agregado fino 100-R; 100 % reciclado (Bedoya y Dzul; 2015). Posteriormente se hicieron los ensayos de laboratorio correspondientes, cuyos resultados se muestran en la tabla 1. Variable a b c D e f g h Tamaño máximo (mm) 19,05 – 19,05 – 19,05 – 19,05 – Densidad aparente seca 2,87 2,74 2,82 2, 69 2,63 2,66 2,53 2,52 Módulo de finura 7,20 3,30 7,40 3,45 7,57 3,50 7,20 3,30 Porcentaje de absorción 1,28 3,00 1,34 3,06 2,70 3,10 4,20 3,20 (g/cm3) (%) Tabla 1. Características de los seis tipos de agregados estudiados. En la tabla 2 se comparan los resultados entre los agregados gruesos naturales y los reciclados. En la tabla 3 se comparan los resultados entre los agregados finos 43 naturales y los reciclados. Teniendo en cuenta que las muestras a y b –Agregados naturales– son el valor de referencia (100 %). Variable Densidad aparente seca (g/cm3) Porcentaje de absorción (%) A c e g 2,87 2,82 2,63 2,53 (100 %) (98,26 %) (91,64 %) (88,15 %) 1,28 1,34 2,70 4,20 (100 %) (104,69 %) (210,94 %) (328,13 %) Tabla 2. Comparación entre agregados gruesos. Variable Densidad aparente seca (g/cm3) Porcentaje de absorción (%) B d f h 2,74 2,69 2,66 2,52 (100 %) (98,18 %) (96,03 %) (91,97 %) 3,00 3,06 3,10 3,20 (100 %) (102,00 %) (103,33 %) (106,67 %) Tabla 3. Comparación entre agregados finos. Material cementante Como material cementante se utilizó el cemento Portland de Uso General, también conocido como Tipo I. Este es el aglutinante de mayor uso en la construcción, dado que es empleado en mezclas de concreto para estructuras de edificios, andenes, placas polideportivas, morteros de pega y bordillos separadores de vías, cuyas resistencias al esfuerzo de la compresión oscilan entre los 21 y 25 MPa. Las características del cemento empleado para esta investigación se muestran a continuación en la tabla 4. Peso Blaine Resistencia a la Resistencia a la Resistencia a la específico (cm2/g) compresión compresión compresión 3 días (MPa) 7 días (MPa) 28 días (MPa) 9,00 16,00 26,00 (g/cm3) 3,10 2 800 Tabla 4. Propiedades del cemento utilizado en la investigación. 44 Diseño de las mezclas y proporciones Como se dijo anteriormente se diseñaron cuatro tipos de mezclas, son ellas: 1. Mezcla 0-R, con el 100 % de agregados –grueso y fino– naturales; 2. Mezcla 25-R, con el 25 % de agregados –grueso y fino– reciclados; 3. Mezcla 50-R, con el 50 % de agregados –grueso y fino– reciclados; 4. Mezcla 100-R, con el 100 % de agregados –grueso y fino– reciclados. Estas mezclas se diseñaron de acuerdo al método del American Concrete Institute (ACI), mediante el cual, basados en las características de los componentes descritas en las tablas anteriores, se proporcionan los materiales en cantidades exactas que una vez mezcladas garantizan que, al endurecerse, la resistencia al esfuerzo de la compresión sea la calculada según el uso o función, como también la durabilidad. Entonces, para un metro cúbico de mezcla, se calculan las cantidades de agua, cemento, agregado fino y agregado grueso, las cuales son mezcladas generalmente por medios mecánicos. Otra variable importante a medir en esta etapa es el asentamiento o slump de la mezcla en estado fresco, pues esta característica permite establecer la trabajabilidad o posibilidad de colocación del concreto en los moldes o formaletas de la estructura. A continuación se muestran las cantidades de agua y cemento por metro cúbico de cada mezcla, ya que son los componentes entre los cuales se da la reacción de endurecimiento en la etapa inicial, y los valores del asentamiento en centímetros. Seguidamente se muestra la tabla con los resultados del asentamiento de las mezclas en estado fresco. Tipo de mezcla Consumo de cemento en Consumo de agua en kg/m3; diferencia (%) kg/m3; diferencia (%) 0-R 394,40; (0,00) 181,89; (0,00) 25-R 402,23; (2,10) 189,35; (4,10) 50-R 411,43; (4,32) 198,27; (9,01) 100-R 424,76; (7,71) 213,17; (17,29) Tabla 5. Consumo de cemento y agua por cada mezcla. 45 Tipo de mezcla Asentamiento (cm) 0-R 6,84 25-R 6,50 50-R 6,35 100-R 6,05 Tabla 6. Asentamiento o slump de las mezclas. Como se puede observar en la tabla 5 los contenidos de cemento aumentan cuando se aumenta el porcentaje de sustitución de los agregados naturales por los reciclados, sin embargo, este aumento no se da en cantidades críticas que puedan hacer pensar que es inviable la confección de mezclas recicladas, aunque en el capítulo 5 se abordará con más detalle esta variable. En cuanto a los consumos de agua se puede decir que son coherentes con la relación entre agregados reciclados y aumento de sustitución, por lo tanto se observa que son directamente proporcionales, lo que tiene explicación debido a la porosidad mayor de los agregados reciclados que absorben más agua, pero esta situación es manejable en tanto se pueden calcular las cantidades del líquido para que activen el cemento sin detrimento de las cualidades del concreto endurecido (Bedoya, 1998; Salazar, 2013). Lo contrario sucede con los valores del asentamiento, ya que al aumentar las sustituciones éste disminuye, aunque manteniéndose en el rango exigido por la tecnología del concreto para mezclas con trabajabilidad óptima, que recomienda un valor mínimo de 2 cm y uno máximo de 10 cm para mezclas que serán empleadas en losas, columnas y vigas, que es el caso de esta investigación. Ensayos de resistencia al esfuerzo de la compresión Para efectos de este apartado, así como al de los referidos a los ensayos de durabilidad, se aclara que la información que se expone a continuación ha sido publicada en la revista internacional Ingeniería de Construcción, vol. 30, N° 2, de agosto de 2015 (Bedoya y Dzul; 2015). Por tal razón los párrafos, figuras y tablas aparecen entre comillas. 46 “Se confeccionaron 30 muestras de concreto por cada una de las mezclas, para un total de 120, utilizando probetas cilíndricas de 10 cm de diámetro y 20 cm de altura. Se tomaron tres probetas por mezcla para cada edad de fallado (NTC 1377; ASTM C192M). Los resultados se muestran en la tabla 7. Mezcla Resistencia al esfuerzo de la compresión en MPa 3 días 7 días 14 días 28 días 56 días 91 días 0-R 11,35 15,60 19,26 23,51 26,84 27,39 25-R 11,15 15,33 18,90 22,91 26,35 26,83 50-R 10,82 14,93 18,55 22,28 25,71 25,93 100-R 10,10 13,89 17,33 20,33 21,92 23,02 Tabla 7. Resistencia al esfuerzo de la compresión; promedio de tres probetas por edad de acuerdo con la NTC 1377 (ASTM C192M). Resistencia al esfuerzo de la compresión 25 F´c en MPa 0-R 20 25-R 50-R 15 100-R 10 0 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 77 84 91 98 Edad en días Figura 3. Curva de la resistencia al esfuerzo de la compresión; evolución a 91 días. 47 Tomando como mezcla de referencia la 0-R, se puede hacer un comparativo en porcentaje en cuanto al comportamiento al esfuerzo de la compresión, partiendo entonces de que la mezcla 0-R es el 100 %. Mezcla Comportamiento comparado a la compresión en % 3 días 7 días 14 días 28 días 56 días 91 días 0-R 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 25-R 98,20 98,25 98,14 97,46 98,18 97,94 50-R 95,33 95,71 96,31 94,77 95,79 94,67 100-R 88,99 89,04 89,98 86,47 81,67 84,05 Tabla 8. Comportamiento comparado de las mezclas al esfuerzo de la compresión. 100 97,46 94,77 86,47 100 98,18 95,79 81,67 100 97,94 94,67 84,05 100-R 100 98,14 96,31 89,98 50-R 100 98,25 95,71 89,04 25-R 100 98,2 95,33 88,99 0-R 3 DÍAS 7 DÍAS 14 DÍAS 28 DÍAS 56 DÍAS 91 DÍAS COMPORTAMIENTO COMPARADO A LA COMPRESIÓN EN % Figura 4. Diagrama de columnas; comparativo de las mezclas al esfuerzo de la compresión. El promedio de los seis resultados de la mezcla 25-R es del 98,03 % en comparación con la mezcla de referencia 0-R; el de la mezcla 50-R es del 95,43 %; 48 y el de la mezcla 100-R es del 86,70 %. Cabe anotar que en las tres mezclas de concreto reciclado –25 %, 50 % y 100 % de sustitución– se reemplazó tanto el agregado grueso como el agregado fino. Mehta y Monteiro recomiendan reemplazar hasta el 20 % del agregado grueso, encontrando que cuando se sustituye más de este porcentaje, la resistencia al esfuerzo de la compresión disminuye hasta en un 20 %, aunque investigaciones posteriores han demostrado que el desempeño en cuanto al esfuerzo de la compresión está entre un 64 % y 100 % de una mezcla de control (Mehta y Monteiro, 2006). El American Concrete Institute (ACI), que desde 1895 creó el comité 555 “Concrete with Recycled Materials”, ha publicado numerosas investigaciones sobre el comportamiento y factibilidad de los agregados reciclados en el concreto, con resultados que permiten inferir la posibilidad de sustituir agregados naturales por aquellos obtenidos del reciclaje de estructuras demolidas de concreto (ACI 555R04, 2004). Se reportan resistencias al esfuerzo de la compresión de mezclas con sustituciones del 20 % de agregados finos del orden del 98 % de las mezclas confeccionadas con agregados naturales (Evangelista, L. and de Brito, J, 2007). La Internacional Union of Laboratories and Experts in Construction Materials, Sistems and Structures (RILEM), es tal vez la entidad que, conjuntamente con el ACI, más ha trabajado por consolidar un acervo de artículos y ponencias encaminados a hacer de la producción y aplicación del concreto reciclado una práctica con cada vez menos incertidumbre y más factibilidad a escala industrial. Entre sus comités se halla el “RILEM Technical Committee 121-DRG, Specifications for concrete with recycled aggregates”, dedicado exclusivamente al estudio y socialización de avances en este aspecto. Se destacan los informes que en distintas décadas esta entidad ha realizado (Hansen, T. C., 2004), reportando el comportamiento de mezclas recicladas en cuanto a resistencia al esfuerzo de la compresión, durabilidad por medio de absorción, porosidad abierta, carbonatación y VPU. 49 Uno de los trabajos más recientes sobre concreto reciclado de uso estructural, publicado por el ACI Journal Structural, reporta un óptimo comportamiento de una estructura de seis pisos de altura en cuanto a sismos, encontrando que el desempeño ante derivas y la disipación de la energía del sismo fueron comparables con el de una estructura en concreto con agregados naturales. Incluso en el nivel máximo, categoría terremoto, la estructura reciclada no colapsó (Xiao, T., Ding, T. and Pham T., 2015). Así mismo en el ACI Materials Journal se reporta un trabajo en el cual se confeccionaron vigas para ser analizadas en cuanto a sus propiedades mecánicas y resistencia al corte, haciendo reemplazos de agregados naturales por agregados reciclados de concreto en porcentajes del 50 % y 100 %, aplicando a su vez los códigos estadounidenses e internacionales para el cizallamiento de vigas, encontrando que en el caso de los elementos con 100 % de reemplazo su desempeño disminuyó en un 11 %, pero las vigas con 50 % de agregados reciclados tuvieron un comportamiento similar a las muestras de control (Arezoumandi, M., 2015).” 5.1.2. Ensayos de durabilidad Al igual que en el acápite anterior en este se incluyen los resultados obtenidos de estos ensayos y que fueron publicados en la revista ya referenciada, por tal motivo aparecen nuevamente los párrafos y las tablas entre comillas. “Estos fueron: método de ensayo estándar para densidad, absorción y vacíos en el concreto según ASTM C642-06 (Tabla 9); carbonatación (Tabla 10); y velocidad de puso ultrasónico (Tabla 11). Los resultados se muestran a continuación. Para los ensayos de carbonatación y velocidad de pulso ultrasónico no se analizó la mezcla 25-R. 50 Porosidad Mezcla Absorción después Densidad Bulk Volumen de de la inmersión y seca poros de hervir (%) (g/cm3) permeables (Vacíos) (%) 0-R (1) 7,8 2,24 17,4 0-R (2) 7,8 2,24 17,5 Promedio 0-R 7,8 2,24 17,5 25-R (1) 7,9 2,20 18,4 25-R (2) 8,0 2,19 18,6 Promedio 25-R 8,0 2,20 18,5 50-R (1) 9,2 2,15 19,8 50-R (2) 10,1 2,12 21,3 Promedio 50-R 9,7 2,14 20,6 100-R (1) 12,5 2,01 25,1 100-R (2) 12,7 2,00 25,3 Promedio 100-R 12,6 2,01 25,2 Tabla 9. Densidad, absorción y vacíos del concreto endurecido. Tal como se observa la mezcla 25-R mantiene un comportamiento casi igual a la mezcla de referencia. Las demás muestras recicladas también presentan un comportamiento muy positivo, como es el caso de la mezcla 50-R que, por ejemplo, en cuanto a la densidad Bulk seca fue del 95,54 %; la mezcla 100-R en este mismo aspecto llegó a un 89,73 %. En cuanto a los valores de absorción y porosidad del concreto endurecido, todas las mezclas presentaron un comportamiento que se inscribe en los parámetros establecidos por distintos investigadores, como D. K. Nekrasov, quien expone que los concretos u hormigones registran porosidades que oscilan entre el 20 % y 30 %, o Aportela, quien con agregados calizos y una relación A/C de 0,50 obtuvo porosidades promedio de 23,3 %. En cuanto a la absorción los valores arrojados por las cuatro mezclas también se inscriben en el rango expuesto por D.K. Nekrasov, que está entre el 10 % y 20 % (Olivarez, M., Laffarga J., Galán, C. y Nadal, P. 2003). 51 Carbonatación Se partieron las probetas cilíndricas en secciones de 5 cm de altura, y por cada sección se hicieron entre ocho y diez mediciones radiales del frente de carbonatación. Como indicador de pH se empleó una solución de fenolftaleína al 1 % en alcohol etílico. t1 t2 t3 t4 0-R 50-R 100-R 0-R 50-R 100-R 0-R 50-R 100-R 0-R 50-R 100-R 3,45 4,85 3,30 4,50 9,20 8,25 4,4 10,90 9,00 7,00 9,80 7,40 2,15 1,60 1,60 3,30 9,00 11,65 2 14,10 9,10 10,10 9,60 4,60 0,00 0,00 3,20 5,25 6,50 1,30 3,6 16,00 6,60 9,30 6,00 5,50 3,30 0,00 0,00 8,85 12,00 6,75 2,8 8,60 5,60 5,20 14,70 9,10 0,00 4,10 4,70 5,95 7,45 7,45 20,8 6,10 5,20 6,00 12,90 9,20 2,30 1,75 2,70 4,20 9,35 4,90 1,50 10,00 14,00 14,40 15,40 9,10 3,20 0,00 3,90 2,10 11,60 7,75 2,7 12,40 8,00 5,40 17,80 8,80 2,10 1,45 1,90 5,35 9,80 5,70 10 8,90 12,80 6,40 14,80 11,10 1,50 4,90 1,20 – – – 0,4 11,60 9,00 5,30 15,10 8,30 – – – – – – – – – 14,80 7,80 17,50 11,0 8,8 8,40 12,40 9,10 6,1 5,2 5,20 6,00 4,60 16,0 14,0 14,80 17,80 17,50 Promedio (mm) 2,00 2,07 2,50 4,94 9,36 6,72 5,4 Mínimo (mm) 0,00 0,00 0,00 2,10 6,50 1,30 0,4 Máximo (mm) 3,45 4,90 4,70 8,85 12,00 11,65 20,8 Tiempo de ensayo (días) 14 35 55 76 Tiempo de ensayo (horas) 336 840 1 320 Tabla 10. Carbonatación de las mezclas. 