Factibilidad de utilizar escombros cerámicos en pavimentos de bajo tráfico en la ciudad de Bogotá

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(1)FACTIBILIDAD DE UTILIZAR ESCOMBROS CERÁMICOS EN PAVIMENTOS DE BAJO TRÁFICO EN LA CIUDAD DE BOGOTÁ.. SANDRA LILIANA CASTRO MONTOYA. Monografía para optar al título de Ingeniero Civil. Asesor: BERNARDO CAICEDO Ingeniero Civil Ph.D.. UNIVERIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL SANTAFÉ DE BOGOTÁ 2006.

(2) ICIV 200610 02. A mi familia, amigos Por el apoyo recibido Y a Colombia Para contribuir en su Desarrollo.. 2.

(3) ICIV 200610 02. AGRADECIMIENTOS Quiero agradecer al Ingeniero Bernardo Caicedo asesor en el desarrollo de esta investigación, la ingeniera Silvia Caro quien motivo la investigación y el interés por esta área de la ingeniería civil. A cada una de las personas que colaboraron en el CITEC con el desarrollo de esta investigación, asesorando la elaboración de cada uno los pasos a realizar.. 3.

(4) ICIV 200610 02. TABLA DE CONTENIDO 1. INTRODUCCIÓN ................................................................................................ 6 2. JUSTIFICACIÓN ................................................................................................. 7 3. OBJETIVOS ........................................................................................................ 8 3.1 General........................................................................................................... 8 3.2 Específicos ..................................................................................................... 8 4. MARCO TEORICO.............................................................................................. 9 4.1 PAVIMENTO: ................................................................................................. 9 4.1.1 Pavimento rígido .................................................................................... 10 4.1.2 Pavimento flexible .................................................................................. 10 4.2 Materiales cerámicos.................................................................................... 12 4.3 Pruebas de materiales.................................................................................. 13 4.3.1 Contenido de Humedad:......................................................................... 13 4.3.2 Limites de consistencia o Attemberg...................................................... 14 4.3.3 Análisis Granulométrico.......................................................................... 15 4.3.4 Compactación. ....................................................................................... 16 4.3.5 Desgaste de los angeles. ....................................................................... 16 4.3.6 Relación de soporte del suelo (CBR). .................................................... 17 4.4. Trafico ......................................................................................................... 18 5. SITUACIÓN ACTUAL DE LOS ESCOMBROS ................................................. 19 5.1 Actualidad Europea ...................................................................................... 19 5.2 Actualidad Latinoamérica ............................................................................. 20 5.3 Actualidad Nacional...................................................................................... 21 6. RESULTADOS DE LABORATORIO ................................................................. 25. 4.

(5) ICIV 200610 02. 6.1 Humedad...................................................................................................... 25 6.2 Limites de Attemberg ................................................................................... 26 6.3 Granulometría .............................................................................................. 27 6.3 Desgaste de los Ángeles.............................................................................. 32 6.4 Proctor modificado ....................................................................................... 32 6.5 CBR.............................................................................................................. 36 7. NORMAS INVIAS vs. PRUEBAS DE LABORATORIO ..................................... 38 7.1 sub.-bases.................................................................................................... 38 7.1.1 Limite de attemberg................................................................................ 38 7.1.2 Granulometría ........................................................................................ 38 7.1.3 Desgaste de los Ángeles........................................................................ 41 7.1.4 CBR........................................................................................................ 41 7.2 Bases ........................................................................................................... 41 7.2.1 Limite de Attemberg ............................................................................... 41 7.2.2 Granulometría ........................................................................................ 42 7.2.3 Desgaste de los Ángeles........................................................................ 43 7.2.4 CBR........................................................................................................ 44 8. ANÁLISIS DE COSTOS .................................................................................... 44 8.1. Costo de un pavimento tradicional de asfalto.............................................. 44 8.2. Costo de un pavimento subbase: 60% escombro triturado, 40% material granular. ............................................................................................................. 45 8.3. Costo de un pavimento con sub.-base: 100% escombro triturado. ............. 45 9. ANÁLISIS DE NECESIDAD DE TECNOLOGÍA ................................................ 46 10. CONCLUSIONES Y SUGERENCIAS ............................................................ 47 11. REFERENCIAS............................................................................................... 50. 5.

(6) ICIV 200610 02. 1. INTRODUCCIÓN. Los escombros de residuos y demolición (RCD) han generado una polémica a nivel mundial,. donde Colombia no se ha quedado atrás frente a esta. preocupación, el problema es que no ha tenido acciones importantes, ya que solo ha realizado legislaciones para el buen manejo de estos RCD. Para el año 2006 están aprobadas un gran número de licencias que constituyen 10.1 millones de m2 para construcción de vivienda, y de acuerdo a un estudio por caracol en 1997 donde determina que por cada metro cuadrado de construcción es generado 1.4m3 de RCD(Alcaldía,2001), lo cual indicaría que para el 2006 se estaría generando 14.14 millones de m3 de escombros Los cuales terminan en escombreras o en espacios públicos, por esto surge la pregunta ¿Porque no buscar una alternativa para el uso de estos RCD? ; una de las posibles respuestas a esta pregunta es el objetivo de esta investigación, la cual tiene como fin determinar la factibilidad de utilizar los RCD cerámicos (mampostería), como material granular para ser utilizado en bases o subbases en vías de bajo trafico (T1) en la ciudad de Bogotá. Esto con el fin de contribuir a la disminución del impacto ambiental que se genera diariamente, por la explotación de canteras en los cerros los cuales cada vez cuentan con menos fuente de material, ordenamiento ambiental en espacios públicos, bienestar social prestando un servicio de vía en las zonas donde existen caminos sin pavimento, esto surge con frecuencia en los estratos más bajos y finalmente una contribución económica a la construcción del pavimento, a causa que el costo de material disminuiría.. 6.

(7) ICIV 200610 02. 2. JUSTIFICACIÓN Deacuerdo a investigaciones realizadas en la Unión Europea, Estados Unidos y Brasil, por instituciones e investigadores como: el instituto Eduardo Torroja, Federación Internacional de Reciclaje, B.P Simons, H.P Barth entre otros, los cuales han encontrado con respecto a escombros inertes – son residuos de construcción y demolición seleccionados según su origen y/o características de obra, que por su naturaleza no se tienen riesgos de estar mezclados con material contaminante. - como son los hormigones (de masa, armado, prefabricados, entre otros) y cerámicos (ladrillo, tejas, bloques, etc.) que pueden ser utilizados para reemplazar algunos materiales de recursos naturales, en estabilización de subrasante, sub.-bases, bases, logrando la disminución de costos y/o durabilidad de los pavimentos, y de la misma manera disminuir la perdida de estos materiales. Adicionalmente, esta investigación está motivada para contribuir a la reducción de contaminación en vertederos y vías, en donde los escombros son abandonados posteriores a la realización de una demolición o terminación de un proyecto de construcción. Actualmente Holanda lidera la reutilización de escombros con el 90% del volumen de producción de estos, precedida Bélgica, Dinamarca, Finlandia, Reino unido y Australia con valores mayores o iguales el 40% de la producción (concretonline, 2005), lo que indica que estos países han encontrado una buena caracterización para ser utilizados. Por esta misma razón España en la actualidad se encuentra haciendo estudios de estos materiales que serán plasmados en el texto denominado “Plan nacional de residuos de construcción y demolición (PNRCD) (2001-2006)” (coaatm, 2005). Obteniendo ya experiencias de otros países, la principal motivación que genera esta investigación es observar y concluir si para la ciudad de Bogotá utilizar escombros cerámicos es apto para realizar futuros pavimentos con este tipo de 7.

(8) ICIV 200610 02. material, logrando así reducir costos de material y un beneficio para el medio ambiente.. 3. OBJETIVOS. 3.1 General Realización de un análisis de factibilidad para la utilización de residuos de construcción y demolición en la modalidad de cerámicos para subbase y base de pavimentos.. 3.2 Específicos Determinar si los escombros cerámicos son aptos para ser utilizados en subbase y base de los pavimentos de Bogotá de bajo tráfico, por medio de ensayos de laboratorio de caracterización de materiales.. Determinar la factibilidad económica y técnica para emplear el material objetivo en la estructura de pavimento.. 8.