52 1 824 Tiempo de exposición en la t4 t0 t1 t2 t3 Horas 0 336 840 1320 1 824 Días 0 14 35 55 76 √t 18,3 29,0 36,3 42,70 Tiempo real (años) 5,00 12,60 19,80 27,40 prueba Tabla 10-A. Tiempo equivalente en años para carbonatación acelerada. Tiempo de ensayo (días); Profundidad de carbonatación años (mm) 0-R 50-R 100-R (0); 0 0,0 0,0 0,0 (14); 5,0 2,0 2,1 2,5 (35); 12,6 4,9 9,4 6,7 (55); 19,8 5,4 11,0 8,8 (76); 27,4 8,4 12,4 9,1 Tabla 10-B. Tabla resumen para carbonatación acelerada. Si bien las mezclas recicladas muestran una mayor profundidad de la carbonatación, éstas se mantienen en un rango óptimo de desempeño, pues en el caso de la mezcla 50-R que presenta el mayor valor (12,4 mm) a un periodo de exposición equivalente a 27,4 años, se debe tener en cuenta que, de hacer parte de una estructura ubicada en Colombia, la norma nacional de sismo resistencia NSR10 exige un recubrimiento del acero de mínimo 50,0 mm. En el caso de las otras dos mezclas su desempeño es aún mejor, siendo la mezcla de referencia 0-R la del valor más bajo. 53 Fotografía XX. Prueba de carbonatación de las distintas mezclas a los 14 días. 0-R 50-R 100-R Fotografía 27. Prueba de carbonatación de las distintas mezclas a 14 días. Velocidad de pulso ultrasónico (VPU) Para este ensayo las probetas cilíndricas se curaron durante 28 días sumergidas en agua saturada con cal y, luego de este periodo de curado, se secaron durante siete días a temperatura ambiente. Se midió el porcentaje de humedad de las probetas secas al aire y se procedió a medir la VPU. A continuación se muestran los resultados de las mezclas 0-R, 50-R y 100-R. Fotografía 28. Fotografía 29. 54 Fotografía 28: toma de humedad de las probetas. Fotografía 29: instalación del equipo de ensayo y preparación de la muestra. Fotografía 30. Realización de ensayo de VPU. Muestra Humedad de la Velocidad Velocidad muestra (%) (m/s)* promedio (m/s) 0-R (1) 21,56 4 527,0 4 502,5 0-R (2) 21,00 4 478,0 50-R (1) 23,30 4 447,0 50-R (2) 26,10 4 428,0 100-R (1) 20,50 4 242,0 100-R (2) 20,60 4 027,0 4 437,5 4 134,5 Tabla 11. Velocidad de pulso ultrasónico; *valores promediados por probeta. Según Malhotra, un concreto que presenta una VPU que esté entre 3 660 m/s y 4 575 m/s se considera bueno; por debajo de este rango se considera regular y por encima de éste se considera excelente (Pardo, F. y Pérez, E., 2010). Para las 55 mezclas de uso normal que están entre 21 MPa y 35 MPa, se considera como óptimo un desempeño que se ubique en el rango de 3 660 m/s y 4 575 m/s.” 5.1.3. Viabilidad económica del CAR En este apartado se expone la variable económica del CAR versus el concreto convencional, teniendo en cuenta que en el territorio objeto de estudio, y en las principales ciudades de Colombia, la confección de este material reciclado es una práctica que afortunadamente en los cinco años recientes se ha consolidado, por lo que en esta investigación se exponen datos reales a escala urbana, que obedecen a los costos de producción y precios de venta de las mezclas de concreto y de los elementos prefabricados confeccionados a su vez con éstas. “Se tuvo en cuenta una producción a escala industrial estandarizada de agregados reciclados hecha por una planta recicladora ubicada en la ciudad de Medellín, lo que permitió tener un elemento de comparación a la misma escala de la producción de los agregados naturales en la misma zona. Se costeó un metro cúbico para cada porcentaje de sustitución de agregados, teniendo en cuenta que el agregado reciclado presenta el 65 % del costo del agregado natural. Ítem 0-R 25-R 50-R 100-R USD/m3 USD/m3 USD/m3 USD/m3 Agregado fino 9,53 8,55 7,89 6,01 Agregado grueso 9,01 8,01 7,04 5,46 Cemento 77,33 78,87 80,66 83,27 Agua 0,081 0,087 0,091 0,098 Preparación 12,55 12,55 12,55 12,55 108,50 108,08 108,23 107,39 Total Tabla 12. Comparación de costos entre concreto convencional y concretos reciclados.” (Bedoya y Dzul; 2015). 56 También se hizo una comparación entre los precios de productos prefabricados listos para la venta en Medellín y su Área Metropolitana, encontrando que en este caso tanto los productos reciclados como los producidos con materiales convencionales presentan un precio de venta igual, debiéndose ello a varios aspectos, entre otros:  El costo de producción de las mezclas recicladas y convencionales es muy similar, por lo que el ahorro en dinero de este proceso, se dedica a conservar la distancia entre la línea de producción versus la línea del precio de venta, esta diferencia es lo que se conoce como utilidad del proyecto;  El desempeño es idéntico en cuanto a las características físicas, mecánicas y químicas, por lo que una manera de posicionar los productos confeccionados con CAR es darles precisamente un tratamiento de “material de primera”;  A medida que en el lustro reciente se han ido consolidando los incentivos o reconocimientos para la construcción sostenible, lo que incluye la venta la y compra de “productos sostenibles”, el comprador de estos ecomateriales es quien obtiene beneficios económicos por medio de figuras como disminución de la tasa de impuestos por Industria y Comercio o exención del IVA, ambos contemplados en el Código Tributario Colombiano y en las disposiciones municipales de las Secretarías de Hacienda de las localidades respectivas. A continuación se muestra una tabla con los precios actuales de venta de unos de los prefabricados más representativos en la construcción en la región estudiada, como es el caso de los bloques de concreto de uso estructural y arquitectónico tipo Catalán. Para este ejemplo se escogieron las dos empresas productoras de prefabricados más representativas de la zona metropolitana, una es Indural S.A., ubicada en la ciudad de Medellín, y la otra es Concretodo S.A.S., ubicada en la ciudad de Bello, al norte de esta conurbación. 57 Bloque Catalán Precio de venta Porcentaje de material 15x10x30 cm COP / USD reciclado (%) Indural S.A. 1 200 / 0,41 0 – 100 Concretodo S.A.S. 1 250 / 0,43 0 – 100 Tabla 13. Precio de venta de bloques de CAR en Medellín y su Área Metropolitana. Como se puede observar en la tabla 13, los precios de venta no difieren significativamente entre ambos proveedores, y se mantienen idénticos en cuanto al porcentaje de sustitución de agregados reciclados en el producto, ya que ambas empresas garantizan el desempeño de sus productos acorde a las normas técnicas colombianas y al código de sismo-resistencia vigente NSR-10. También es importante decir que las dos industrias confeccionan sus productos mediante el aprovechamiento de aguas lluvia, minimizando el impacto ambiental de su actividad (Bedoya, C. y Medina, C., 2016). Así pues, la implementación del CAR en proyectos a escala urbana es viable económicamente, tanto a nivel de concretos para uso estructural como a través de elementos como los prefabricados para mampostería, pisos y mobiliario urbano, pues al tener proveedores de estos materiales en el escenario comercial de la región, el constructor tiene la posibilidad de optar por mezclas o prefabricados de CAR o convencional, sin que medie para ello el factor económico, aunque sí en cambio el aspecto cultural, pero este último cada vez es menos fuerte en el imaginario del gremio constructor, como quiera que varias de las principales obras de gran tamaño y de carácter público-privado en Medellín vienen siendo construidas con ecomateriales, tal es el caso de proyectos de carácter único tan visibles para la comunidad como Plaza de la Libertad, Biblioteca Pública de Belén y Coliseo de la Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín. 58 Foto 31. Edificio Plaza de la Libertad, construido en concreto con adiciones cementantes. Fuente: Bedoya, C; 2012. De este acápite Se puede decir que lo expuesto en esta parte de la investigación, aporta a la disminución significativa de la incertidumbre en cuanto al comportamiento técnico y económico del CAR, reportando información fehaciente validada por protocolos estandarizados de laboratorio, como también por los productos ya presentes en el mercado a escala urbana a costos iguales o menores que los elaborados con concretos convencionales. Se puede decir también que, derivado de los resultados obtenidos en esta investigación, es factible implementar proyectos piloto a escala real por parte de municipalidades y constructores conducentes a valorizar los escombros como nuevo material, haciendo del CAR un producto consumible sin prejuicios técnicos y culturales. 59 5.2. El concreto con agregados reciclados (CAR) y su aporte ambiental al ecosistema urbano de Medellín, Colombia En este capítulo se expone a manera de metabolismo urbano (Odum y Howard; 1981) el comportamiento del CAR en comparación con el concreto convencional. Si bien se hace un ejercicio técnico necesario mediante la aplicación de la metodología CONESA para establecer una evaluación de su impacto, lo representativo es la definición del aporte ambiental al ecosistema urbano de la región metropolitana mediante el análisis de Inputs y Outputs. 5.2.1. El concreto y sus materias primas Para producir concreto se requieren materias primas no renovables en la escala de tiempo humana, ya que una roca se forma en millones de años, y lleva solo unos segundos romperla en pedazos. En la corteza terrestre se hallan las minas de las cuales se extrae la roca para producir el cemento Portland moderno, como también se encuentran las canteras, ríos y lagunas de las cuales se obtienen los agregados –grueso y fino–; y el agua es la otra materia prima que hace que el cemento reaccione, endureciéndose y aglutinando a los agregados, formando una roca artificial. 5.2.1.1. El cemento Portland Si bien el uso de los materiales cementantes tiene orígenes antiguos y data de épocas como la del imperio romano, lo que se conoce hoy como cemento hidráulico es más reciente, pues es hacia la primera mitad del siglo XIX que se descubre y patenta el cemento Portland por método húmedo en Gran Bretaña, y lo hace Joseph Aspdin, específicamente en 1824. Este método consiste en extraer arcillas y calizas para luego molerlas hasta llevarlas a un tamaño homogéneo, generalmente de 3,8 cm (1,5 pulgadas); luego se sigue el proceso de molienda hasta llevar la materia prima a un tamaño minúsculo, por lo cual se le da el nombre de harina; esta harina luego se introduce en hornos donde es calcinada a una temperatura de entre 1 350 y 1 400 °C, dando lugar a la formación del Clinker, que luego es molido hasta 60 tamaños de “impalpable”, es decir, de micrómetros; finalmente, se le adiciona yeso para retardar los tiempos de fraguado del material cuando entre en contacto con el agua. En este proceso se utiliza una gran cantidad de energía y se emiten importantes cantidades de gases de efecto invernadero, por lo que la relación de producción de cemento portland versus CO2 es de 1 a 1 a nivel mundial: es decir, que por cada tonelada de cemento Portland producido, se emite al ambiente una tonelada de dióxido de carbono. Es una huella de carbono dramática, aunque hay que aclarar que las industrias cementeras vienen trabajando en disminuir estas emisiones, encontrándose casos tan exitosos como en Guatemala, cuyas industrias cementeras han logrado bajar estas emisiones a 0,80 toneladas de CO 2 por tonelada de cemento portland (NCRMA; 2014). 5.2.1.2. Los agregados Son materiales pétreos considerados inertes, que actúan como relleno en la mezcla para asuntos de economía, ya que elaborar todo un volumen de concreto con cemento Portland y agua lo haría inviable económicamente, si se tiene en cuenta que en Medellín y su área metropolitana el costo del cemento es de 500 000 $/tonelada (178,57 USD/t) en tanto que el de los agregados es 32 000 $/tonelada (11,43 USD/t). Los agregados se dividen en gruesos y finos, pero solo es por su tamaño, ya que son obtenidos de la misma roca. Los agregados finos son aquellos cuyo tamaño es inferior a 4,75 mm, y los agregados que presentan un tamaño mayor son considerados gruesos. La obtención de estas materias primas para el concreto se hace generalmente mediante la minería a cielo abierto (Mejía, C.; 2014), generando emisiones de material particulado a la atmósfera y eliminando la capa vegetal del terreno, lo que lleva a la formación de islas urbanas de calor, pues quedan grandes superficies de roca que son calentadas por los rayos solares, ya que al ser removida la vegetación se elimina la capacidad de evapotranspiración del suelo (Bedoya, C.; 2015). Bien 61 sea extraídos de las laderas o de los ríos o de las lagunas artificiales, los agregados tienen una inversión de energía representada en las maquinarias de remoción, trituración y clasificación; y también consumen grandes cantidades de agua para el lavado; finalmente, uno de sus impactos importantes es la emisión de material particulado a la atmósfera. El proceso de obtención de los agregados es el siguiente: se remueve la capa vegetal del terreno; una vez alcanzado el suelo rocoso se perfora para dinamitar o quebrar la superficie y obtener así pequeñas rocas; estas rocas fragmentadas artificialmente son llevadas a una trituradora primaria para homogenizar su tamaño; pasan luego a una trituración secundaria y por medio de mallas o cribas son separadas en tamaños, dando lugar a los agregados o áridos gruesos y finos, de los cuales ya se ha dicho su tamaño estándar. Por último son transportados a los sitios en los cuales se confeccionan las mezclas de concreto. 