(9) ICIV 200610 02. 4. MARCO TEORICO Para el entendimiento de un proyecto de investigación es necesario conocer algunos conceptos básicos, comportamientos y características que involucra la planeación, construcción y funcionamiento, en este caso en particular el de un pavimento. 4.1 PAVIMENTO: (Montejo, 1998) (Sánchez, 1984) Es la constitución de un conjunto de capas superpuestas, de forma horizontal; la cual se constituye con diferente tipo de materiales que puedan ser manipulados y compactados. La estructura que se conforma por las capas, inicia desde la subrasante que es el suelo natural del terreno el cual ha sido preparado para cumplir esta función y finaliza con la capa de rodadura la cual es la superficie de rodamiento. Existen tres tipos de pavimentos principales, los cuales se diferencian por el material utilizado en la rodadura. La función de un pavimento es la proporción de una superficie de rodamiento uniforme seguro, con alta capacidad de resistencia a factores de tráfico de vehículos y climático, y transmisión de forma adecuada de los esfuerzos recibidos a través de las capas a la subrasante. Independientemente del tipo de rodadura a usar, el pavimento compuesto debe cumplir con algunas características mínimas: -. Resistencia a las cargas transmitidas por parte del tráfico.. -. Resistencia a las variables climáticas.. -. La rodadura debe presentar una textura adecuada y adaptable a la velocidad de transito, ya que dependiente el comportamiento topográfico esta es una variable que aporta a la seguridad vial.. -. Una alta durabilidad a través de su ciclo de vida, el cual depende de cada uno de los materiales utilizados y sobre puestos en la estructura. 9.

(10) ICIV 200610 02. -. Un adecuado diseño de drenaje.. Principalmente hay tres tipos de pavimentos, los cuales se explicaran de forma breve exceptuando sobre el cual se esta desarrollando la investigación. 4.1.1 Pavimento rígido: Este tipo de pavimento esta constituido básicamente por tres capas la subrasante, una subbase de material seleccionado (agregado) y una losa de concreto hidráulico. La capacidad estructural de este depende de la resistencia del concreto y el buen diseño del drenaje, ya que el bombeo de agua es un factor que produce alto daño en la losa de concreto.. Figura 1: Pavimento Rígido 4.1.2 Pavimento flexible: Este tipo de pavimento esta básicamente conformada por 4 capas: la subrasante, subbase y bases (material granular) y la capa de rodadura (asfalto). -. La subrasante: Es el suelo natural del terreno por donde se va ha realizar una vía, según el tipo de suelo se le debe hacer un procedimiento de estabilización con el fin de tener mejor condiciones de resistencia.. -. Subbase: Compuesta por material seleccionado en su mayoría de veces de granulares, tiene como función trasmitir los esfuerzos recibidos de la base a la subrasante; lo que indica que es una capa de transición y un filtro para. 10.

(11) ICIV 200610 02. evitar la contaminación de la base que contiene materiales gruesos con la subrasante que tiene material fino. Otra de sus funciones es reducir el costo que tiene el pavimento, ya que en esta compuesta por material de mayor calidad, sustituyendo es espesor inferior de la base. Así mismo aporta a la disminución de las deformaciones por parte a la resistencia de cambio de volúmenes que pueden llegar a afectar a la rodadura. -. Base: capa compuesta de material granular grueso de alta calidad. Su función es proporcionar resistencia que transmita los esfuerzos generados por el transito en una intensidad y magnitudes apropiada a la subrasante.. -. Carpeta de rodadura: constituida de asfalto o emulsiones (materiales pétreos. o bituminosos),. que. proporcionan. una. superficie. estable,. impermeable, uniforme, textura y color adecuada para el transito de vehículos. Además que tiene una alta resistencia a la tensión.. Figura 2: Pavimento Flexible. 4.1.3 Pavimento semi-rígido: A diferencia de los pavimentos flexibles contienen una capa rígida por el uso de un aditivo (cal, cemento, emulsiones, asfalto y químicos) con el fin de proporcionar. 11.

(12) ICIV 200610 02. una mayor resistencia al material; el cuenta con las características necesarias para proporcional resistencia y sostenibilidad. 4.2 Materiales cerámicos Los materiales cerámicos se clasifican en varias categorías en donde las dos principales son: los azulejos (porcelanatos, cerámicas, etc.) y ladrillos en todas sus clasificaciones. En Colombia se usa la norma técnica colombiana NTC 4205 para la elaboración de los ladrillos, la cual se refiere a unidades de mampostería de arcilla cocidaladrillos y bloques cerámicos. Establece tres tipos de unidades de mampostería de arcilla cocida: * Mampostería de perforación vertical (ladrillos y bloques) “PV”: son aquellos en los cuales las celdas son perpendiculares a la superficie en que se asientan el muro, tales saldes no deben superar el 65% del área bruta de la pieza. Estas piezas son conocidas en el comercio como Tolete. * Mampostería de perforación horizontal (ladrillo y bloque)”PH”: las celdas son paralelas a la superficie en que se asientan en el muro. En el comercio se conocen como bloque. * Mampostería maciza (ladrillos) “M”: Piezas aligeradas con perforaciones que ocupan menos del 25% del volumen. En el comercio se le da el nombre de prensado. La norma establece que cada pieza debe cumplir con unas propiedades físicas mínimas, las cuales se pueden apreciar en la tabla 1 y 2.. 12.

(13) ICIV 200610 02. Tabla Nº 1 Propiedades Fisicas mamposteria estructural (NTC 4205) Resistencia de compresión minima (Pa). PH. Absorción de agua máxima (%) Interior Exterior 3,5 16 14. PV M. 15 15. Tipo. 16 16. 14 14. (ICONTEC, 2006) Tabla Nº 2 Propiedades Fisicas mamposteria no estructural (NTC 4205). Tipo. Resistencia de compresión minima (Pa). PH PV M. Absorción de agua máxima (%) Interior Exterior 2 16 14 10 16 14 10 16 14. (ICONTEC, 2006) De la misma manera la norma aclara que el color no se puede establecer como parámetro a causa que esta varia según el tipo de arcilla y proceso de fabricación. 4.3 Pruebas de materiales (Caro, 1958) (contruaprende, 2006) (Berry, 1993) 4.3.1 Contenido de Humedad: La humedad que presenta un suelo o material es debido al agua absorbida en el medio que se encuentre. Esta humedad esta relacionada directamente con la porosidad de las partículas, que determinan así mismo su permeabilidad y volumen de poros. Las partículas del material pueden tener 4 estados: •. Totalmente seco: Secado por horno, hasta que su peso sea constante.. •. Parcialmente Seco: Secado por exposición al aire libre.. 13.

(14) ICIV 200610 02. •. Saturado y superficialmente seco: Esta situación se presenta cuando lo poros internos del material se encuentran llenos de agua, pero en su exterior se encuentran secos.. •. Totalmente Húmedo: Los poros del material demuestran humedad en su interior como exterior.. ContenidodeHumedad (%) =. PesosMuestraHumeda − PesoMuestraSeca X 100% PesoMuestraSeca. 4.3.2 Limites de consistencia o Atterberg La consistencia es el grado de cohesión de las partículas del material, estos pueden clasificarse por esta caracterización en sueltos o coherentes. El primero no conserva su forma por la no aderación de las partículas, un claro ejemplo de esto es la arena. En cambio el segundo tiene un comportamiento opuesto, como es el de una arcilla o limo húmedo. La cohesión de este material depende de la variable de humedad, la cual caracteriza al material según el contenido de humedad en uno de los siguientes estados:. •. Limite Líquido (WL): cambio del estado plástico al estado líquido. Y se halla por medio del ensayo de Casagrande.. •. Limite Plástico (WP): cambio entre el estado no plástico y el plástico. Se halla por medio del ensayo más conocido como el de los rollitos.. •. Limite de retracción (WS): cambio del estado solidó a un estado semisólido o no plástico.. De estos resultados podemos el Índice de plasticidad (IP), el cual determina un comportamiento típico del suelo.. 14.

(15) ICIV 200610 02. Tabla Nº 3: Características del índice de plasticidad Designación. IP. No plastico Ligeramente plastico Medianamente plastico De alta plasticidad. 0-3 4-8 9 - 30 31 ó más. Resistencia Cuando seco Muy baja Débil Mediana Alta. Prueba de campo Se desborona facilmente Facil de triturar Dificil de triturar. Imposible de triturar.. (Caro, 1958) Estos ensayos son importantes a causa que dan un alto índice de caracterización con respecto al tipo de material o suelo que se esta manipulando. 4.3.3 Análisis Granulométrico Las propiedades de los suelos y materiales dependen de que estén constituidos y las proporciones de participación, esto se puede determinar por medio de la clasificación de las partículas deacuerdo al tamaño por medio de un tamizado; esto es el análisis granulométrico. Se han establecido unas medidas estándares para la identificación del suelo o material según su tamaño: Tabla Nº 4 Tipo de material Material ó Suelo Arena Limo Arcilla Piedra Grava gruesa Grava media Grava Fina. Tamaño (mm) 2 - 0,06 0,06 - 0,002 < 0,002 >70 30 - 70 5 - 30 2-5. (Caro, 1958) Para visualizar de mejor forma los resultados hallados, se busca graficar, y de esta manera se puede conocer que tan grueso o fino es el material.. 15.

(16) ICIV 200610 02. 4.3.4 Compactación La compactación es el hallar un punto donde el suelo encuentre su máxima densidad con una determinada humedad, esto se halla promedio de un proceso mecánico. De esta manera se puede dar a conocer una curva de densidad versus humedad, la cual tiene un comportamiento similar a una parábola vertical negativa, donde el vértice es la máxima densidad con su respectiva humedad optima, por lo cual se encuentra que para una misma densidad se puede encontrar dos niveles de humedad, lo que indica que el material al compactarse con un contenido de humedad bajo, puede absorber agua hasta llegar un máximo contenido de agua (vacíos llenos), sin que la densidad se modifique. Para realizar los ensayos de compactación, existen dos tipos: el método de Proctor Estándar y Proctor modificado. El método estándar tiene una gran dificultad, porque la humedad óptima encontrada es un valor muy cercano al límite plástico, a causa de esto se ha implementado el Proctor modificado, el cual nos ofrece una densidad mayor y por ende la humedad óptima es menor; estos resultados favorecen a la manejabilidad del material en el proceso constructivo.. 4.3.5 Desgaste de los angeles. Este ensayo tiene como fin determinar la resistencia a la abrasión que tienen los materiales granulares como son las piedras, gravillas, triturados, entre otros. Esto se logra por medio del desgaste que sufran los materiales al efectuarse la practica de la máquina de los angeles. Este ensayo consiste en introducir material granular previamente pesado con unas esferas de acero a un tambor que girara a una velocidad inicial de 30-33 16.

(17) ICIV 200610 02. revoluciones/minuto, al momento de alcanzar las 500 revoluciones/minuto, se extrae el material y posteriormente se tamiza por el Nº 12. Y con el peso obtenido se halla el porcentaje de desgate que tuvo el material.. 4.3.6 Relación de soporte del suelo (CBR). El método establece una relación entre la resistencia de penetración del suelo y el soporte o base que este le ofrece al pavimento. Comprende tres ensayos los cuales son:. •. Compactación: (determinar Densidad máxima y humedad óptima.). •. Expansión del material.. •. Relación de soporte de California (CBR). Este ensayo esta compuesto por tres a nueve muestras de compactación en donde debe estar compactado con una energía de 12, 26 y 56 golpes. Se procede a generar una penetración por una se las caras de la muestra obtenido el ensayo, se sumerge la muestra durante cuatro días en agua con el fin de obtener la expansión del material en saturación y se vuelve a medir la penetración en un estado de saturación. Con los resultados de penetración y presión obtenemos una grafica de esfuerzo contra penetración, hallando el esfuerzo en 2.54mm y 5.08mm, de esta manera aplicamos la siguiente ecuación y obtenemos el CBR.. CBR2.54 (%) =. Esfuerzo 2.54 X 100% Kgf 70.31 2 cm. CBR5.08 (%) =. Esfuerzo5.08 X 100% Kgf 105.46 2 cm. Con estos resultados se puede comparar con los mínimos que exige de CBR para cada una de las capas de un pavimento, dependiendo el tipo de tráfico.. 17.

(18) ICIV 200610 02. Tabla Nº 5: Norma de CBR Capa Subrasante Subbase Base. CBR 0 a 30% 30% a 60% 80% a 100%. (IDU, 2006). 4.4. Trafico Para el diseño de pavimentos se debe tener en cuenta diversas variable en donde una de las principales es el trafico que transitara en la vía, a causa que entre mayor sea este mayor esfuerzos deberá soportar. En la tabla 6 se puede apreciar los diferentes niveles de tráfico que se tiene en cuenta en Colombia.. Tabla Nº 6, Estratificación de Tráfico. Trafico T1 T2 T3 T4 T5 (Reyes, 1997). Ejes equivalentes de 13 Toneladas < 500.000 500.000 - 1´500.000 1´500.000 - 4´000.000 4´000.000 - 10´000.000 10´000.000 - 20´000.000. 18.

(19) ICIV 200610 02. 5. SITUACIÓN ACTUAL DE LOS ESCOMBROS 5.1 Actualidad Europea Hoy en día la unión europea ha tenido una concientización sobre los residuos de construcción y demolición (RCD) provenientes de la construcción, estos actualmente están en un proceso de reciclaje del 25 al 30%, en donde los cerámicos y más especifican la mampostería es la que tiene mayor participación de utilización. Como pioneros de este proyecto ambiental y constructivo encontramos a Holanda, Bélgica y Dinamarca; quienes desde el 2001 tienen como propósito para el 2006 tener el 90% (Holanda) 87% (Bélgica) y 81% (Dinamarca) de reutilización de los escombros, seguidos por otros países de gran influencia en la Unión Europea pero con porcentajes menores al 50% de escombros producidos por cada país. (Symonds, 19999). Adicionalmente la legislación de algunos de estos países como son la de Dinamarca y Países Bajos. prohíben llevar los materiales aptos de. reciclaje y reutilización a los vertederos, y esto conlleva a la política de “quien contamina paga”. Aunque España es uno de los países de menor porcentaje (<5%) de reutilización de escombros, desde el 2001 planteo y actualmente lleva a cabo un plan nacional de gestión de residuos de construcción y demolición, liderado por el ministerio de medio ambiente. El cual ha manejado cinco estrategias como son: 1. la prevención por medio de manuales de demolición con el objeto que el material sea clasificado y descontaminado in situ en la medida de lo posible; 2.Inversión en infraestructura de plantas de reciclaje, vertederos, centros de transferencias, restauración de zonas degradas y vertederos incontrolados; 3. Inversiones de investigación, desarrollo e innovación (I+D+I) que consiste en la búsqueda de alternativas para uso comercial de los materiales reciclados, Tecnología para el tratamiento de los materiales reciclados; 4. Sensibilidad y formación de la ciudadanía, constructores y personal relacionado con este tipo de materiales; y 5. Control estadístico. (PNDR, 2001) 19.

(20) ICIV 200610 02. Grafica 1: Reciclaje de escombros de construcción en Europa. (García, 2003) Esta política de reciclaje de RCD en Europa y Estados Unidos ha surgido desde los años. 80´s y acentuada a finales de los 90´s, a causa de la escasez de. materiales de construcción y los altos costos ambientales. 5.2 Actualidad Latinoamérica En Latinoamérica este proyecto de reciclaje de residuos de construcción y demolición lo lidera Brasil desde 1991, con el fin de tener un impacto ambiental, social y económico. Este proyecto inicio con la utilización de este material como base en los pavimentos. En el 2002 se realizo una legislación (CONAMA- número 307 de 5 de julio de 2002) con el fin de generar responsabilidad sobre los RCD, con el cual lograron que en el 2003 hubieran 9 municipios que implementaran la política de reciclaje de estos materiales. (Fundacentro, 2003). En la misma medida El salvador desde 1998 esta llevando un plan de reciclaje de residuos sólidos con énfasis a los producidos por la construcción con el fin de mejorar las condiciones de vida de la población, impacto ambiental y económico. Por medio de la búsqueda de utilización de los residuos para el desarrollo de nuevos materiales, reducción de utilización de material natural, involucramiento de la población en el reciclaje por la generación de empleo e ingresos, ordenamiento territorial con respecto a los vertederos de los RCD. (e-local, 2000). 20.