5.2.1.3. El agua Es quizá la materia prima más barata de las involucradas en la confección de concretos, pues en Medellín y su área metropolitana este líquido tiene un costo de 1 647 $/tonelada (0,59 USD/t), en un muy buen estado de salubridad. El agua debe cumplir ciertos parámetros técnicos como niveles máximos de turbiedad, pH, etcétera, y para tal fin se cuenta a nivel mundial con normas específicas, siendo aplicable para el caso colombiano la (NTC 3459; 2001): “Concretos. Agua para la elaboración de concreto”. Al hacer una lectura de esta norma técnica y, al mismo tiempo conocer la composición del agua potabilizada distribuida por la empresa pública de la región, se encuentra que esta última es apta para utilizarse en la elaboración de concretos (Bedoya, C. y Medina, C.; 2016), por tal razón es común que se emplee agua potabilizada para elaborar las mezclas de concreto sin necesidad de someterla a ensayos. Sin embargo, bien podría emplearse otro tipo de agua para elaborar mezclas de concreto, como es el caso de las aguas lluvia, que en estudios recientes realizados 62 en Medellín han demostrado ser aptas para tal efecto (Bedoya, C. y Medina, C.; 2016); sin duda se estaría minimizando el impacto ambiental generado por la construcción en lo atinente a la elaboración o confección de materiales compuestos. Hasta aquí se ha hecho un resumen de lo que es la confección del concreto tradicional y sus posibles impactos, o por lo menos los más visibles y representativos a nivel mundial, como quiera que su metodología es igual en todas partes del mundo cuando se habla de un concreto de 21 a 25 MPa de resistencia la esfuerzo de la compresión. En este sentido se puede hacer la siguiente lista de efectos para luego aplicar la evaluación ambiental con la metodología CONESA y posteriormente establecer la comparación con el CAR. De este último precisamente se hace un resumen de su producción tal como se hizo ya para el concreto convencional. 5.2.2. El car y sus materias primas El CAR para esta investigación, en cuanto a materias primas, solamente cambia en lo concerniente a los agregados, lo que quiere decir que en cuanto al cemento y al agua se mantiene idéntico, por lo tanto se explicará cómo se obtienen los agregados reciclados y este será a su vez el aspecto principal para determinar el impacto ambiental comparado entre concreto convencional y CAR. 5.2.2.1. Obtención de los agregados reciclados En cuanto a los pasos o etapas para la obtención de estos materiales pétreos puede decirse que cambia muy poco en comparación con los agregados naturales, especialmente dicha diferencia en el procedimiento está en la etapa inicial, como se describe a continuación: se reciben los escombros de concreto o mampostería; luego se llevan a una trituración primaria para homogenizar el tamaño; seguidamente se hace una trituración secundaria y por medio de mallas se separan en gruesos y finos, para ser transportados al usuario final. 63 Se puede deducir que es un proceso casi idéntico al de la obtención de agregados naturales, cambiando solo en el primer paso, y ese aspecto es precisamente el que se analizará en cuanto a su impacto ambiental desde el concepto de metabolismos urbanos y flujos de energía y materiales. 5.2.2.3. El concreto convencional y el CAR; metabolismos urbanos Desde 1981 los hermanos Odum, Howard y Eugene, publicaron para el mundo su teoría sobre el comportamiento de las urbes como seres vivos, por lo que se acuñó en el mundo científico y ecologista el concepto de Metabolismos Urbanos, por medio del cual se pudo profundizar en la evaluación de los impactos ambientales de las tecnologías y actividades antrópicas sobre los ecosistemas. En su trabajo se establecieron las diferencias de consumo y emisiones de diversos ecosistemas, comparando uno marino con uno industrial urbano, hallando una tremenda diferencia en cuanto a inputs –representados en ingreso de materias primas y energía al sistema– y outputs –representados en emisiones, residuos y vertimientos resultantes en el sistema–, siendo en el segundo cientos de veces mayores para finalmente realizar un ejercicio de sobrevivencia como especie. 5.2.3. Inputs y outputs del concreto Del concreto convencional (CV). Definiendo el concreto como sistema se tiene que los inputs para su confección son los siguientes: Inputs  Energía: necesaria para la extracción y transformación de las materias primas, generalmente obtenida por medio de la combustión de combustibles fósiles;  Materias primas: roca para obtener el Clinker y roca para obtener los agregados;  Agua: para la producción del cemento y del agregado, y también para la elaboración de la mezcla de concreto. Outputs  Material particulado: en la extracción de arcillas y calizas para obtener el cemento Portland, y también en la producción de los agregados; 64  Vertimientos: por el agua empleada en el lavado de los agregados que se vuelve residual, para ser dispuesta en alcantarillado;  Emisiones de CO2: por los combustibles fósiles empleados en las maquinarias de pulverización de rocas y en los hornos para obtener el Clinker. Del concreto con agregados reciclados (CAR). Definiendo el CAR como sistema se tiene que los inputs para su confección son los siguientes: Inputs  Energía: necesaria para la extracción y transformación de las materias primas, generalmente obtenida por medio de la combustión de combustibles fósiles;  Materias primas: roca para obtener el Clinker y escombros* para obtener los agregados;  Agua: para la producción del cemento y del agregado, y también para la elaboración de la mezcla de concreto. Outputs  Material particulado: en la extracción de arcillas y calizas para obtener el cemento Portland, y también en la producción de los agregados;  Vertimientos: por el agua empleada en el lavado de los agregados que se vuelve residual, para ser dispuesta en alcantarillado;  Emisiones de CO2: por los combustibles fósiles empleados en las maquinarias de trituración de escombros* y en los hornos para obtener el Clinker. * Nótese que en el caso del CAR se han diferenciado con letra subrayada, tanto en inputs como en outputs, algunos aspectos en los cuales se diferencia su elaboración con respecto al CV. Derivado de lo anterior y basándose en un estudio realizado por el profesor Alejandro Salazar Jaramillo y su equipo para el gobierno colombiano (UPME; 2012), en el cual se estableció el impacto ambiental para los materiales utilizados de construcción en Colombia, se asignan cifras a los inputs y outputs con los cuales es posible hacer un comparativo entre los impactos ambientales tanto del CV como del 65 CAR. A continuación se muestran las materias primas con su respectivo consumo energético y emisiones de CO2 (Tablas 14 y 15). Material Consumo energético Emisión de CO2 (CV) (MJ/t) (t-CO2/t) Agregados gruesos 177,2 0,0098 Agregados finos 494,6 0,0213 11 062,0 1,184 8 Cemento vía húmeda Tabla 14. Consumo de energía y emisiones de CO2 de materiales de construcción. (Fuente: UPME; 2012). Material Consumo energético Emisión de CO2 (CAR) (MJ/t) (t-CO2/t) Agregados gruesos reciclados 13,0 0,0010 Agregados finos reciclados 13,0 0,0010 11 062,0 1,184 8 Cemento vía húmeda Tabla 15. Consumo de energía y emisiones de CO2 de materiales reciclados de construcción. (Fuente: UPME; 2012). Como se puede observar tanto los consumos de energía como las emisiones de CO2 son menores, significativamente, en el caso del CAR versus el CV, específicamente en lo relacionado con los agregados, ya que el cemento es el mismo. En cuanto al agua no se hace referencia en este sentido, pues como ya se ha explicado en este capítulo, este líquido se evaluará desde la metodología CONESA, por medio de la cual se establecen sus impactos en el ecosistema, recalcando que este componente del concreto no debe verse estrictamente desde su bajo costo económico sino también desde su valor como elemento regulador de hábitats urbanos y rurales. Se explica la reducción en consumos energéticos y emisiones de los agregados reciclados en cuanto a que a diferencia de los naturales o convencionales, los primeros no requieren de grandes movimientos de corteza terrestre para su 66 extracción, con lo cual se ahorran o se eliminan flujos de energía (combustible fósil) y recíprocamente las emisiones de dióxido de carbono. En Medellín y su área metropolitana se estima que, para la obtención de un metro cúbico (1 m 3) de agregados para concreto, se remueven entre cinco y seis metros cúbicos (5 y 6 m3) de suelo superficial (Rincón, J.; 2011), los cuales quedan a su vez inservibles para la actividad biótica de regulación de temperatura, flora y retención de humedad del sitio, lo que es conocido en el léxico ambientalista como “mochila ecológica” (Gauch, M.; 2009). Es aquí donde se presenta el aporte significativo del CAR en cuanto a la minimización del impacto ambiental generado al ecosistema urbano de Medellín y su área metropolitana, pues quiere decir que por cada parte de escombros reciclados hay entre cinco y seis partes de material virgen protegido, pero a su vez también se puede decir que por cada parte de escombros aprovechados hay una parte menos de éstos que se dispone en escombreras con las consecuencias de afectación paisajística y degradación del suelo. Para profundizar en este planteamiento se expone el siguiente ejemplo a escala real. Ejemplo. Para la elaboración de un metro cúbico de concreto, cuya resistencia será de 21 MPa a los 28 días de vaciado, se requieren 1,976 toneladas de agregados (0,950 t de agregado fino y 1,026 t de agregado grueso) y 0,38 toneladas de cemento Portland de uso general. Aplicando los consumos energéticos por material y las emisiones respectivas descritos en la tabla 16, como también la “mochila ecológica” identificada para la región, se tiene entonces los siguientes datos, tanto para el CV como para el CAR. Material Consumo energético Emisión de CO2 (CV) (MJ) (t) Agregados gruesos 181,81 0,010 1 Agregados finos 469,87 0,021 3 4 203,56 0,388 Cemento vía húmeda Tabla 16. Consumos y emisiones para el CV. Fuente: Bedoya, C.; 2015. 67 Material Consumo energético Emisión de CO2 (CV) (MJ) (t) Agregados gruesos 13,34 0,001 Agregados finos 12,35 0,000 95 4 203,56 0,388 Cemento vía húmeda Tabla 17. Consumos y emisiones para el CAR. Fuente: Bedoya, C.; 2015. La mochila ecológica que se muestra a continuación fue calculada partiendo de la relación de 1 a 5, es decir, por cada metro cúbico de agregados se remueven cinco metros cúbicos de capa vegetal y suelo. La densidad de los agregados es de 2,21 t/m3. Material Mochila Ecológ. Mochila Ecológ. Agr. gruesos Agr. finos 3 (m ) (m3) Concreto convencional (CV) 2,33 2,33 Concreto con agregados reciclados (CAR) 0,00 0,00 Tabla 18. Mochila ecológica de agregados. Fuente: Bedoya, C.; 2015. Como se puede observar, aunque en el proceso de obtención de los agregados reciclados se elimina solo el primer paso en comparación con los agregados naturales, concerniente al rompimiento de la roca, su incidencia en el desempeño ambiental referido a energía incorporada, emisiones y mochila ecológica es bastante positiva. 5.2.4. Evaluación del impacto ambiental (EIA); metodología CONESA “La Evaluación de Impacto Ambiental, (…), es considerada una herramienta de gestión para la protección del medio ambiente. Su objetivo consiste en establecer un método de estudio y diagnóstico con el fin de identificar, predecir, interpretar y comunicar el impacto de una acción sobre el funcionamiento del medio ambiente” (Dellavedova, M.; 2011). En tal sentido para complementar la mirada ambiental de esta investigación, se plantea una EIA simplificada-comparada, pues si bien el 68 impacto ambiental del CAR es mucho menor, es necesario para un proyecto contar con esta evaluación como un asunto de responsabilidad extendida a la colectividad implicada. La metodología Conesa si bien es bastante aplicada en el contexto iberoamericano (Conesa; 1993), cuenta con muchas variables para desarrollarla, sin embargo, precisamente en el contexto de Medellín, el ingeniero Jorge Arboleda en el año 2008 hizo un estudio en el cual desarrolló una EIA con una metodología Conesa simplificada (Arboleda, J.; 2008). Cabe anotar que si bien el proyecto de viabilidad para el ecosistema urbano de Medellín es el CAR y su análisis técnicocientífico ya se expuso en el capítulo I, en esta investigación se considera pertinente aproximarse a un caso real de una planta productora de agregados reciclados, como quiera que esta etapa sería la aplicación a escala real y urbana. La metodología Conesa Esta metodología fue diseñada y difundida por el español Vicente Conesa hacia mediados de la década de los noventa (Conesa, V.; 1997). Se trata de una técnica matricial bidimensional que organizada en filas y columnas, permite identificar los posibles impactos que una acción tendrá sobre el medio ambiente. La matriz Conesa establece la calificación del posible impacto ambiental en cuatro rangos:  Inferiores a 25, irrelevantes o compatibles con el ambiente;  25 a 50, moderados;  50 a 75, severos;  Superiores a 75, críticos. Esta y otras metodologías si bien son empleadas en muchos países, también son criticadas porque en algunos casos demandan mucha información del proyecto a emprender, lo cual es bastante difícil de conseguir, o porque al establecer sus rangos quedan dudas en cuanto a qué tan grave es un impacto si solamente se aparta en un dígito del máximo del rango anterior. Ej.: si el impacto es moderado porque va de una calificación de 25 a 50, ¿qué tan severo es un impacto que obtuvo una calificación de 51?, cuando la calificación de severo va de 50 a 75. 69 Pues bien, al igual que sucede con las notas obtenidas por un estudiante en determinado curso, resulta difícil establecer el mismo parámetro cuando de acuerdo a rangos el desempeño del estudiante es deficiente, suficiente o superior. Sin embargo, estos rangos permiten hacerse a una idea de hacia dónde apunta la acción que se emprenderá en cuanto a su relación con el medio ambiente intervenido, por lo demás es imprescindible acompañar estas evaluaciones con la reflexión y el análisis sistémico, por lo que en esta investigación se acude a distintas maneras de identificar el desempeño ambiental de una propuesta no convencional para la construcción, como el CAR, con el objetivo de hacer correlaciones entre ellas y conclusiones comparadas. Por ello en este capítulo se han abordado los consumos energéticos, las emisiones y la mochila ecológica de los agregados reciclados versus los agregados convencionales, por eso, con un ejemplo de EIA mediante la metodología Conesa Simplificada –avalada para la evaluación de proyectos–, se pretende exponer una conclusión general acerca del comportamiento ambiental de uno de los materiales más consumidos para la construcción en Colombia y en Medellín como es el caso del concreto. Ejemplo de Evaluación Simplificada del CV y del CAR A continuación se expone una matriz de impacto de Conesa Simplificada, por medio de la cual se califican los impactos de un CV y un CAR, para inferir a su vez la diferencia del impacto ambiental entre uno y otro material, aclarando que este ejercicio se refiere a la producción de agregados, pues los otros ítems como el cemento, el agua y la confección en planta no cambian. Para asignar los valores a cada impacto se tiene la siguiente información, presentada en la tabla 19 de la página siguiente: 70 Criterio NATURALEZA Impacto benéfico Impacto perjudicial Puntual Parcial Extensa Total Crítica Fugaz Temporal Permanente EXTENSIÓN PERSISTENCIA SINERGIA Sin sinergismo (simple) Sinérgico Muy sinérgico EFECTO Indirecto (secundario) Directo RECUPERABILIDAD Recuperable inmediato Recuperable a medio plazo Mitigable o compensable Irrecuperable Calific. + - 1 2 4 8 (+4) Criterio INTENSIDAD (Grado de destrucción) Baja Media Alta Muy alta Total MOMENTO (Plazo de manifestación) Largo Medio Inmediato Crítico 1 2 4 Corto plazo Medio plazo Irreversible 1 2 4 Simple Acumulativo 1 4 1 2 4 8 REVERSIBILIDAD ACUMULACIÓN (Incremento progresivo) PERIODICIDAD Irregular o aperiódico o discontinuo Periódico Continuo IMPORTANCIA I = (3IN+2EX+MO+PE+RV+SI+AC+EF+PR+MC) Tabla 19. Criterios y calificaciones para Conesa Simplificada. Con esta información se elabora la siguiente tabla y se diligencia a su vez para cada tipo de concreto: 71 Calific. 