(21) ICIV 200610 02. 5.3 Actualidad Nacional En Colombia hasta el momento no existe una normativa de reciclaje sobre los residuos de construcción y demolición (RCD), solamente hay normativas sobre el transporte, y almacenamiento de estos RCD; a Continuación se enunciaran algunos de estas normativas.. •. Acuerdo 79 del 2003 (consejo de Bogotá D. C.): Políticas de ocupación de espacio y manejo de RCD. •. Decreto 357 de 1997 (Alcaldía mayor de Bogotá D.C): en el cual interpone las políticas de ocupación de espacio público por parte de los RCD, Almacenamiento de estos, disposición de estos materiales.. •. Decreto 2811 de 1974 (Presidencia de la republica): Código nacional de recursos naturales renovables y protección ambiental, busca establecer normativas para el manejo integral de residuos y con una visión reutilización, reciclaje, restauración de suelos, responsabilidad ambiental y protección de materias primas.. •. Acuerdo 018 de 1989 (Código distrital de policía): Específica normativas que involucra a dueños de obra que dispongan de espacio público por medio de los RCD o arrojen estos envía publica.. •. Decreto 1421 de 1993: Se enuncia normativas y sus respectivas sanciones en caso de invasión de espacio público por RCD por un periodo mayor de 6 horas.. •. Resolución 541 de 1994 (Ministerio de medio ambiente): Expone los parámetros para el manejo y disposición de los RCD.. 21.

(22) ICIV 200610 02. •. Acuerdo 003 de 2002: Establece las zonas en donde se sitúan las escombreras en Bogotá con el fin de proteger el medio ambiente y recuperar las zonas de erosión.. Por otro lado podemos ver el plan de impacto social vinculado a reciclaje que esta desarrollando el Instituto de desarrollo Urbano (IDU) bajo el proyecto el camino imaginado, el cual consiste en crear vías de acceso asequibles a las escuelas de bajos recursos por medio de los adoquines que se encuentran en buen estado después de ser retirados de vías o andenes, como son los de la carrera 30 o la avenida Jiménez. Como podemos ver este proyecto retoma el tema de reutilización de residuos de construcción en buen estado, lo cual demuestra que estos materiales son factibles para ser utilizados y axial disminuir el costo económico e impacto social que se tiene al buscar material natural nuevo para el desarrollo vial. De la misma manera en Bogotá se esta llevando acabo los parques de reciclaje con el fin de dar un ordenamiento en la ciudad y un mejor tratamiento de los residuos sólidos en general pero dentro de estos no se contemplan los de demolición; por lo tanto se esta generando una organización de reciclaje con respecto a material común de reciclaje y no de sólidos que se pueden controlar pero su mal uso de deposito esta generando una alta contaminación en espacios públicos y naturales de nuestro país y ciudad. Deacuerdo a la alcaldía de Bogotá y el Dama en la guía técnica para el manejo de escombros en las obras de construcción, 1998 los materiales reciclables y reutilizables por parte de escombros se encuentra en la tabla 7 y el porcentaje de participación en una demolición en la tabla 8. (García, 2003).. 22.

(23) ICIV 200610 02. Tabla 7: Materiales para reciclar y reutilizar.. Madera. Materiales Agregado, arena, cemento, restos de mezcla, restos de cal, mortero o lechadas Fragmentos de ladrillo, bloque, teja de barro, tableta de gres, porcelana. Recortes de verillo o hierro, puntillas, recortes de carpinteria metalica, restos de alambre, cortes de aluminio, lamina galvanizada. Retal de formaleta, viruta y aserrin de madera, recortes de carpinteria de madera.. Partes electricas Plásticos Papel Vidrio. Fragmentos de cables PVC, empaques de plástico, empaques de pegantes, polietileno. Empaques de cartón, bultos de cemento, papel periodico e icopor. Fragmentos de ventana. Grupo Agregados petreos Arcilla Elementos metalicos. (Alcaldía, 1997) Tabla 8: Porcentaje de participación en demolición. Porcentaje de participación 40% - 50%. 20% - 30%. 20% - 30%. Descripción Desechos de concreto, asfalto, ladrillo, bloques,arena, grava, tierra y barro. Madera y productos afines como formaletas, sobrantes de estructuras de cubiertas y pisos y otros elementos estructurales en madera. Desperdicios misceláneos como maderas pintadas, vidrios, residuos de acabados, asbestos, otros materiales de aislamiento, tuberias y partes de componentes electricas.. (Alcaldía, 1997) Se encuentra en la tesis del Ingeniero José Isaac Pérez en uno de los capítulos donde realiza un “Análisis de los desechos generados en Construcción y demolición”, en donde realiza un estudio estadístico en base a una muestra representativa de los desechos de la ciudad en tal época y encuentra los siguientes resultados: Para construcciones inmobiliarias (vivienda, oficinas y locales comerciales): Tabla 9: Tipo de escombros de construcción Porcentaje de participación 80% - 90% 2,50% 3% 0,6% - 0,7% 1,65% -2,55% 0,2% - 0,51% 1,39% - 6,41%. Descripción Agregados y ladrillos Madera Teja de asbestoHierro Madera PVC Porcelana. (Pérez, 1996) 23.

(24) ICIV 200610 02. Tabla 10: tipo de escombros de demolición Porcentaje de participación 80% - 90% 2,50% 3% 2% 2%- 12%. Descripción Agregados y ladrillos Madera Teja de asbesto-cemento Enchape Otros. (Pérez, 1996) Después de ver las consideraciones de la alcaldía para reciclar materiales de construcción y demolición, continuaremos mostrando los posibles usos que se dan a los materiales cerámicos. Tabla 11: Usos de RCD Dentro de obra Material de sub-base, base o para mejorar cimentaciones. Fuera de obra Elaboración de nuevos elementos cerámicos. (Ordóñez, 1998) (Triangle, 1995). 24.

(25) ICIV 200610 02. 6. RESULTADOS DE LABORATORIO (IDU, 2006) Para el desarrollo de la investigación sobre escombros cerámicos para ser reutilizados como subbases o bases de pavimentos de bajo tráfico, ha sido necesaria la realización de algunas pruebas de laboratorio, con el fin de determinar características físico mecánicas, de esta manera determinar si estos cumplen con los requerimientos mínimos impuestos por las normativas de pavimentos en Colombia. Se debe especificar que el material utilizado para las pruebas proviene de dos fuentes principales Calle 183 con avenida 7, en donde esta ubicado un lote con disposición de RCD y materiales granulares, la segunda fuente es la obra Saman de la constructora Dinámica construcciones S.A. ubicada en la Calle 101 con diagonal 20. Se considero que el material proveniente del lote que recibe RCD, tiene una muestra representativa de diversas obras de construcción ubicadas al nor-oriente de Bogotá. No se tomo una muestra de otra zona a causa de tiempo y costo, así mismo se tuvo en cuenta que la producción de mampostería debe estar regida por la norma INCONTEC 4205, la cual establece dos parámetros esenciales como es la resistencia y absorción de agua.. 6.1 Humedad Para determinar el grado de humedad del material en estudio se tomaron tres muestras diferentes de material según al tipo que correspondiera, en este caso se eligieron bloque, recocido y tolete. En la tabla 12 podemos observar los resultados obtenidos.. 25.

(26) ICIV 200610 02. Tabla 12: Ensayo de humedad Descripción Bloque Bloque Promedio Bloque Recocido Recocido Promedio Recocido Tolete Tolete Promedio Tolete. Nº Cazuela Peso Cazuela Peso Humedo+Cazuela Peso Huemdo Peso Humedo+Seco Peso Seco Humedad ( w%) 70 12,56 68,85 56,29 68,64 56,08 0,37% 18A 11,73 64,86 53,13 64,59 52,86 0,51% 0,44% 9 12,33 62,67 50,34 62,61 50,28 0,12% 229 11,52 57,15 45,63 57,06 45,54 0,20% 0,16% 210A 12,25 64,02 51,77 64,01 51,76 0,02% 160 13,18 60,04 46,86 60,00 46,82 0,09% 0,05%. Humedad Promedio. 0,218%. Se encuentra un bajo contenido de humedad en el material en estudio (escombros cerámicos), lo cual se puede entender que este tiene un comportamiento similar con los agregados gruesos y finos, que actualmente se utilizan en los pavimentos colombianos. Se muestran algunos de los materiales que se expusieron a la prueba de humedad.. Foto 1 “Bloque”. Foto 2 “Recocido”. Foto 3 “Tolete”. 6.2 Limites de Atterberg Estos ensayos no lograron realizarse a causa que este material no es plástico, por lo cual sus partículas tenían una cohesión que permitiera la realización de estas pruebas. En límite liquido al dar los primeros golpes, la abertura se cerraba lo cual no se obtenía diferencia de golpes de cerramiento al aumento de humedad del material.. 26.