1 2 4 8 12 1 2 4 (+4) 1 2 4 1 4 1 2 4 IMPACTO Reducción cobertura vegetal Deterioro del paisaje Contaminación agua por sólidos Contaminación aire por material particulado Contaminación suelo por residuos sólidos NAT - IN 12 12 2 4 EX 4 4 4 4 MO 4 4 2 4 PE 4 4 4 4 RV 4 2 1 1 SI 4 2 2 4 AC 4 4 1 1 EF 4 4 4 4 PR 2 4 2 2 MC 4 4 2 2 I 74 72 32 42 Calific. Impacto Severo Severo Moderado Moderado - 2 2 2 4 2 1 4 1 1 1 26 Moderado Tabla 20. Matriz de Conesa simplificada para el CV. IMPACTO Reducción cobertura vegetal Deterioro del paisaje Contaminación agua por sólidos Contaminación aire por material particulado Contaminación suelo por residuos sólidos NAT + + + - IN 1 2 1 2 EX 1 2 1 2 MO 1 2 1 4 PE 1 1 2 4 RV 1 2 1 1 SI 1 2 2 4 AC 1 1 1 1 EF 1 4 4 4 PR 1 2 2 2 MC 1 2 2 2 I 13 26 20 32 Calific. Impacto Irrelevante Moderado Irrelevante Moderado - 1 2 2 2 2 1 1 1 1 1 18 Irrelevante Tabla 21. Matriz de Conesa simplificada para el CAR. De donde: NAT=Naturaleza; IN=Intensidad (Grado de destrucción); EX=Extensión; MO=Momento (Plazo de manifestación); PE=Persistencia; RV=Reversibilidad; SI=Sinergia; AC=Acumulación (Incremento progresivo); EF=Efecto; PR=Periodicidad; MC=Recuperabilidad; I=Importancia (3IN+2EX+MO+PE+RV+SI+AC+EF+PR+MC). 72 5.2.5. Interpretación de los datos y el desempeño ambiental del CAR En resumen, tanto desde los aspectos específicos del consumo de energía y de las emisiones a la atmósfera, como desde los aspectos más complejos como las variables valoradas desde la matriz de Conesa simplificada, es evidente que el impacto negativo del CV es significativamente mayor al generado por el CAR. La etapa inicial en la obtención de los agregados es la que hace la diferencia, pues no solo está asociada a los impactos en el momento de la extracción sino que además está directamente relacionada con la etapa final del ciclo de vida del proyecto, en este caso del CAR, ya que hay una doble problemática cuando se consumen agregados naturales en vez de reciclados:  Afectación de la capa vegetal y del paisaje por remoción de suelo, y,  Afectación de la capa vegetal y del paisaje por la disposición de RCD en escombreras. Nótese que tanto la primera como la segunda afectación son evitables en caso de confeccionar el CAR como hábito a escala urbana, pues no se tendría que remover capa vegetal para extraer materiales vírgenes, como tampoco habría que hacerlo para la ubicación de escombreras, ya que los RCD aprovechados no llegarían a estos lugares de disposición final controlada. Consumo de energía y emisiones En cuanto a la energía consumida en la producción de agregados se tiene que en el caso de los naturales, su consumo en MJ es 13,6 veces mayor por cada tonelada en el caso de los gruesos y 38 veces más en el caso de los finos. En cuanto a las emisiones de CO2 a la atmósfera los agregados naturales emiten 9,8 veces más que los reciclados, y en cuanto a los finos los naturales emiten 21,3 veces más que los obtenidos mediante el reciclaje. Mochila ecológica En este aspecto los agregados reciclados no cargan con este impacto, pues sus materias primas llegan a la planta recicladora producto del derribo de construcciones que ya han cumplido un ciclo de vida, por lo tanto experimentan un 73 cambio de flujo en el sentido de que en vez de ser tenidas en cuenta como RCD, se valorizan como posibles materias primas, y su adquisición está exenta tanto de impactos ambientales como de costos, ya que el constructor que demuele o genera RCD debe pagar a la escombrera por la disposición de éstos, en cambio en la planta recicladora se establece un ejercicio de reciprocidad entre el generador y el reciclador en el que ambos ganan, así el generador no paga por el vertimiento de sus residuos y el reciclador recibe gratis sus materias primas, las cuales luego son transformadas en agregados reciclados con un menor costo y posibilidades de aplicar a incentivos fiscales o económicos por parte del Estado. Evaluación de Impacto Ambiental (EIA); Conesa simplificada Esta EIA mediante la matriz de Conesa simplificada se hizo específicamente en cuanto a los agregados, pues tanto para el CV como para el CAR los demás ítems se mantienen idénticos (cemento, agua, transporte), y porque con una EIA se pueden identificar impactos negativos que trascienden a la huella de carbono. Por ejemplo, si se mira solamente el impacto negativo de un material compuesto por sus emisiones de CO2, se tiene que en el caso del concreto el cemento sería significativamente mayor que el de los agregados, sin embargo, al evaluar el impacto con otras variables más complejas se encuentra que los agregados si bien no requieren de hornos para calcinación, sí demandan importantes áreas de suelo para su extracción, con consecuencias tan dramáticas como el desplazamiento de especies endémicas, aumento de temperatura en la zona, generación de material particulado, incidencia en infecciones respiratorias agudas y eliminación de cadenas tróficas superficiales, entre muchas. Por eso es importante para esta investigación sobre el CAR como proyecto de viabilidad para un ecosistema urbano, establecer, aunque sea de manera simplificada, la diferencia en contra o a favor entre el CV y el CAR, hallando que es evidente una menor afectación a los ecosistemas por parte de los concretos confeccionados utilizando agregados obtenidos del reciclaje de RCD, y que en algunos aspectos como la reducción de la capa vegetal y la afectación del paisaje 74 su impacto en cambio es positivo. En la EIA con matriz simplificada se obtuvo que los criterios valorados en el caso del CV arrojan impactos moderados y severos, en tanto que en el caso del CAR los mismos oscilan entre irrelevantes y moderados. Incluso si se hace un promedio aritmético de los cinco impactos se tiene que en el caso del CV es 49,2, es decir Impacto Moderado pero solo a 0,8 de ser Severo; en el caso del CAR su promedio es de 21,8, o sea Impacto Irrelevante, a 3,2 de ser Moderado. De este capítulo Se puede decir que la implementación de una práctica de producción de materiales para la construcción, basada en la valorización o aprovechamiento de residuos, en este caso de RCD, representa un beneficio que va desde los actores directos involucrados como el constructor y el comprador de los productos o del inmueble, hasta la colectividad urbana en general, pues una afectación negativa de la corteza terrestre por eliminación de cobertura vegetal para desarrollar minería abierta implica impactos que no distinguen sector poblacional, pero así mismo un beneficio ambiental cobija a la comunidad. Por ejemplo, valorizar 100 metros cúbicos de RCD representa dejar de remover entre 500 y 600 metros cúbicos de corteza terrestre, y eliminar 100 metros cúbicos de residuos que no afectarán la cobertura vegetal y el paisaje. Esto es lo que se ha denominado recientemente como minería a la inversa (Bedoya, C.; 2013; Bedoya y Dzul; 2015). 75 Capítulo 6: El CAR y su articulación con la política pública de construcción sostenible desde la GIP. Este capítulo muestra la reunión de las variables técnicas, económicas y ambientales del CAR en pro de su articulación a una decisión político-administrativa de región, como lo es la PPCS para Medellín y su área metropolitana, analizada desde la GIP. Muestra entonces cómo un objeto de estudio eminentemente técnicocientífico trasciende a un hecho de ciudad cuando se correlaciona con la realidad ambiental, económica y social por medio de la gestión de proyectos, dado que se aplica un enfoque sistémico, en el cual el todo puede ser más que la suma de sus partes. 6.1. De los estudios técnicos a las políticas públicas En 1993 se crea en Colombia el Ministerio del Medio Ambiente, que luego cambia al nombre de Ministerio de Ambiente hasta conocerse en la actualidad como Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible. Una de sus primeras acciones en torno al asunto de los escombros se dio en 1994, cuando se emite la Resolución 541 del 14 de diciembre, “Por medio de la cual se regula el cargue, descargue, transporte, almacenamiento y disposición final de escombros, materiales, elementos, concretos y agregados sueltos, de construcción, de demolición y capa orgánica, suelo y subsuelo de excavación”. Si bien esta resolución no estima todavía el tema del aprovechamiento, es un avance ante la poca cultura que en ese momento existía en el país en cuanto a la manera de gestionar los escombros. Será 17 años después en el caso de Bogotá, y 19 en el caso de Medellín, que se den las primeras resoluciones en este sentido, mediante las cuales se declara un hecho vinculante, es decir de obligatorio cumplimiento, el aprovechamiento de los escombros generados en demoliciones y construcciones nuevas. Se puede ver que las legislaciones e intenciones por parte del Estado son recientes, si se tiene en cuenta que en otros países, como ya se expuso en el primer capítulo, para la década de los noventa se contaba con legislaciones e incentivos para 76 promover el reciclaje de RCD y su uso en proyectos públicos y privados. Sin embargo, por lo menos se comenzó a visibilizar la magnitud del problema ambiental que representan los escombros y otros residuos de la actividad constructora para una colectividad urbana, lo que coincidió con una gama de investigaciones universitarias y experiencias profesionales que poco a poco fueron consolidando un conjunto de información constatable, permitiendo con ello emprender un proceso Universidad-Estado-Gremio orientado a modificar los hábitos de flujo lineal alrededor de los RCD, permitiendo minimizar la presión sobre el ecosistema urbano del valle de Aburrá y sus territorios tributarios. Fue así que se dieron paulatinamente estudios, acuerdos y, actualmente, políticas públicas de carácter municipal y regional. A continuación se exponen los estudios, acuerdos y políticas públicas que permiten inferir el avance de la ciudad de Medellín y su área metropolitana en el tema del aprovechamiento integral de RCD. 6.1.1. Estudio sobre aprovechamiento de escombros; Secretaría del Medio Ambiente del municipio de Medellín (2005) Este estudio fue encargado por la Secretaría del Medio Ambiente del municipio de Medellín a una entidad sin ánimo de lucro, la cual venía realizando estudios relacionados con el aprovechamiento de escombros para la producción de vivienda prefabricada, específicamente en paneles de concreto reciclado. El título de este encargo fue: “Estudio para el diseño de valorización de residuos de escombros, mediante un sistema de gestión integral de los mismos para la Producción Más Limpia en la ciudad de Medellín”. Este estudio tuvo como base las investigaciones realizadas en la Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín (Moncada Juan José, 1997; Bedoya; 1998; Bedoya, 2003; Estrada, 2003), como también de otros estudios previos realizados como el de 1991 por la organización Fundemos de Manizales sobre factibilidad de aprovechamiento de los escombros en la construcción. Con información secundaria 77 y levantamiento de información primaria se pudo establecer un diagnóstico aterrizado que distó mucho de la percepción de académicos y funcionarios públicos, por ejemplo, hasta antes de este estudio se consideraba que la mayor cantidad de RCD eran escombros de concreto y mampostería, y que inclusive la cantidad total de RCD era menor que la de los residuos sólidos ordinarios (RSO). Sin embargo se obtuvo una información que modificó el horizonte de las inversiones municipales y privadas en cuanto a la gestión integral de RCD en el valle de Aburrá, pues entre otros resultados se obtuvo que mientras en la región se producían alrededor de 1 800 toneladas diarias de RSO, al mismo tiempo se generaban 4 500 t/día de RCD; además el estudio arrojó que de esas toneladas totales de RCD, el suelo residual producto de movimientos de capa superficial o de excavaciones representaba entre el 45 y el 55 %, y que los escombros de concreto y mampostería representaban entre un 12 y un 15 %, lo cual puso además una nueva situación de análisis en el contexto urbano de Medellín, y era que la construcción con tierra se había abandonado desde hacía décadas, por lo que era necesario emprender un rescate o una re-significación de las técnicas constructivas como la tapia, el bahareque y los bloques de tierra comprimida. Una vez terminado ese estudio se contó con información fehaciente sobre cantidades, tipologías y potencialidades de los RCD generados en la ciudad y su área metropolitana; se propusieron diversas líneas de investigación, entre ellas la de recuperar la construcción empleando el suelo residual como materia prima; y muy importante, se detectó que la propia administración municipal era la llamada a incentivar las buenas prácticas al usar en sus proyectos los ecomateriales confeccionados con los escombros aprovechados. Se propuso que su uso se diera gradualmente en la elaboración de prefabricados de alto consumo de concreto de uso no estructural, tales como bordillos o cordones separadores de vías, topellantas para parqueaderos, adoquines y en la construcción de placas polideportivas en los barrios de la ciudad. 