(27) ICIV 200610 02. Y en el límite plástico, las partículas no permitían realizar los rollitos de forma natural, y al momento de obtener uno con un diámetro moderado presentaba inmediatamente facturación completa. Por medio de las siguientes fotos se podrá corrobora lo anteriormente dicho.. Foto 4 “Muestra 1, limites”. Foto 5 “Muestra 2, limites”. 6.3 Granulometría Se realizaron tres pruebas de granulometría, en donde se encontraron que el tamaño del material varía según a las condiciones (tamaño) que se determine, por la persona que lo fragmente. Ya que este puede ser manipulado de forma manual, para la reducción de las partículas.. Foto 6 “Ensayo 2, granulometría”. Foto 7 “Ensayo 3, granulometría”. 27.

(28) ICIV 200610 02. Tabla 13: Ensayo de granulometría 1 ENSAYO 1 : GRANULOMETRIA Descripción Cantidad Peso Cazuela Peso Total. Unidad 327 gr 3735 gr. Peso material. 3408 gr. Tamiz Nº 1" 3/4" 1/2" 3/8" 4 8 10 30 40 50 100 200 bandeja Total. Peso Material+cazuela Peso material % Peso retenido % retenido Acumulado % pasa 430 103 2,76 2,76 97,24 889 562 15,05 17,80 82,20 1362 1035 27,71 45,52 54,48 740 413 11,06 56,57 43,43 843 516 13,82 70,39 29,61 552 225 6,02 76,41 23,59 567 240 6,43 82,84 17,16 460 133 3,56 86,40 13,60 398 71 1,90 88,30 11,70 427 100 2,68 90,98 9,02 460,5 133,5 3,57 94,55 5,45 364 37 0,99 95,54 4,46 493,5 166,5 4,46 100,00 0,00 7986 3735 100,00 Modulo de finura Tamaño Maximo Tamaño Maximo Nominal. 0,50 Arena fina 1" 3/4". Se tiene una curva granulometrica continua.. Grafica 2: Ensayo de granulometría 1 Ensayo 1 120,00. 100,00. %Pasa. 80,00. 60,00. 40,00. 20,00. 0,00 1". 3/4". 1/2". 3/8". 4. 8. 10. Tam ice s. 30. 40. 50. 100. 200 Ensayo 1. 28.

(29) ICIV 200610 02. Tabla 14: Ensayo de granulometría 2 Descripción Cantidad Peso Cazuela Peso Total Peso material Tamiz Nº. Unidad 400 gr 1420 gr 1020 gr. Peso Material+cazuela 1" 3/4" 3/8" 4 16 40 50 100 200. Peso material. 0 0 453 622 761 571 425 521 460 416 4229. bandeja Total. Modulo de finura Tamaño Maximo Tamaño Maximo Nominal. 0 0 53 222 361 171 25 121 60 16 1029. % Peso retenido % retenido Acumulado % pasa 0,00 0,00 100,00 0,00 0,00 100,00 5,15 5,15 94,85 21,57 26,72 73,28 35,08 61,81 38,19 16,62 78,43 21,57 2,43 80,86 19,14 11,76 92,61 7,39 5,83 98,45 1,55 1,55 100,00 0,00 100,00. 0,93 Arena fina 3/4" 4". Se tiene una curva granulometrica continua.. Grafica 3: Ensayo de granulometría 2. Ensayo 2 120,00 100,00. % Pasa. 80,00 60,00 40,00 20,00 0,00 1". 3/4". 3/8". 4. 16. 40. 50. 100. 200. Tam ices. 29.

(30) ICIV 200610 02. Tabla 14: Ensayo de granulometría 3 Descripción Cantidad Peso Cazuela Peso Total Peso material. Tamiz Nº. Unidad 400 gr 1420 gr 1020 gr. Peso Material+cazuela 1" 3/4" 3/8" 4 16 40 50 100 200. Peso material. 0 0 427,8 582 747 585 437 531 500 466 4275,8. bandeja Total. Modulo de finura Tamaño Maximo Tamaño Maximo Nominal. 0 0 27,8 182 347 185 37 131 100 66 1075,8. % Peso retenido % retenido Acumulado % pasa 0,00 0,00 100,00 0,00 0,00 100,00 2,58 2,58 97,42 16,92 19,50 80,50 32,26 51,76 48,24 17,20 68,95 31,05 3,44 72,39 27,61 12,18 84,57 15,43 9,30 93,87 6,13 6,13 100,00 0,00 100,00. 0,94 Arena fina 3/4" 4". Se tiene una curva granulometrica continua.. Grafica 4: Ensayo de granulometría 3. Ensayo 3 120,00 100,00. % Pasa. 80,00 60,00 40,00 20,00 0,00 1". 3/4". 3/8". 4. 16 Tam ices. 40. 50. 100. 200 Ensayo 3. En estas pruebas se realizaron con diferente tipo de material, que contenían diferencias de tamaño, lo cual hace que varíen los resultados encontrados en cada repetición mejores resultados de factibilidad con respecto a los mínimos 30.

(31) ICIV 200610 02. solicitados. A continuación se mostrara algunas fotos con el material según el tamizado.. Foto 10 “Tamiz 3/8”. Foto 11 “Tamiz Nº”. Foto 13 “Tamiz Nº 40” Foto 14 “Tamiz Nº 50”. Foto 16 “Tamiz Nº 200”. Foto 12 “Tamiz Nº 16”. Foto 15 “Tamiz Nº 100”. Foto 17 “Diferentes tamaños”. En las anteriores fotos se puede observar la reducción a gran escala de los tamaños que se debe utilizar con respecto a los tamaños que se obtuvieron de una de las dos demoliciones. Lo cual este trabajo adicional puede disminuir la factibilidad al causar un costo adicional, se analizara en capítulos posteriores.. 31.

(32) ICIV 200610 02. 6.3 Desgaste de los Ángeles Se realizaron tres ensayos de desgaste de los angeles los cuales correspondían a tres granulometrías diferentes asignadas por la norma INVIAS E-218 para agregados de tamaño menores de 37.5mm (1 ½”), los cuales corresponden al tipo B y D; y E-219 para agregados de tamaños gruesos mayores de 19mm (3/4”) en este caso el tipo G.. Tabla Nº 15 Desgaste de los angeles Ensayo tiempo (min) 1 20 2 15 3 15. Tipo D B G. Nº de esferas 6 12 12. Masa de las esferas Material Inicial Material Final % desgaste 2500+/-15 2100 1487 41,22% 4584+/-25 5000 3577 39,78% 5000+/-25 10000 7202,56 38,84%. Después de la elaboración del ensayo se encontró que se produjo un desgaste alto esencialmente en el material de menor tamaño en las tres granulometría, dado a esto se denota que entre mayor sea el tamaño del agregado menor el porcentaje del desgaste, aunque la diferencia entre los resultados es menor a un 2%; de lo que se puede deducir que el material tiene una alta resistencia a la abrasión.. 6.4 Proctor modificado (unalmed, 2006) Se desarrollo tres pruebas de proctor modificado según la norma INVIAS E-142, bajo el método D por el tamaño de las partículas (pasa el tamiz ¾”). Las tres pruebas se elaboraron con diferente composición de materiales: 100% de escombros, 80% escombros y 20% recebo y finalmente 60% escombro y 40% recebo; a continuación se encuentra los resultados hallados.. 32.

(33) ICIV 200610 02. Tabla Nº 16 Proctor modificado1 - 100% escombroDescripción molde Peso diametro Altura Volumen Descripción Base Peso. Cantidad 4,17 0,15 0,18 0,0031 Cantidad 2,719. Unidad Kg m m m3 Unidad kg. Cantidad de agua Peso compactado Peso unitario humedo Peso unitario seco. Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3 0,000470 0,000650 0,000300 5,0825 5,3975 4,2445 2.392,54 2.540,82 1.998,06 2.385,65 2.535,03 1.995,58. Peso Cazuela 1 Cazuela + material Hum.1 Cazuela + material Seco.1 Humedad 1. Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3 Unidad 10,5 11,3 11,96 gr 77,5 106,9 105,4 gr 65,4 93,6 97,3 gr 22% 16% 9% %. Unidad m3 kg KN/m3 KN/m3. En la grafica 5, encontramos que el peso unitario máximo es 2.550 Kg. / m3, y la humedad optima es de 24%, para un material compuesto del 100% de escombro cerámico. Grafica 5: Proctor Modificado 100% escombro Proctor modificado 100% e scombro. Pesounitarioseco(KN/m3). 3.000,00 2.500,00 2.000,00 1.500,00 1.000,00 500,00 0%. 5%. 10%. 15%. 20%. 25%. 30%. 35%. Humedad (%). 33.

(34) ICIV 200610 02. Tabla Nº 17: Proctor modificado2 - 80% escombro, 20% receboDescripción molde Peso diametro Altura Volumen Descripción Base Peso. Cantidad 2,785 0,12 0,15 0,0017 Cantidad 2,907. Unidad Kg m m m3 Unidad kg. Cantidad de agua Peso compactado Peso unitario humedo Peso unitario seco. Muestra 2 Muestra 3 Muestra 1 0,000550 0,000800 0,000300 3,708 3,85469 3,58769 1.745,36 1.814,56 1.688,87 1.737,13 1.808,84 1.684,12. Peso Cazuela 1 Cazuela + material Hum.1 Cazuela + material Seco.1 Humedad 1. Muestra 2 Muestra 3 Muestra 1 Unidad 12,5 13 12 gr 126 116,5 112,5 gr 89,53 91,66 90,38 gr 47% 32% 28% %. Unidad m3 kg KN/m3 KN/m3. Para este segundo ensayo compuesto de 80% escombro y 20% recebo, encontramos en la grafica 6 que el peso unitario máximo es 1.810 Kg. / m3, y la humedad óptima es de 32. Grafica 6: Proctor Modificado 2 - 80% escombro, 20% receboProctor modificado 80% e scombro, 20% re ce bo 1.820,00. Peso unitario seco(KN/m3). 1.800,00 1.780,00 1.760,00 1.740,00 1.720,00 1.700,00 1.680,00 1.660,00 0%. 10%. 20%. 30%. 40%. 50%. Humedad (%). 34.

(35) ICIV 200610 02. Tabla Nº 18 Proctor modificado 3 - 60% escombro, 40% receboDescripción molde Peso diametro Altura Volumen Descripción Base Peso. Cantidad 2,785 0,12 0,15 0,0017 Cantidad 2,907. Unidad Kg m m m3 Unidad kg. Cantidad de agua Peso compactado Peso unitario humedo Peso unitario seco. Muestra 1 Muestra 3 Muestra 2 0,000200 0,000550 0,000380 3,6630 3,9010 3,8080 1.724,32 1.836,36 1.792,58 1.720,08 1.835,35 1.790,07. Peso Cazuela 1 Cazuela + material Hum.1 Cazuela + material Seco.1 Humedad 1. Muestra 3 Muestra 2 Muestra 1 Unidad 12,3 15 12,5 gr 69 72 64 gr 66,05 65 53,82 gr 5% 14% 25% %. Unidad m3 kg KN/m3 KN/m3. Para una mezcla de 60% escombro y 40% recebo se encontró que el peso unitario máximo es de 1.830 Kg. /m3 con una humedad óptima de 15.2%. Esto lo podemos observar en la grafica 7. Grafica 7: Proctor Modificado 3 - 60% escombro, 40% receboProctor modificado 60% escombro, 40% re cebo. Peso unitario seco(KN/m3). 1.860,00 1.840,00 1.820,00 1.800,00 1.780,00 1.760,00 1.740,00 1.720,00 1.700,00 0%. 5%. 10%. 15%. 20%. 25%. 30%. Humedad (%). 35.

(36) ICIV 200610 02. Se encuentra en los tres resultados encontrados que el peso unitario seco máximo es para un 100% de RCD 2.550, para 80% RCD y 20% recebo 1.810, y 60% RCD y 40% recebo 1.830 los cuales corresponde a la caracterización de granulares (1.7a 1.9Kg. /m3) exceptuando el ensayo 1 que su valor es superior a la tipificación de granulares y arcillas. Así mismo encontramos que la humedad óptima para un 100% de RCD es 24%, para 80% RCD y 20% recebo 32%, y para 60% RCD y 40% recebo 15.2%, los cuales corresponde a la caracterización de arcillas (mayores a 15%). Lo anteriormente expuesto demuestra que el material cerámico conserva algunas características de la arcilla como es la humedad, pero la resistencia y el peso unitario seco obtenido se pueden considerar a causa del proceso que este material sufre para su conformación final. 6.5 CBR (INVIAS, 2006) Este ensayo se realizo bajo las condiciones de densidad seca máxima de. 1.830. Kg./m3 y humedad óptima de 15.2%, que corresponde a una muestra de 60% RCD y 40% recebo, a causa que se considera que esta es la condición ideal para utilizar estos sólidos porque el recebo le da los elementos de adherencia. A continuación se muestran los resultados hallados.. Tabla Nº 19: Esfuerzo Vs. Penetración Ensayo 1 2 3. Esfuerzo (Kgf/cm2) 2,54 mm 5,08 mm 25,40 65,94 25,17 61,60 24,80 44,96. 36.

(37) ICIV 200610 02. Grafica Nº 8 Esfuerzo Vs. Penetración CURVA DE PENETRACIÓN 260,000. 240,000. 220,000. 200,000. ESFUERZO (Kgf/ cm2). 180,000. 160,000. 140,000. 26 12 56. 120,000. 100,000. 80,000. 60,000. 40,000. 20,000. 0,000 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95 1,00 1,05 1,10 1,15 1,20 1,25 1,30 1,35 1,40 PENETRACIÓN (cm). Tabla Nº 21: Relación de soporte CBR Relación de soporte CBR(%) Ensayo 2,54 mm 5,08 mm 1 36,124 62,528 2 35,795 58,409 3 35,270 42,634. En la realización de esta etapa para encontrar la relación de soporte del suelo bajo la norma E-148, se encontró que para 2.54mm se obtiene un CBR máximo de 36.12 % y para 5.08mm un CBR 62.53%.. 37.

(38) ICIV 200610 02. 7. NORMAS INVIAS vs. PRUEBAS DE LABORATORIO. Después de haber mostrado los resultados obtenidos de las pruebas de laboratorio básicas para la construcción de pavimentos utilizando escombros cerámicos en sub.-bases o bases de estos, se realizara una evaluación de aceptación, por medio de la norma de construcción de carreteras del Ministerio de obras publicas y transporte (MOP), que hoy en día es el INVIAS. Esta normativa tiene para cada capa de pavimento un cumplimiento especifico, por lo tanto para la propuesta que se esta llevando acabo se realizara la evaluación para subbases y bases.. 7.1 sub.-bases. 7.1.1 Limite de atterberg La normativa especifica que la fracción del material que pasa por el tamiz Nº 40 no debe tener un índice de plasticidad mayor de 6 y limite líquido máximo 25%. En este caso se hace notable el cumplimiento del material frente a la norma, debido a que nuestro material según sus condiciones físico – mecánicas, no presentan plasticidad.. 7.1.2 Granulometría A continuación se mostrara los resultados obtenido de comparar los resultados hallados con los expuestos por el INVIAS en la norma E-213 y la norma ASTM.. 38.

(39) ICIV 200610 02. Tabla Nº 23 NORMA INVIAS E -213 (ESPECIFICACIONES IDU 400-05). TAMIZ 1" 3/4" 3/8" 4 10 40 200. SB_Gr2 sub-base superior inferior 75 60 45 30 20 6 0. Ensayo 1 95 85 75 55 40 25 12. Ensayo 2. 95,72 77,99 39,35 27,52 16,09 11,92 4,54. Ensayo 3. 100,00 100,00 94,85 73,28 38,19 21,57 1,55. 100,00 100,00 97,42 80,50 48,24 31,05 6,13. Grafica 11: Granulometría INVIAS subbase Granulom etria 120 100 superior. % pasa. 80. inferior ensayo 1. 60. ensayo 2 Ensayo 3. 40 20 0 1". 3/4". 3/8". 4 Tam iz. 10. 40. 200. Tabla Nº 24 NORMA ASTM SUB-BASES. TAMIZ. inferior 3/4. 4 200. ASTM Ensayo 1 Ensayo 2 Ensayo 3 superior 90 100 77,99 100,00 100,00 30 60 27,52 73,28 80,50 0 12 4,54 1,55 6,13. 39.