78 El estudio finalmente propone que el municipio a través de la dependencia encargada de la recolección de los residuos de la ciudad, implemente una planta piloto para que los contratistas de obras públicas gestionen allí sus RCD, y que de dicha planta consuman los materiales en sus obras con incentivos en cuanto a costos y transporte. Hasta la fecha que se escribe este texto no se ha implementado dicha planta piloto, entre otras causas, porque se aduce que falta información más completa sobre las resistencias y durabilidad de los productos reciclados como el concreto, por lo que los resultados obtenidos en esta investigación descritos en el primer capítulo pueden motivar a que esto se dé, como fase inicial de un proyecto de viabilidad a escala urbana. 6.1.2. Plan regional sobre residuos sólidos; AMVA (2004-2006) Este plan fue encargado a la Universidad de Antioquia por parte del Área Metropolitana del Valle de Aburrá (AMVA), autoridad ambiental de esta región cuya capital es Medellín. Fue entregado a la comunidad en el año 2006 y ratificó los lineamientos a seguir con los RCD descritos en el estudio de la SMA del 2005, además de proyectar a 2020 las cantidades generadas en el valle de Aburrá. El nombre de este plan fue: “Plan de Gestión Integral de Residuos Sólidos Regional del Valle de Aburrá. 2005-2020. Convenio número 325 de 2004”. Un avance en este Plan radica en que no se hizo para una etapa coyuntural sino para el mediano plazo, permitiendo así contar con un elemento de referencia para las siguientes administraciones municipales de los municipios de la región; también que se reitera la necesidad de emprender líneas de investigación con las cuales se pueda pasar del modelo lineal de recoger-disponer a uno más reflexivo de recogervalorizar. Según las proyecciones de este Plan en cuanto a generación de RCD para el valle de Aburrá, se tiene que para el año 2015 la cantidad es de 10 700 t/día aproximadamente, aunque en la actualidad se trabaja con una cantidad más baja de entre 7 500 y 8 000 t/día, pues en los nueve años siguientes a la publicación de 79 dicho Plan varias empresas prefabricadoras han implementado a gran escala sus propias plantas recicladoras, como es el caso de Indural S.A y Concretodo S.A.S, la primera ubicada en Medellín y la segunda en la ciudad de Bello, al norte del valle de Aburrá. También, porque los pequeños y medianos constructores han comenzado a implementar buenas prácticas de aprovechamiento de los escombros in situ, para llenos de pisos y vaciado de andenes en concreto. 6.1.3. Hacia una Política Pública de Construcción Sostenible; AMVA (2010) Esta iniciativa es una de las pioneras no solo a nivel del valle de Aburrá sino también del país, ya que en esta ocasión se encarga a la universidad pública para que con el concurso de la municipalidad y del gremio de la construcción, formule los lineamientos de una hecho que será vinculante para la sociedad, pues las decisiones político-administrativas que surjan de este estudio serán de obligatorio cumplimiento en los proyectos de construcción tanto del sector privado como del sector público. El nombre de esta iniciativa es: “Formulación e implementación de un programa de Construcción Sostenible para el Valle de Aburrá. Convenio número 253 de 2009”. El desarrollo de este estudio se dio entre 2009 y 2010 aunque aún continúa su implementación, dado que se dejaron las bases para lograr un Acuerdo Metropolitano que consolide de manera vinculante u obligatoria, las buenas prácticas de construcción. El convenio al que se hace referencia tuvo cinco productos, que fueron:  Capacitación en temas de construcción sostenible a funcionarios públicos de los nueve municipios del valle de Aburrá;  Elaboración y publicación masiva del “Manual de gestión socio ambiental para obras en construcción”;  Implementación de la Cátedra abierta de Construcción Sostenible;  Revisión y análisis de desempeño ambiental de 14 proyectos metropolitanos de construcción e infraestructura; 80  Elaboración de un Documento técnico de base para la formulación de una política pública de Construcción Sostenible para el valle de Aburrá. 6.1.3.1. Capacitación a funcionarios públicos de los nueve municipios del valle de Aburrá, en temas de construcción sostenible Se estimó necesario que los funcionarios públicos adscritos a las distintas secretarías de planeación, obras públicas y medio ambiente de los municipios de esta región metropolitana conocieran los fundamentos conceptuales y las experiencias aplicadas de construcción sostenible desarrolladas, así como la normatividad y su adaptación a estas nuevas tendencias de la arquitectura y la ingeniería. Si un funcionario que tiene entre sus funciones aprobar la construcción de un nuevo proyecto no conoce por lo menos que existe una nueva tendencia en cuanto a minimizar el impacto de las obras, difícilmente dará los permisos para construir edificaciones que contemplen entre otros el uso de materiales reciclados y el reúso de aguas lluvia. Por lo tanto es primordial que las autoridades municipales conozcan que existen investigaciones, experiencias y normas técnicas vigentes para permitir que se diseñen y construyan proyectos sin detrimento de su viabilidad económica y estabilidad estructural. Los temas en los cuales fueron capacitados estos funcionarios públicos fueron:  Estado del arte de la construcción sostenible;  Metabolismos urbanos, flujos de energía y materiales;  Uso sostenible del recurso hídrico;  Arquitectura bioclimática;  Legislación ambiental;  Construcción con guadua, madera y tierra;  Gestión de proyectos y ética. A continuación se muestran algunas imágenes de los funcionarios en plena capacitación, realizada en aulas de la Institución Universitaria Colegio Mayor de 81 Antioquia, Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín y Centro para el Desarrollo del Hábitat y la Construcción del SENA. Fotografía 32. Clase teórica. Fotografía 33. Práctica en taller. Fotografía 34. Práctica de construcción en tapia. En las fotografías 32, 33 y 34 se observan las capacitaciones tanto teóricas en aula como prácticas en el taller, en temas como gestión ambiental, construcción con guadua y elaboración de muros con tierra (Fuente: Bedoya, C.; 2010). 6.1.3.2. Elaboración y publicación masiva del “Manual de gestión socio ambiental para obras en construcción” 82 Esta publicación contó con el concurso de las distintas entidades municipales como la Secretaría del Medio Ambiente, la Secretaría de Obras Públicas, la Secretaría de Tránsito y Transporte y el Área Metropolitana del Valle de Aburrá, pues todas ellas tienen que ver con el sector de la construcción en cuanto a licencias de construcción, transporte de materiales y permisos de emisiones y vertimientos. Por lo tanto se integró un acervo de información que estaba dispersa y se publicó en físico y en formato digital un manual con el cual, desde el pequeño hasta el gran constructor, cuentan con una herramienta didáctica y pedagógica para ejercer sus controles ambientales, pero también como elemento de referencia normativo, pues es de resaltar que las prácticas consignadas en el texto comenzaron a ser de empleo obligatorio para las obras de carácter público. En este manual se clasifican los proyectos de acuerdo a su magnitud en metros cuadrados de construcción y, de acuerdo a ese ítem, se exige la contratación de un residente socio ambiental cuyo perfil es el de un profesional con formación en ingeniería ambiental, sociología o trabajo social, principalmente. También se muestran en sus páginas ejemplos didácticos, muy apoyados en las imágenes reales de proyectos de construcción, de cómo debe ser y cómo no debe ser el manejo de las situaciones en obra de cara a una correcta gestión socio ambiental y a una minimización del impacto generado por sus actividades en el ecosistema. El manual puede ser descargado sin costo alguno en la siguiente dirección electrónica: http://www.metropol.gov.co/CalidadAire/lsdocConstruccionSostenible/Manual%20d e%20gesti%C3%B3n%20socioambiental%20para%20obras%20en%20construcci%C3%B3n.pdf 6.1.3.3. Implementación de la Cátedra abierta de Construcción Sostenible Tan necesario como capacitar a los funcionarios públicos es hacerlo también para la comunidad en general, como quiera que lo que se pretende es hacer de la construcción sostenible una práctica cultural habitual. En tal sentido se hicieron 83 durante el año que duró la realización de este convenio una serie de diez conferencias magistrales, contando con expertos en las distintas áreas de la construcción sostenible, dos de ellos en tema de ecomateriales y confección del CAR para proyectos de vivienda y de infraestructura. Para estas cátedras abiertas se invitaban personas relacionadas con la construcción en diferentes escenarios, desde el académico hasta el albañil y el diseñador, con el ánimo de transmitir y multiplicar el conocimiento a una escala masiva. La entrada era gratuita y las memorias podían ser descargadas días después del evento. Fotografía 35. Cátedra Abierta sobre ecomateriales. (Bedoya; 2009). 6.1.3.4. Revisión y análisis de desempeño ambiental de 14 proyectos metropolitanos de construcción e infraestructura Al momento de emprender el convenio (año 2009), la autoridad ambiental contratante tenía diseñados 14 proyectos de impacto metropolitano, que contemplaban desde colegios hasta puentes y sedes de administraciones municipales. En un acto de consciencia y responsabilidad con el presupuesto público, las directivas constataron que dichos proyectos no habían sido contemplados con parámetros de sostenibilidad, por lo que se le encargó al grupo 84 de expertos ejecutantes del convenio la revisión de todos los diseños a la luz de los lineamientos de la construcción sostenible, detectando el aporte de los materiales de bajo impacto ambiental, la posibilidad de re-diseñar las redes hidrosanitarias para aprovechar las aguas lluvia, hacer cambios en fachadas de edificios para volverlas permeables a las corrientes de viento y ahorrar en equipos de aire acondicionado, entre otros aspectos. El proceso fue de muy buen recibo por parte de los profesionales que estaban involucrados en los diseños iniciales y los resultados obtenidos tuvieron un impacto muy positivo, dado que se pudo recomendar una nueva concepción en cuanto a la funcionalidad de los proyectos y su materialización. Entre los resultados arrojados por esta revisión integral de los proyectos se tiene:  Si los proyectos revisados aplican el diseño de redes hidrosanitarias y la instalación de equipos sanitarios de bajo consumo, el ahorro para el ecosistema urbano sería de 16 200 metros cúbicos por año de agua potabilizada;  Si se implementan en su materialización materiales sustitutos del cemento Portland, tales como las cenizas volantes correctamente caracterizadas, se ahorrarían 103, 53 toneladas del primero, con sus reconocidos aportes desde la eliminación de CO2 por calcinación que sería de igual magnitud;  Si se implementa el uso de agregados reciclados, se podrían sustituir 109,01 toneladas de agregados naturales no renovables;  Y si se usaran en las estructuras metálicas piezas de acero producido mediante el reciclaje de chatarra, se contribuiría a disminuir en más de un 50 % el CO2 emitido a la atmósfera de los sitios cercanos a las siderúrgicas. 6.1.3.5. Elaboración de un Documento técnico de base para la formulación de una política pública de Construcción Sostenible para el valle de Aburrá En este producto se resumía por así decirlo el objeto de este convenio, ya que en él quedaron consignados los lineamientos para formular e implementar una PPCS en el valle de Aburrá, y contó con una participación muy nutrida y diversa de 85 expertos como arquitectos, constructores, ingenieros civiles, químicos, biólogos, abogados y economistas. En este texto se hace un diagnóstico integral de la situación de la construcción en relación con el ecosistema urbano, para luego establecer objetivos y metas que logren la consolidación de una actividad edilicia y civil más reflexiva con la naturaleza. A su vez, para dar cumplimiento a esas metas, se proyectaron estrategias cuya aplicación puede irse dando paulatinamente y con el apoyo decidido del Estado, a través de figuras como los incentivos fiscales para inversiones ambientales, exención de impuestos prediales y de industria y comercio para bienes inmuebles sostenibles, o apoyo a la construcción de plantas recicladoras descentralizadas en los distintos municipios de esta conurbación antioqueña. Las tres estrategias a emprender y las acciones derivadas de éstas son las siguientes:  “Marco normativo e institucional para la promoción de la construcción sostenible en el Valle de Aburrá”; o Declarar la actividad constructora como Hecho Metropolitano, o Suscribir un Acuerdo Metropolitano para la definición y adopción de una política pública de construcción sostenible para el Valle de Aburrá, o Proponer un paquete de incentivos tributarios y comerciales para los actores involucrados en la construcción.  “Masificación de la producción y uso de insumos sostenibles para la construcción y aplicación de las buenas prácticas a lo largo de las diferentes fases de la actividad constructora”; o Ejecutar un programa de adaptación de edificios del sector oficial a los parámetros de sostenibilidad, o Propiciar un espacio permanente para asesorías sin costo a proyectos de pequeña y mediana escala, o Ejecutar un programa de cambio masivo de aparatos de alto consumo de agua. 86  “Difusión de la información relativa a la construcción sostenible y capacitación de actores estratégicos del sector constructor”; o Capacitar en fundamentos de construcción sostenible a un grupo representativo de profesores del área metropolitana del valle de Aburrá, adscritos a programas de arquitectura, construcción, ingenierías civil y ambiental, o Ofrecer capacitación en construcción sostenible a concejales, como quiera que son responsables de las decisiones políticas en sus localidades, o Creación de una plataforma virtual de información sobre la construcción sostenible, permanentemente actualizada y de acceso gratuito para la comunidad. 