(40) ICIV 200610 02. Grafica 12 Granulometría ASTM subbase Granulometria SUB- BASES 120 100 superior. % pasa. 80. inferior ensayo 1. 60. ensayo 2. 40. Ensayo 3. 20 0 0,75. 4. 200. Tam iz. Al observar la comparación del los ensayos con respecto a la norma INVIAS E-213 (IDU 400-05), encontramos que 2 de 3 ensayos son altamente factibles, a causa que un gran porcentaje que pasa por cada tamiz se encuentran en la banda de admisibilidad de granulometría, aunque en 3 puntos de 7 este material se sale del limite por lo cual se puede decir en esta instancia que estos cerámicos son 57% factibles, según esta norma. Para la reglamentación exigida por la ASTM encontramos resultados similares que en la INVIAS, ya que en uno de los puntos evaluados en los tres casos se encuentran fuera de las limitantes admisibles. Estos resultados se pueden considerar altamente variables, ya que del material a probar tubo que sufrir un proceso de trituración manual, y el tamaño de este es relativo según la persona que haga este proceso. Esto se debe hacer en la mayoría de casos ya que al realizar la demolición de la estructura, estos escombros o residuos salen en tamaños superiores a los necesarios para realizar un proceso de granulometría.. 40.

(41) ICIV 200610 02. Como conclusión frente a este ensayo y la normativa correspondiente se puede considerar que es aceptable para funcionar como material para sub.-bases. 7.1.3 Desgaste de los Ángeles Deacuerdo a los resultados obtenidos se cumple con la normativa IDU (IDU, 2005), a causa que esta establece que el desgaste para bases debe ser menor al 40% en subbases granulares de trafico T0 - T1, para este caso se obtuvieron un desgaste de 41.22%, 39.78% y 38.84%. Aunque se denota que la resistencia obtenida esta al límite dado por la normativa, por lo cual al ser uso de este material se debe considerar una granulometría de mayor tamaño las partículas, en este caso correspondería a una granulometría tipo E (enunciado en la norma E219). Se debe considerar que se sacrificaría la banda de granulometría que expone la norma, pero se encontraría una mayor resistencia del material.. 7.1.4 CBR En la realización de una prueba de CBR para una muestra de 60% RCD y 40% recebo, se encontró que el máximo CBR es de 2.54mm es de 36.12%, la norma E148 de INVIAS exige que el mínimo CBR para la subbase sea de 30%, por lo tanto cumple.. 7.2 Bases 7.2.1 Limite de Atterberg La normativa especifica que la fracción del material que pasa por el tamiz Nº 40 el limite liquido debe se menor al 25% y no debe tener un índice de plasticidad mayor de 3. Por los resultados hallados al realizar la práctica de límites de Attemberg, se afirma que este material cumple con la normativa.. 41.

(42) ICIV 200610 02. 7.2.2 Granulometría Tabla Nº 25 NORMA INVIAS E -213 (ESPECIFICACIONES IDU 400-05). TAMIZ 1" 3/4" 3/8" 4 10 40 200. Ensayo 1 Ensayo 2 Ensayo 3 BG_Gr2 Base inferior superior 100 100 95,72 100,00 100,00 75 95 77,99 100,00 100,00 50 80 39,35 94,85 97,42 35 60 27,52 73,28 80,50 20 40 16,09 38,19 48,24 8 22 11,92 21,57 31,05 2 10 4,54 1,55 6,13. Grafica 13 Granulometría INVIAS base Granulom etria 120 100. % pasa. 80. superior inferior. 60. ensayo 1 ensayo 2. 40. Ensayo 3. 20 0 1". 3/4". 3/8". 4. 10. 40. Tam iz. Tabla Nº 26 Normas ASTM BASES. TAMIZ. inferior 3/4 3/8. 4 200. Invias superior 70 50 35 0. Ensayo 1 92 70 55 8. 77,99 39,35 27,52 4,54. Ensayo 2 100,00 94,85 73,28 1,55. Ensayo 3 100,00 97,42 80,50 6,13. 42.

(43) ICIV 200610 02. Grafica 14 Granulometría ASTM base Granulom etria BASES 120 100 superior. % pasa. 80. inferior ensayo 1. 60. ensayo 2. 40. Ensayo 3. 20 0 0,75. 0,375. 4. 200. Tam iz. De igual manera la norma establece que el material que pasa por el tamiz Nº 200 debe ser menor a la mitad del porcentaje que pasa por el tamiz Nº 40. En donde los tres ensayos cumples con la normativa. Desde una primera observación se hace notable que ninguno de los ensayos cumple con el 100% de la normativa que expone la ASTM e INVIAS para bases de pavimentos, al cumplir una de las tres pruebas con la mayoría de las comparaciones, se puede decir que el material es probable para esta prueba, pero con algunos ajustes.. 7.2.3 Desgaste de los Ángeles Con respecto al máximo porcentaje de desgaste que se puede obtener en granulares para bases es del 35% para trafico T0 – T1, en nuestro caso el incumplimiento es notable ya que los tres ensayos realizados dan superior a este limitante.. 43.

(44) ICIV 200610 02. 7.2.4 CBR En la realización de una prueba de CBR para una muestra de 60% RCD y 40% recebo, se encontró que el máximo CBR de 2.54mm es de 36.12% por lo tanto el material no cumple con el mínimo (80%) exigido por la norma.. 8. ANÁLISIS DE COSTOS Para la construcción de cualquier tipo de pavimento se debe tener en cuenta unos costos directos e indirectos, para nuestro caso en estudio solo se hará énfasis en los costos directos del pavimentó y para un m2 de vía (Construdata, 2006): Se debe tener en cuenta que para la propuesta generada no se puede utilizar en su totalidad para la sub.-base material de escombros, si no que se tiene que realizar una mezcla de material granular con escombros. Para este caso se propone el utilizar 40% escombros y 60% material granular (recebo), esto se propone por medio de una experiencia previa de esta combinación en cimentaciones de vivienda.. 8.1. Costo de un pavimento tradicional de asfalto.. Tabla Nº 27: Costo Tradicional MATERIAL Material granular subbase Material de escombros Acarreo a distancia mayor de 2Km Base granular B-600 Base Asfáltica Descapote Excavación a mano (retiro) Relleno tipo 2 (recebo) Replanteo general Rodadura Asfáltica B-1350. Unidad M3 M3 M3-Km. Cantidad 0,21. M3 M3 M2 M2 M2 M2 M2. 0,16 0,04 0,2 0,74 0,7 1 0,04. 59. Tradicional Valor.unit valor Total. 12.962. 2.722. 4.319. 254.802. 22.619 390.150 17.280 5.907 40.420 355 7.575. 3.619 15.606 3.456 4.371 28.294 355 303 313.528. 44.

(45) ICIV 200610 02. 8.2. Costo de un pavimento subbase: 60% escombro triturado, 40% material granular. Tabla Nº 27: 60% escombro triturado, 40% recebo. MATERIAL Material granular subbase Material de escombros Acarreo a distancia mayor de 2Km Base granular B-600 Base Asfáltica Descapote Excavación a mano (retiro) Relleno tipo 2 (recebo) Replanteo general Rodadura Asfáltica B-1350. Unidad M3 M3 M3-Km. Cantidad 0,084 0,126 59. M3 M3 M2 M2 M2 M2 M2. 0,16 0,04 0,2 0,74 0,7 1 0,04. Propuesta 1 Valor.unit valor Total. 12.962 1.089 5.000 630 4.319 254.802 22.619 390.150 17.280 5.907 40.420 355 7.575. 3.619 15.606 3.456 4.371 28.294 355 303 312.525. 8.3. Costo de un pavimento con sub.-base: 100% escombro triturado. Tabla Nº 28: 100% escombro triturado. MATERIAL Material granular subbase Material de escombros Acarreo a distancia mayor de 2Km Base granular B-600 Base Asfáltica Descapote Excavación a mano (retiro) Relleno tipo 2 (recebo) Replanteo general Rodadura Asfáltica B-1350. Unidad M3 M3 M3-Km. Cantidad. M3 M3 M2 M2 M2 M2 M2. 0,16 0,04 0,2 0,74 0,7 1 0,04. 0,21 59. Propuesta 2 Valor.unit valor Total. 12.962 5.000 1.050 4.319 254.802 22.619 390.150 17.280 5.907 40.420 355 7.575. 3.619 15.606 3.456 4.371 28.294 355 303 311.856. 8.4 comparación de presupuesto. Tabla Nº 28: 60% escombro triturado, 40% recebo Vs. Tradicional. m3 1 50 100 500 1.000 5.000 10.000 20.000. Tradicional Propuesta 1 Diferencia trad-1 (Pesos) (Pesos) (Pesos) 313.528 312.525 1.003 15.676.400 15.626.240 50.160 31.352.800 31.252.480 100.320 156.764.000 156.262.400 501.600 313.528.000 312.524.800 1.003.200 1.567.640.000 1.562.624.000 5.016.000 3.135.280.000 3.125.248.000 10.032.000 6.270.560.000 6.250.496.000 20.064.000. 45.