6.1.4. Política pública para una gestión integral de los escombros; SMA (2013) Como se puede evidenciar, el léxico va madurando y se continúa con la discusión de políticas públicas, como quiera que esta figura permite tener más actores involucrados al momento de la toma de decisiones, eliminando las falencias de la democracia participativa, especialmente en países con una actividad pluralista débil. Por eso, abordando una de las estrategias contempladas en la PPCS para el valle de Aburrá, la Secretaría del Medio Ambiente del municipio de Medellín emprendió la definición de lo que se llama actualmente “Decreto 1609 de 2013; política pública para la gestión de escombros en la ciudad de Medellín”, por medio de la cual se pretende hacer una gestión integral de los escombros hasta llegar a su obligatorio aprovechamiento en obras de cualquier escala. El Decreto persigue que los escombros generados en obras no lleguen en su mayoría siquiera a las escombreras, sino que sean objeto de aprovechamiento in situ o gestionados con terceros que cuenten con infraestructura suficiente para su valoración como nueva materia prima para concreto o mortero. Por eso se proyectan las tasas de crecimiento de los porcentajes de aprovechamiento para que a pocos años de su implementación, se pueda alcanzar un 15 % de reciclaje de escombros 87 por parte del mismo generador. Este decreto tiene un impacto positivo en el ecosistema urbano dado que se elimina desde la fuente la generación de estos residuos, y se evita el traslado y disposición en sitios tales como escombreras. En la actualidad se está trabajando en la implementación de una planta piloto municipal para el aprovechamiento de escombros, con el ánimo de incentivar la gestión integral de éstos y propiciar materiales de óptimo desempeño para la confección de elementos no estructurales, inicialmente. 6.1.5. El logro del primer Acuerdo Metropolitano en PPCS; AMVA (2014) Ya se expuso en el numeral 5.1.3 (AMVA; 2010) que una de las estrategias para propiciar el uso de ecomateriales a escala urbana era la declaración de la construcción como Hecho Metropolitano, dado que este es el primer paso para lograr que posteriormente se convierta en Acuerdo Metropolitano vinculante de la PPCS. Y en este sentido se logró, con el concurso de la Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín como acompañante académico y social, que en el año 2014 la Junta Metropolitana del Valle de Aburrá, conformada por los nueve alcaldes de la región, emitiera dicho acuerdo, conocido como “Acuerdo Metropolitano N°5 de marzo 14 de 2014. Por medio del cual se declara como Hecho Metropolitano la Construcción Sostenible y se establecen lineamientos básicos para formular una Política Pública de Construcción Sostenible para el Valle de Aburrá”. En este acuerdo se exponen los lineamientos a emprender por los actores del sector académico, político, gremial y de la comunidad como principal receptora de sus beneficios. Algunos de ellos son, en el artículo tercero:  “Evaluar, y de ser necesario, establecer un marco normativo e institucional enfocado en la promoción de la construcción sostenible en el Valle de Aburrá.  Promover la producción y comercialización de insumos para la construcción, resultantes de procesos de producción limpia, e incentivar las buenas prácticas constructivas (BPC) en las diferentes fases de la actividad.  Convocar a las instituciones académicas, en asocio con el sector privado, con el fin de investigar y desarrollar productos y procesos productivos 88 atinentes al sector de la construcción y generar una estructura formativa en los diferentes municipios, que permita disminuir los niveles de emisión de sustancias contaminantes a la atmósfera, al recurso hídrico y al suelo.” También en su artículo quinto deja expuesto un mensaje de obligatoriedad, mediante el cual las oficinas municipales encargadas de otorgar las licencias y permisos de construcción, deberán dejar de manera explícita una disposición en la cual se le comunica al constructor que “deberá atender el Manual de Gestión SocioAmbiental para Obras en Construcción (…)”. Por lo tanto, es visible una evolución de la normativa y de las decisiones políticoadministrativas regionales en relación con la construcción sostenible, lo que propicia un escenario cada vez más viable para la implementación del CAR como proyecto de sostenibilidad urbana para este ecosistema urbano, como quiera que una de las principales actividades recomendadas en los estudios, acuerdos y resoluciones es la confección de materiales de bajo impacto ambiental y óptimo desempeño para el sector de la construcción. 6.2. El aporte de la gestión integrada de proyectos (GIP) y de la política pública de construcción sostenible (PPCS) a la viabilidad del CAR Si bien se ha dicho a lo largo de esta investigación que el CAR es el proyecto de viabilidad objeto de estudio, éste no debe estar alejado o separado de aspectos que, aunque en principio parecieran no ser inherentes a la naturaleza del proyecto, sí se constituyen en componentes importantes de un sistema, por lo que deben identificarse para hacerlos partícipes de un proceso de interacción y reciprocidad. Según lo anterior, no basta con identificar el proyecto y sus fases inherentes o explícitas, pues entonces se tendría suficiente información con lo desarrollado y expuesto en el primer capítulo de esta investigación, sino que hay que ampliar los inputs del sistema para no perder gobernabilidad sobre los acontecimientos, o por lo menos, para no perder la estimación de la complejidad del sistema; en tal sentido 89 se hace necesario identificar el aporte que la gestión integrada de un proyecto representa para minimizar la incertidumbre en cuanto a su viabilidad. Según los lineamientos de GIP expuestos en el Pmbok, “Los proyectos y la dirección de proyectos se llevan a cabo en un entorno más amplio que el atribuible al propio proyecto. El equipo de dirección del proyecto debe entender este contexto más amplio a fin de poder seleccionar las fases del ciclo de vida, los procesos, y las herramientas y técnicas que se ajusten adecuadamente al proyecto”. Por lo anterior se estima que el CAR no solo debe conformarse con los resultados en cuanto a su óptimo desempeño como material de construcción, tanto desde lo técnico como desde lo económico, incluso tampoco es suficiente presentar un aporte ambiental significativo como ya se expuso en el capítulo 5, sino que debe gestionarse a la luz del escenario político y de la comunidad: el primero porque conlleva a su vez a la toma de decisiones normativas y jurídicas, y el segundo porque valida una técnica o un nuevo producto. 6.2.1. Ciclo de vida del proyecto Es conocido que el ciclo de vida es el que define las fases de un proyecto, y como tal sirve de herramienta para determinar a su vez los alcances de dichas fases; en sentido general, un proyecto de carácter único a través del ciclo de vida define los siguientes aspectos:  Qué trabajo técnico se debe realizar en cada fase (por ejemplo, ¿en qué fase se debe realizar el trabajo del arquitecto?)  Cuándo se deben generar los productos entregables en cada fase y cómo se revisa, verifica y valida cada producto entregable  Quién está involucrado en cada fase (por ejemplo, la ingeniería concurrente requiere que los implementadores estén involucrados en las fases de requisitos y de diseño)  Cómo controlar y aprobar cada fase. (PMI-Pmbock; 2004). 90 Partiendo entonces de estas premisas generales se hace una analogía con el objeto de estudio de esta investigación que es el CAR, donde las etapas del ciclo de vida son:  El trabajo técnico realizado está contemplado en el capítulo 5;  Los productos entregables con respecto al trabajo técnico se encuentran en el capítulo 5, tales como viabilidad técnica, económica y desempeño ambiental;  Los involucrados e interesados (stakelholders) están identificados en los capítulos 4 y 5, esto quiere decir lo atinente a la comunidad científica, gremial y población existente en la conurbación, como quiera que el impacto positivo ambiental del proyecto de investigación del CAR beneficia a todos los habitantes sin distingo alguno. Y en el capítulo 6, en su inicio, se infieren los interesados desde el aspecto político y administrativo que tienen injerencia en las decisiones de este orden, tales como concejales, alcaldes, secretarios de despacho y directores o jefes de las autoridades ambientales;  En cuanto al control y aprobación de fases se puede decir que estos dos aspectos obedecen al proceso sistemático y sistémico que involucra el proyecto de investigación, ya que la certidumbre de los datos está basada en los protocolos seguidos acordes a las normas y criterios de los investigadores. Es pertinente aclarar que el ciclo de vida del proyecto es distinto al ciclo de vida del producto. Si bien el CAR es analizado en esta investigación desde el punto de vista de durabilidad y vida útil en el capítulo 5, sus fases como proyecto de investigación son definidas en tiempos muy distintos de duración. Por eso a continuación se muestra una figura con las distintas fases de un ciclo de vida de un proyecto, aplicables al CAR como proyecto de investigación. 91 Figura 5. Fases del ciclo de vida de un proyecto. Tomada del PMBOCK, tercera edición; 2004. Según la figura 5 el CAR como proyecto de investigación de carácter único tendría al final de las fases, como “producto entregable del proyecto”, la Tesis. Pues si bien se pretende que este material de un consumo significativo en la conurbación del valle de Aburrá se convierta en una práctica habitual de la construcción, la decisión político-administrativa depende de terceros interesados externos a la investigación, por lo que no hay gobernabilidad por parte de los desarrolladores de la Tesis sobre dicha decisión o acto legal, por lo tanto sería incorrecto pretender que el producto entregable de esta investigación fuera un decreto vinculante de uso obligatorio del CAR por parte de los proyectos de construcción en el valle de Aburrá, como tampoco sería correcto establecer que el producto entregable fuera la viabilidad del CAR como material de construcción, ya que esto último sería más apropiado para una investigación más delimitada de ciencia o ingeniería de materiales. De lo anterior se infiere que el producto entregable en la fase final del ciclo de vida del proyecto es el informe final de Tesis, sin que con esto se pretenda rebajar la responsabilidad social y ambiental de esta investigación, más aún, es por el contrario el haber analizado el CAR desde la visión sistémica del proyecto una responsabilidad mayor que haberlo hecho desde las características atinentes a la estricta naturaleza del material, pudiendo exponer a los interesados o “stakeholders” 92 la escalabilidad de una propuesta que parte de un asunto técnico-científico, pero que con la posibilidad de convertirse en un hecho de impacto a nivel de todo un ecosistema, como en este caso el de Medellín y los municipios vecinos. Sin embargo, aunque ya se dijo que es diferente el ciclo de vida del proyecto con respecto al del producto, sí existe relación entre ellos, pues en algunas situaciones como el desarrollo de nuevos productos, es normal que se considere el ciclo de vida del proyecto como parte del ciclo de vida del producto (PMI-Pmbock; 2004), tal como lo muestra la figura 6. Figura 6. Relación entre los ciclos de vida de un proyecto y de un producto. Tomada del PMBOCK, tercera edición; 2004. Cabe entonces reiterar que el CAR en esta investigación amerita un rol principal en dos escenarios que en vez de anteponerse se complementan, pues aplica a su vez como producto y como proyecto, y esta es la madurez que precisamente se pretende alcanzar por medio de esta investigación. 6.2.2. Comunicación del proyecto Este aspecto de la GIP para esta investigación va más allá de su papel dentro del proyecto mismo, dado que no se trata solo de gestionar eficazmente la comunicación y la documentación dentro de un equipo de trabajo, sino que persigue 93 comunicar el proyecto a las partes interesadas, lo que requiere de personas, empresas, instituciones y estrategias de comunicación que bien pueden ser externas al proyecto mismo. Por ejemplo, al momento de tener un acervo de datos relevantes sobre el CAR, tales como su desempeño técnico, su viabilidad económica a escala urbana, su impacto ambiental favorable en comparación con el concreto tradicional y su aval normativo para uso en la construcción, se hace casi que indispensable garantizar la correcta transmisión de estas ventajas a los interesados que, aunque externos a la estructura del proyecto, son parte clave para la implementación y estabilidad de éste. Por eso, para garantizar que la información que el emisor quiere comunicar llegue correctamente al receptor, hay que comprender el entorno del proyecto en sus diferentes ámbitos:  Cultural y social,  Político,  Físico. Cultural y social “El equipo tiene que entender cómo afecta el proyecto a las personas y cómo afectan las personas al proyecto. Esto puede requerir una comprensión de los aspectos económicos, demográficos, educativos, éticos, étnicos, religiosos, y de otras características de las personas a quienes afecta el proyecto o que puedan tener un interés en éste” (PMI-Pmbock; 2004). Si la comunidad no entiende lo que está en juego cuando se pretende implementar una planta de transformación y valorización de RCD, difícilmente estará dispuesta a participar como miembro de un proyecto, por más beneficios colectivos que éste represente. En tal sentido es necesaria una estrategia de comunicación acerca de los beneficios y dificultades que el proyecto del CAR representa para una colectividad, por ejemplo, en cuanto a su aporte ambiental al disminuir el pasivo ambiental generado por los RCD y por la eliminación de cobertura vegetal, pero también hacerle saber a los habitantes involucrados que dichos beneficios requieren de ciertas actividades o actitudes de 94 ellos, tales como conocer y asimilar el modelo de gestión integral de los RCD en su barrio y en su comuna, para garantizar que estos residuos terminen en efecto en las plantas recicladoras dispuestas por la administración municipal y el sector privado. Político En este aspecto se hace referencia a la Institucionalidad, como quiera que es a través de ella que las sociedades validan las normas y políticas vinculantes en aspectos como la educación, la salud, el transporte y los servicios públicos, entre los más representativos. Al ser Colombia un país cuyo gobierno está basado en la democracia representativa, se delega el planteamiento y el estudio de proyectos de ley y de normas a los políticos en los distintos niveles (municipal, regionalmetropolitano, departamental y nacional), y aunque éstos cuenten con un grupo de trabajo con ciertas especializaciones, los temas abordados por y para una sociedad son bastante diversos y complejos, e incluso altamente especializados, por lo que se requiere que el proyecto y su finalidad, que deberán ser analizados y votados en los recintos de los diferentes estamentos, sean eficazmente comunicados por parte de los gestores, en el caso del CAR por parte de los investigadores. No se requiere que los concejales, alcaldes o diputados se vuelvan expertos en todo, pero sí deben contar con una información correcta, basada en datos fehacientes validados técnica y socialmente para poder legislar en torno al objeto de análisis con la suficiente claridad para determinar los alcances de un acuerdo o de una política pública. ¿Podrá ser acertada una política pública basada en una información espuria o incorrectamente comunicada? Físico Este entorno tiene más relevancia para la ejecución del proyecto y la implementación del producto, ya que para comunicar el proyecto a las distintas partes interesadas el asunto físico como por ejemplo la topografía no es tan crítico, 95 pues es a través de los medios de comunicación que se puede dar a conocer la información y lograr una transferencia eficaz de ésta. 6.3. Escenarios posibles para la viabilidad del CAR como proyecto colectivo En la gestión de un proyecto se analizan los escenarios posibles y sus respectivas implicaciones –positivas y negativas–, con el fin de determinar en cierta medida si el producto o proceso propuesto tiene la mayor certidumbre en cuanto a su viabilidad. Para el caso del CAR se plantean entonces tres escenarios que son: 6.3.1. Escenario actual (Crítico para la viabilidad del proyecto) En la actualidad Medellín y su área metropolitana presentan un escenario muy desfavorable para la implementación de buenas prácticas de construcción, como es el caso del CAR, ya que es la región del país con los precios más bajos para agregados gruesos y finos, y a su vez con las tasas de cobro más bajas para la disposición de escombros. Pero no solo son las tarifas y precios más bajos de Colombia, también lo son a nivel mundial, si se tiene en cuenta que en la actualidad un metro cúbico de agregado de óptima calidad para la elaboración de concreto tiene un costo en el mercado de 35 000 pesos colombianos (USD 12,5); en tanto que para la disposición de escombros es todavía más bajo, presentando un costo de 6 250 $/m3 (2,23 USD/m3). Con estas tarifas el constructor difícilmente se siente atraído a implementar una transformación de RCD en ecomateriales, o por lo menos una gestión integral de éstos con un reciclador que disponga de la infraestructura para ello, por lo que la viabilidad del CAR se da en gran medida debido a la escala de las cantidades transformadas, y, en muy pocas veces, a la conciencia y ánimo ecologista del inversionista. A lo anterior, estrictamente económico, se le suma el vacío científico que existía en cuanto al desempeño físico-mecánico y químico del CAR, pero que con los resultados obtenidos en esta investigación se elimina del escenario crítico. 96 En la actualidad los costos del agregado natural son un poco superiores a los de los agregados reciclados, como se expone en el capítulo 5 de esta investigación, lo que quiere decir que con leyes y acuerdos que incentiven la práctica del CAR o desincentiven los flujos lineales irreflexivos de materias primas no renovables, la masificación de este ecomaterial tendría más viabilidad. 6.3.2. Escenario posible con altas tasas para consumo de agregados naturales y disposición de RCD (Favorable para la viabilidad del proyecto) Otro escenario posible es aquel en el cual a diferencia del actual, los costos de los agregados naturales sean acordes a los impactos ambientales generados en las comunidades por las minas de extracción a cielo abierto, como también lo sean los precios por disposición de RCD en cuanto a su impacto paisajístico y biótico en la corteza terrestre. En ese sentido países como Holanda, Suiza, Alemania y Bélgica lograron valorar el impacto ambiental de estos dos flujos –agregados y RCD– y con ello establecer costos que prácticamente desincentivaron tanto el consumo de los primeros como la disposición de los segundos. Si aún en la actualidad los agregados reciclados son más baratos que los naturales, con un escenario en el cual se afecten los costos finales de los agregados naturales no renovables y los RCD para disposición en escombreras, éstos se volverían más atractivos para los constructores, máxime cuando ya habría además información científica en cuanto a desempeños técnicos y de durabilidad, y también en cuanto al valor agregado ambiental para la comunidad. 6.3.3. Escenario posible con una PPCS vinculante (Favorable para la viabilidad del proyecto) Este es un escenario posible y se considera ideal, ya que garantizaría una plataforma jurídica sobre la cual se incentivaría una práctica de producción y comercialización del CAR como hábito en el sector de la construcción. En este escenario se pueden presentar de manera simultánea varios aspectos a favor del 97 uso de ecomateriales, tales como identificar el costo real de los materiales de construcción y de la disposición de RCD de acuerdo a su impacto ambiental generado, los incentivos tributarios y fiscales para los productores y distribuidores de materiales de bajo impacto ambiental. Con una PPCS se destinarían además fondos para la investigación en ciencia e ingeniería de materiales conducentes a establecer una base de datos actualizada sobre el comportamiento del CAR, entre otros. Este escenario se considera posible dadas las evoluciones a nivel científico, cultural y político que el tema de la construcción sostenible y el CAR han presentado en la década reciente en Medellín y su área metropolitana, descritas en este capítulo. De este capítulo Se puede decir que evidencia la evolución de los estudios técnicos y científicos acerca del CAR, como también del comportamiento político de la región encaminado a implementar un escenario favorable para las buenas prácticas de la construcción. Se expone además una relación entre los avances científicos y políticos, como quiera que se observa que son directamente proporcionales, en el sentido de que a medida que se han dado los descubrimientos en cuanto al comportamiento físicomecánico, químico, económico y ambiental del CAR, los estudios apoyados por la municipalidad han madurado en convenios, resoluciones y políticas públicas de obligatorio cumplimiento en el caso de los más recientes. En tal sentido se evidencia la pertinencia de haber abordado el CAR como sistema complejo por medio de la gestión de proyectos y no como un objeto de estudio aislado del contexto sociocultural, político y físico, pues ha permitido allanar quizá una ruta que aunque más compleja, bien puede ser más eficaz al momento de consolidar la sostenibilidad en la construcción como un hecho habitual. 98 Capítulo 7: Conclusiones, recomendaciones y prospectiva.  No necesariamente la existencia de un vacío científico representa un aspecto negativo para una ciencia, empresa o comunidad, pues esta situación permite analizar posibilidades de investigación que una vez emprendidas, conllevan a la maduración o cualificación del objeto de estudio, generando con ello una certidumbre cada vez mayor para la toma de decisiones con impactos socioculturales, económicos y ambientales de orden colectivo. El CAR –en el contexto regional de Medellín y su área metropolitana– precisamente se enmarca en esta situación dado que aunque estudiado desde la década de los noventa del siglo pasado, su evolución permitió relacionarlo con aspectos normativos y culturales cada vez más complejos, identificándose entonces un vacío científico en cuanto a su desempeño dadas las exigencias del mercado y de la legislación colombiana.  El comportamiento físico-mecánico del CAR es satisfactorio de acuerdo a las normas nacionales e internacionales, pues su resistencia al esfuerzo de la compresión (F´c) estuvo dentro de los rangos exigidos para este parámetro. En el caso de las mezclas en las cuales se sustituyeron los agregados naturales en un 25 % por aquellos obtenidos del reciclaje de escombros, los valores estuvieron por encima del 98 % con respecto a la mezcla de control o convencional, reiterándose que en esta investigación se hizo sustitución tanto del agregado fino como del agregado grueso, cuando lo más común a nivel mundial es sustituir solamente el agregado grueso. Con este nivel de sustitución en ambos tipos de agregados se viabiliza aún más la implementación del CAR a escala urbana.  La mezcla con sustitución del 50 % en ambos agregados presentó un comportamiento muy positivo, ya que el promedio luego de seis momentos o edades de fallo a compresión fue mayor al 95 %, y sus valores estuvieron con una variación de 1,7 % en el caso más crítico, es decir, a los 14 y 91 días, ya que los valores presentados fueron de 18,55 y 25,93 MPa respectivamente. Pero 99 al hacerse un promedio de variación entre los seis valores de fallo a la compresión se obtiene que en la mayoría no alcanza el 1 %, lo que demuestra la estabilidad de las mezclas y la confiabilidad para tomar decisiones en cuanto a su aplicación con menor incertidumbre.  A pesar de que las muestras con sustituciones del 100 % son las de menor desempeño, paradójicamente se convierten en uno de los mejores resultados de esta investigación en aras de viabilizar el CAR como proyecto a escala urbana, ya que su desempeño estuvo en un promedio de 86,7 %, representando una muy buena resistencia debido a que no todos los concretos que se confeccionan son de uso estructural, incluso muchos de los prefabricados más empleados tanto por constructores del sector privado como por la municipalidad son de uso no estructural y alto consumo de materias primas, y no requieren de resistencias de 21 MPa, sino de 17,5 MPa, por lo que las mezclas con sustituciones del 100 % tendrían un promedio de 18,2 MPa, siendo factibles de producirse a gran escala cumpliendo con la norma técnica exigida.  En cuanto a los avances y aportes de esta investigación cabe resaltar –además de la reiteración del óptimo desempeño del CAR ante las exigencias físicomecánicas– el estudio de las variables de durabilidad ante agentes agresores atmosféricos, analizados en el laboratorio por medio de ensayos de comportamiento del concreto en estado endurecido, lo que permite hacer predicciones de vida útil de las edificaciones en óptimas condiciones de habitabilidad. Por ejemplo, los resultados arrojados por las pruebas de densidad, absorción y vacíos en los especímenes cilíndricos son satisfactorios de acuerdo a la normatividad nacional e internacional (NTC y ASTM, respectivamente), permitiendo concluir que la distribución reológica de sus componentes disminuye las posibilidades de degradación de las estructuras por filtraciones de agua y otros componentes mezclados en ella, tales como materiales resultantes productos de la combustión. Precisamente los ensayos de carbonatación confirman el óptimo desempeño del CAR en relación con el CV de referencia, arrojando unas profundidades de carbonatación muy por debajo de los límites 100 normales exigidos por las normas técnicas, y más si se tiene en cuenta que las simulaciones se hicieron bajo las condiciones más críticas de humedad y contenido de CO2.  Otra variable analizada fue la velocidad de pulso ultrasónico (VPU), la cual permite identificar a través del flujo de ondas la densidad y porosidad de un concreto y su comportamiento en cuanto a durabilidad, ya que de acuerdo a la velocidad de los pulsos ultrasónicos se puede inferir la buena acomodación de las partículas del material en estado endurecido. Los resultados reportados ubican a las muestras de CAR en el mismo rango de desempeño que el CV, superando en todos los casos los 4 000 m/s.  El comportamiento económico es óptimo y permite dar una mayor certidumbre en cuanto a la viabilidad del CAR como material comercialmente asequible para el sector de la construcción, pues aunque su costo es similar al del CV, los costos evitados por disposición de RCD y por extracción de materias primas no renovables le conceden un valor agregado evidenciable por medio de otros aspectos como incentivos tributarios por buenas prácticas.  Una de las esferas contempladas en el Desarrollo Sostenible es la ambiental, además de la económica y social, pues el ejercicio económico y productivo no solo debe satisfacer los objetivos de flujos de capital y de productos, sino que debe estar enmarcado en una relación reflexiva entre el ser humano, su actividad y el contexto (Serres; 1991). Por lo tanto es sumamente positivo el aporte del CAR al metabolismo del ecosistema urbano de Medellín y su área metropolitana, pues ayuda a minimizar significativamente los impactos ambientales en cuanto a afectación paisajística por eliminación de cobertura vegetal, emisiones de material particulado, consumo energético y disposición de escombros.  Aunque los agregados reciclados se diferencian de los convencionales solamente en la primera fase (extracción de la corteza terrestre), esto es 101 suficiente para marcar una gran distancia al momento de cuantificar los impactos, dado que la eliminación de la capa vegetal para extraer agregados naturales representa un daño ambiental casi irreversible, con afectaciones a la flora, la fauna y las comunidades vecinas (Mejía, C.; 2014). Por ello al reciclar los escombros provenientes de demoliciones o construcciones nuevas se puede evitar este daño, como también el impacto de la disposición de los RCD en zonas verdes que pierden paulatinamente su capacidad biótica.  