(46) ICIV 200610 02. Tabla Nº 29: 100% escombro triturado Vs. Tradicional. m3 1 50 100 500 1.000 5.000 10.000 20.000. Tradicional Propuesta 2 Diferencia trad-2 (Pesos) (Pesos) (Pesos) 313.528 311.856 1.672 15.676.400 15.592.800 83.600 31.352.800 31.185.600 167.200 156.764.000 155.928.000 836.000 313.528.000 311.856.000 1.672.000 1.567.640.000 1.559.280.000 8.360.000 3.135.280.000 3.118.560.000 16.720.000 6.270.560.000 6.237.120.000 33.440.000. Observando los resultados anteriores en base a Construdata a la fecha, la diferencia de costos no es notable en cantidades pequeñas, pero al momento de realizar la comparación. con cantidades de mayor magnitud podemos hallar. ahorros de millones de pesos para la comunidad, sin tener en cuenta la recuperación ambiental y de salubridad que se estaría logrando en la ciudad. Por lo tanto se puede considerar que este proyecto bajo el concepto económico es notablemente viable. 9. ANÁLISIS DE NECESIDAD DE TECNOLOGÍA Para la construcción de las capas granulares es necesario la presencia de un vibra compactador, como el objetivo es utilizar los RCD de cerámicos en función de granulares, no tendríamos maquinaria adicional a utilizar. Frente a la demolición no se tiene tecnología diferente ya que esta se hace de forma. manual. por. la. facilidad. de. este. material. para. ser. demolido.. 46.

(47) ICIV 200610 02. 10. CONCLUSIONES Y SUGERENCIAS * El crecimiento de autorización de licencias de construcción, incrementa el crecimiento de RCD y se pude considerar que entre estos hay alta participación de cerámicos, a causa que las construcciones antiguas se realizaban en mampostería y algunas nuevas mantienen este sistema tradicional. * El reciclaje de RCD ha sido una solución para la sustitución de materia prima en Europa y Estados Unidos, para Colombia seria una solución de aspecto social Brindar vías a mayor población-, ambiental – ordenamiento de la disposición final de los RCD- y así mismo disminuir la explotación de recursos naturales. * El límite líquido y el índice de plasticidad cumple con los mínimos exigidos, aunque el material proviene de arcilla, se comporta como arena y su contextura es como tal, aunque su adherencia o capilaridad es de bajo porcentaje. * El cumplimiento de la granulometría es variable a causa de la fragmentación del material, ya que esta se hace de forma manual. Por tal razón no se afirmar, que el material en estudio no cumple con las condiciones de granulometría; ya que estas pueden ser manejables hasta lograr que cumpla con las normativas mínimas exigidas. * El desgaste de los angeles obtuvo un resultado dentro el limite exigido para subbases pero estos están muy cerca de la normativa exigida. * Los resultados obtenidos de compactación son favorables, porque están en el rango típico de densidad máxima de granulares 1.7 a1.9 kg. / cm3, pero la humedad óptima en los tres ensayos se obtiene como si fuera de arcilla. Esto se puede relacionar por el material original de la mampostería, y la disminución de la humedad. entre los ensayos se justifica, porque las tres mediciones tienen. diferente mezcla de material (RCD con recebo), en búsqueda de encontrar la más efectiva. 47.

(48) ICIV 200610 02. * Para realizar el ensayo de CBR, se escogió la mezcla de 60% RCD cerámico y 40% recebo, a causa que el recebo tiene mayor capilaridad de esta manera ayuda que el comportamiento del material tenga mejores resultados. Se obtuvo que el CBR de este fue mínimo 35.27 y máximo de 62.52%; lo cual indica que cumple con la normativa de subbase y no es aceptable para base de pavimentos. * En base a las comparaciones con la norma IDU (INVIAS), se encuentra que el material de cerámica (mampostería) proveniente de. RCD en los resultados. experimentales en su mayor porcentaje cumple con las normas mínimas para la construcción de un Pavimento de bajo trafico vial, pero estos resultados se encuentran sobre el limite exigido. Por lo cual se sugiere realizar una investigación de este material cerámico en subrasante, ya que puede tener mayor cumplimiento en las condiciones exigidas y generar un desarrollo de los pavimentos en Colombia. *El estudio de factibilidad económica obtuvo buenos resultados al momento que se utilice este material en gran volumen, ya que el costo a reducir es el de recebo; al utilizar este material en un 40% y 60% de RCD en la capa de subbase se obtiene un ahorro de 1.003 pesos por m3. *Con respecto a la factibilidad de tecnología igualmente a la económica se hallaron resultados positivos, en donde el procedimiento adicional a realizar en el proceso de selección de materia prima es la trituración del material, el cual se puede realizar de forma manual en el momento de la demolición o en el lugar de la construcción. Porque la colocación de esta y la compactación se realiza de forma tradicional e igual a los agregados actualmente utilizados. * Así mismo se debe contemplar estudiar estos RCD de cerámicos para la estabilización de subrasante, a causa que la investigación actual da una factibilidad superficial para ser utilizados en esta capa, el estudio realizado por la Ingeniera Viviane Reina sobre utilización de RCD en general es factible para la 48.

(49) ICIV 200610 02. subrasante. Pero el costo que generaría la utilización de RCD compuestos de concreto reforzado entre otros son mayores, porque al contemplar el costo de separación y tratamiento de algunos materiales tienen alto costo y es necesario contar con una planta de reciclaje para RCD, hasta el momento Colombia no cuenta con ninguna.. 49.

(50) ICIV 200610 02. 11. REFERENCIAS (Alcaldía, 1997). Alcaldía mayor de Santafe de Bogotá y DAMA. Guía técnica para el manejo de escombros en las obras de construcción. Bogotá, 1997.. (Alcaldía,2001). http://www.alcaldiabogota.gov.co/sisjur/normas/Norma1. (Berry, 1993). Berry, Meter. Reid, David. Mecánica de suelos. Ed.Mc Graw Hill. Bogotá, 1993.. (Caro, 1958). Caro, Guillermo. Martínez, Fernando. Teoría y práctica de diseño y construcción de Pavimentos. Bogotá, 1958.. (Construdata, 2006). Construdata., Información para la Construcción., Legis, Nº138, Bogotá D.C., Marzo-Mayo 2006.. (contruaprende, 2006). http://www.construaprende.com/Lab/. (e-local, 2000). http://www.e-local.gob.mx. (Fundacentro, 2003). http://www.fundacentro.gov.br. (García, 2003). García, Laura. Sostenibilidad de la disposición de escombros de construcción y demolición en Bogotá. Proyecto de grado, Universidad de los Andes, 2003.. (ICONTEC, 2006). www.moore.com.co/icontec/4205.htm. (IDU, 2006). www.idu.gov.co. (INVIAS, 2006). Instituto nacional de vías. Norma. 2006. (Montejo, 1998). Montejo, Alfonso. Ingeniería de pavimentos para carretera. Universidad católica de Colombia.2ªedición, 1998.. 50.

(51) ICIV 200610 02. (MOP, 1980). Ministerio de obras publicas y transporte. Dirección general de Carreteras. Segunda edición. Tomo I. Enero 1980.. (Ordóñez, 1998). Ordóñez, Adriana. Reducción, reutilización y reciclaje de desechos de construcción en Santa fe de Bogotá. Proyecto de grado, Universidad de los Andes, 1998.. (PNDR, 2001). http://noticias.juridicas.com/basedatos/Admin/r1406011-mma.html. (Pérez, 1996). Pérez, José. Estudio del potencial de reciclaje de desechos de materiales de construcción y demolición en Santafe de Bogotá. Proyecto de grado, Universidad de los Andes, 1996.. (Reyes, 1997). Reyes, Freddy. Diseño de pavimentos por métodos racionales. Bogotá, universidad de los andes, 1997.. (Sánchez, 1984). Sánchez, Fernando. Pavimentos, fundamentos teóricos para el diseño. Tomo I. Universidad la gran Colombia. 1ª edición, 1984.. (Symonds, 19999). http://www.environmental-expert.com. (Triangle, 1995). Triangle J, Council of governments. Waste Spec, Model Specifications for construction waste reduction, reuse, and recycling. 1995.. (unalmed, 2006). http://www.unalmed.edu.co/~geotecni/GG-17.pdf. 51.

(52)