La evaluación ambiental realizada al CAR en esta investigación se enmarca en los lineamientos nacionales y mundiales que persiguen la consolidación de un mercado de productos y servicios sostenibles, con un impacto real positivo en los ecosistemas pero factibles comercialmente. De tal manera que al correlacionar los resultados del Capítulo I con los obtenidos en el Capítulo II, se puede ir haciendo una inferencia en cuanto a la complementariedad entre ambos, permitiendo concluir que el CAR como proyecto de investigación es viable para el ecosistema urbano de Medellín y el valle de Aburrá, además de necesario dada la entropía interna que esta conurbación experimenta por la extracción de agregados no renovables a cielo abierto y la disposición de escombros.  Hay un notorio avance en la elaboración e implementación de decisiones político-administrativas que coadyuvan a la consolidación del CAR como práctica económica, trascendiendo a los ejercicios aislados realizados en la actualidad por investigadores y productores, que aunque de una alta validez socio-cultural, no permiten aún generar un impacto ambiental positivo más contundente en las comunidades.  Al analizar el devenir histórico de las medidas emanadas por la municipalidad y las autoridades ambientales, se evidencia un claro avance y madurez al respecto, pues se ha pasado en un período de diez años de los estudios por encargo a las resoluciones, decretos y políticas públicas de carácter vinculante 102 u obligatorio. Lo cual propicia un escenario favorable para las partes interesadas, en tanto que los constructores pueden minimizar egresos por la no disposición de escombros al gestionarlos con las plantas recicladoras, como también pueden acceder a beneficios tributarios mediante las líneas destinadas a incentivos fiscales para inversiones ambientales como el consumo de ecomateriales certificados técnicamente.  Se puede concluir que al viabilizar el CAR como proyecto de impacto urbanoregional, los proveedores de agregados naturales, al contrario de lo que se puede pensar, también se ven beneficiados económicamente, pues la infraestructura y maquinaria instalada es totalmente adaptable a un modelo de negocio basado en el reciclaje de escombros, permitiendo así frenar el deterioro ambiental de los territorios intervenidos por la minería a cielo abierto, instalando en cambio un paradigma de Minería a la Inversa basado en extraer menos materias primas no renovables, generar menos residuos como los escombros y producir materiales de óptimo desempeño y bajo impacto ambiental. A nivel general se puede concluir que el CAR como proyecto de viabilidad para el ecosistema urbano de Medellín, Colombia, propicia un aporte positivo en todos los sentidos (económico, ambiental y social), siendo de carácter colectivo como quiera que preservar la corteza terrestre y su diversidad para el equilibrio de la vida de todas las especies, debiera ser el proyecto más importante de la humanidad. POSIBLES LÍNEAS FUTURAS DE INVESTIGACIÓN  Proyectos de carácter único y su aporte al eco-urbanismo.  Viabilidad ambiental de proyectos versus viabilidad financiera: ¿Es un dilema que debiera eliminarse de la Gestión Integrada de Proyectos?  La evaluación ambiental de un proyecto como elemento diferenciador en el sector inmobiliario. 103 APORTES ACADÉMICOS  Artículos indexados: Bedoya, C. y Dzul, L. (2015). Concrete with recycled aggregates as urban sustainability project. Revista Ingeniería de Construcción, vol. 30, núm. 2, p. 99-108. Bedoya, C y Dzul, L. (2015). Minería a la inversa: un enfoque para la viabilidad de proyectos e iniciativas de construcción sostenible. Revista de Arquitectura e Ingeniería, vol. 9, núm. 3.  Ponencias: Bedoya, C. (2013). El concreto con agregados reciclados (CAR) como proyecto de viabilidad para el ecosistema urbano de Medellín, Colombia. En: X Seminario Internacional de Hábitat Sostenible: BIOCASA. Cali, Colombia.  Capítulo de libro: Bedoya, C. (2015). Del residuo al material. Minería a la inversa. Ed. Diké-Cátedra UNESCO de Sostenibilidad. Medellín, Colombia. ISBN 978-958-731139-6. 104 Bibliografía 1. Alaejos, P., Domingo, A., Lázaro, C., Monleón, S., Sánchez, M. y Palacios, F. (2011). Puente sobre el río Turia entre Manises y Paterna (Valencia). Primera experiencia internacional de empleo de hormigón reciclado estructural en un puente atirantado (Parte II). Revista Técnica CEMENTO HORMIGÓN, no. 946, pp. 70-87. [Online]. Avalaible: https://www.ieca.es/Uploads/docs/Realizaciones_sep-oct_2011.pdf 2. Alarcón, W. (2012). Nanotecnología de los materiales. En: Encuentro Internacional de Innovación y Avances Tecnológicos Tecno-construcción. Camacol Valle, Cali, Colombia. 3. AMVA. (2006). Plan de Gestión Integral de Residuos Sólidos Regional del Valle de Aburrá. 2005-2020. Convenio número 325 de 2004. Área Metropolitana del Valle de Aburrá, Medellín, Colombia. 4. AMVA. (2010). Documento base para la formulación de una Política Pública de Construcción Sostenible en el Valle de Aburrá. Área Metropolitana del Valle de Aburrá. Medellín, Colombia; 182. 5. AMVA. (2010). Documento base para la formulación de una Política Pública de Construcción Sostenible en el Valle de Aburrá. Área Metropolitana del Valle de Aburrá. Medellín, Colombia; 182. 6. American Society for Testing Materials (2005), ASTM C39-05, Standard Test Method for Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimens, ASTM International, West Conshohocken, PA. 7. Bedoya, C. (1998). Confección del concreto reciclado mediante el aprovechamiento de residuos de la construcción. Trabajo de Grado. Universidad Nacional de Colombia, Medellín. 8. Bedoya, Carlos. (2002). Ecomaterials in construction: recycled concrete with rubbles. IAHS, XXX World Congress on Housing. Coimbra, Portugal. Septiembre, 833-840. ISBN 972-9027-31-5. 9. Bedoya, C. (2007; 2011). Construcción sostenible. Para volver al camino. Ed. DIKÉ-Cátedra UNESCO de Sostenibilidad. ISBN 978-958-98269-2-8. 105 10. Bedoya, C. y Dzul, L. (2015). El concreto con agregados reciclados como proyecto de sostenibilidad urbana. Revista Ingeniería de Construcción, vol. 30, N° 2, pp. 99-108. 11. Bedoya, C. (2015). Del residuo al material. Minería a la inversa. Ed. DikéUnesco, Medellín, 162 p. 12. Bedoya, C. y Medina, C. (2016). El concreto elaborado con aguas lluvia como aporte ambiental desde la construcción. Revista Facultad de Ingeniería UPTC, vol. 25, N° 41, pp. 31-39. 13. Bertalanffy, Ludwig. (1976). Teoría General de los Sistemas. Fondo de Cultura Económico. ISBN 968-16-0627-2, 336. 14. Brown, L. (2010). Plan B 4.0. Movilizarse para salvar la civilización. Earth Policy Institute. Washington, USA, 384. 15. Buck, A. (1977). Recycled Concrete as a Source of Aggregate. Journal of the American Concrete Institute. Detroit, vol. 41, Nº 5, pp. 212-220. 16. Conesa, Vicente. (1997). Guía metodológica para la evaluación del impacto ambiental. Ed. Mundi-Prensa. Madrid. 3a Edición. 17. DANE. (2015). Departamento Administrativo Nacional de Estadística: proyecciones de población en Medellín. Citado: www.medellincomovamos.org 18. DEFRA. (2009). Construction Code of practice for the sustainable use of soils and construction sites. Soils Policy Team. London, UK; 64. 19. Dellavedova. M. (2011). Guía metodológica para la elaboración de una evaluación de impacto ambiental. Universidad Nacional de La Plata, Argentina. 38 p. 20. Diario Oficial. (2010). NSR-10: Norma de Diseño Sismo Resistente para Colombia. Congreso de la República de Colombia, Bogotá. 21. Domínguez, J. (2012). Uso a gran escala de concretos reciclados. En: Foro Internacional del Concreto. IMCYC, México. 22. Duica, C. (2011). Gestión Integral de RCD en la ciudad de Bogotá. En: Exporesiduos, Medellín, Colombia. 106 23. Dzul, L. (2009). Los costes de la calidad en el diseño de proyectos de construcción. Un enfoque de procesos. Tesis Doctoral. Universidad politécnica de Cataluña. Barcelona, 425. 24. Dzul, L.; García, A.; Gracia, S; Granados, S. (2010). Sostenibilidad, energía y gestión urbana: enfoque integral para el diseño de proyectos de ingeniería en el contexto de formación MDP-UPC. XIV International Congress on project Engineering. Madrid, 2 927-2 938. 25. Estrada, A. (2003). El hormigón reciclado aplicado a la producción de prefabricados tipo Servivienda. Trabajo de grado: Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín. 26. Etxeberría, M. (2011). Propiedades del hormigón de árido reciclado fabricado con adiciones, activa e inerte. Revista de la Construcción, vol. 10, Nº 3, pp. 415. 27. Farbiarz, J. (2001). Hormigón, el material: principios básicos de la tecnología del hormigón. Ed. Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín. 252 p. 28. Fundación Universitaria Iberoamericana-FUNIBER. (2009). Introducción a la gestión de proyectos. Funiber. Bogotá. 29. Funtowicz, S. y Ravetz, J. (2000). La ciencia posnormal: la ciencia con la gente. Ed. Icaria, Buenos Aires, Argentina. 30. Gauch, M. y Zah, R. (2009). Environmental Assessment as a political decision tool. Empa, St. Gallen, Switzerland. 31. ICONTEC. (2001). NTC 3459. Concretos. Agua para la elaboración de concreto. Icontec, Bogotá. 32. ICONTEC. (2010). NTC 673. Concretos. Ensayo de Resistencia a la compresión de especímenes cilíndricos de concreto. Icontec, Bogotá. 33. Jiménez, L.; Domínguez, J. (2008). Comportamiento de especímenes de concreto reciclado ante la acción acelerada de cargas ambientales. ITCH, México; 58-70. 34. Leemann, A.; Hoffmann, C. (2009). Recycled concrete and mixed rubble as aggregates: influence on variations in composition on the concrete properties. EMPA. Dübendorf, Switzerland; 21. 107 35. Levy, Salomon. (2006). Produzindo concretos ecologica e politicamente corretos. Exacta, 375-384. 36. Martínez, I. y Mendoza, C. (2006). Comportamiento mecánico de concreto fabricado con agregados reciclados. Revista Ingeniería, Investigación y Tecnología. Vol. VII, Nº 3, pp. 151-164. 37. Mejía, B. (2014). Receptores de impactos. Una mirada sobre los impactos generados a las comunidades cercanas a la extracción de materiales pétreos para la confección del concreto. Universidad Nacional de Colombia. Medellín, 84. 38. Mehta, P. K., and Monteiro, P. J. (2006), Concrete: Microstructure, Properties and Materials. Third Ed. McGraw-Hill, New York. 39. Moncada, J. (1997). Implicaciones ambientales de los escombros de la construcción en Medellín. Tesis: Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín. 40. Nixon, P. J. (1978). Recycled concrete as an aggregate for concrete – a review. RILEM TC-37-DRC, Materials and Structures. Pp. 371-378. 41. NRMCA. (2014). Conferencia internacional de la sostenibilidad del concreto. Federación Iberoamericana del Hormigón Premezclado, Medellín. 42. Odum, H. (1980). Ambiente, energía y sociedad. Ed. Blume S.A. Barcelona, España, 400 p. 43. Olivares, M.; Laffarga, J.; Galán, C.; Nadal, P. (2003). Evaluación de la resistencia mecánica de un hormigón según su porosidad. Revista Materiales de Construcción, vol. 54, número 273, 21-33. 44. Ott, Daniel. (2006). Oferta y demanda de recursos minerales secundarios en Medellín, Colombia. Un modelo dinámico. ETH. Zúrich, Suiza; 11. 45. Ozgur, I.; Inci, G.; Yesiller, N. (2001). Ultrasonic pulse velocity in concrete using direct and indirect transmission. ACI. Materials Journal. Noviembre-diciembre, 450-457. 46. Paz, F. (2008). Europa bajo los escombros: los bombardeos aéreos en la Segunda Guerra Mundial. Ed. Altera, Barcelona, España. 420 p. 108 47. Peña Collazos, Wilmar. (2008). Dinámicas emergentes de la realidad: del Pensamiento Complejo al Pensamiento Sistémico Autopoiético. Revista Latinoamericana de Bioética, Julio-Diciembre, 72-87. 48. PMI. (2004). Guía del PMBOK. Ed. Project Management Institute. Tercera edición en español. 49. Robinson G., Menzie, D. y Hyun, H. (2004). Recycling of construction debris as aggregate in the Mid-Atlantic Region, USA. Resources, Conservation and Recycling 42, pp. 275-294. 50. Roth, A. (2002). Políticas Públicas: formulación, implementación y evaluación. Ed. Aurora. Bogotá, 219 p. 51. Roy, D.M. (1993). Concrete microstructure. Porosity and permeability. National Academy of Sciences. Washington D.C., USA; 76. 52. Sakai, K. and T. Naguchi. (2012). The sustainable use of concrete. Ed. CRC Press. 53. Salazar, Alejandro. (1998). Diseño de materiales de construcción con residuos sólidos industriales. Cátedra Viajera CORONA. Medellín, Colombia, 22. 54. Salazar, Alejandro. (2013). Sostenibilidad: una cuestión de principios. En: X Encuentro Internacional de Hábitat Sostenible – Biocasa, Cali, Colombia. 55. Sánchez, Y.; Torres, L. (2011). Evaluación de la velocidad de pulso ultrasónico en concreto expandido por la reacción álcali sílice acelerada. UIS. Bucaramanga, Colombia, 115. 56. Serer F., M. (2001; 2006). Gestión Integrada de Proyectos. 1ª y 2ª Edición. Editorial de la Universidad Politécnica de Cataluña. Barcelona, España, 364; 441. 57. Serres, M. (1991). El contrato Natural. Ed. PreTextos, Velncia, España, 203 p. 58. UPME. (2012). Consumo energético y emisiones de CO2 de construcción. Ed. Unidad de Planeación Minero-Energética. Bogotá, Colombia. 59. Yannas, F. (1981). Concreto reciclado como un nuevo agregado. Revista IMCYC, vol. 19, Nº 122, pp. 27-46. 109 60. Zongjin Li, C.K.; Xiangming Zhou. (2005). Accelerated Assessment and Fuzzy Evaluation of Concrete Durability. Journal of Materials Civil Engineer, 17 (3), 257263. Fuentes directas (Entrevistas y conferencias) 1. Bedoya, C. (2009). La construcción sostenible como un asunto regional. I.U. Colegio Mayor de Antioquia. Medellín, Colombia. 2. Angulo, D. (2010). Construcción con tierra. En: VII Seminario Internacional de Hábitat Sostenible: BIOCASA. Cali, Colombia. 3. De Paula, T. (2013). Manejo de los residuos de Construcción Civil: experiencia de Brasil. En: X Seminario Internacional de Hábitat Sostenible: BIOCASA. Cali, Colombia. 4. Rincón, J. (2011). Reciclaje de escombros para la elaboración de prefabricados. Industrias Concretodo. Bello, Colombia. 5. Sierra, C. (2012). Gestión integral de escombros en INDURAL. En: Pre-evento nacional Exporesiduos. Medellín, Colombia. 110