CENTRO DE INVESTIGACIÓN Y DE ESTUDIOS
AVANZADOS DEL INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
UNIDAD MÉRIDA
DEPARTAMENTO DE FÍSICA APLICADA
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Reciclaje de Residuos Sólidos Urbanos (RSU) para Mi9gar el
Cambio Climá9co
Luis Maldonado L., Marbella Echeverría M, Gualdemar Casanova C. , Jesús Cob C
Introducción
El Problema
Metodología
Resultados
Introducción
Como todo cuerpo celeste en el universo, la 9erra no 9ene excepción. Tuvo un origen y tarde o temprano tendrá un final. Lo anterior conlleva a que la termodinámica de los gases que componen su atmósfera este en con9núa variación. Durante muchos millones de años los cambios termodinámicos ocurrían muy lentos o solamente alterados súbitamente por erupciones volcánicas, por ac9vidad tectónica o por eventos cósmicos, como lo fue la caída del meteorito en el mar, en lo que ahora es parte de la porción norte de la Península de Yucatán. Sin embargo, el desarrollo cienjfico, aplicado a la producción en la era industrial y la sobrepoblación ha ocasionado que la composición química de la atmósfera cambie a un ritmo acelerado, debido a las emisión de gases de efecto invernadero (GEI). Así la ac9vidad antropogénica está alterando el clima y esto viene a añadirse a la variabilidad climá9ca natural que acontecía durante períodos de 9empo muy largos. El cambio climá9co de origen antropogénico, es la variación del clima que ocurre debido a la variación de la composición química de la atmósfera causada por ac9vidades humanas, lo cual conlleva a que el comportamiento termodinámico natural de las capas que componen la atmósfera sea alterado, muy rápidamente.
Introducción
Revolución Industrial + Sobrepoblación = GEI
GEI: metano (CH
4), vapor de agua,
bióxido de carbono(CO
2),
óxido nitroso (N
2O), ozono (O
3),
clorofluorocarbonos (CFC)
El CH
4aumentó 150 % desde era preindustrial
Introducción
GEI en México (CO
2eq):
Energía: 67.3% (503,817.6 Gg)
;
Agricultura, 12.3% (92,184.4 Gg),
Procesos Industriales, 8.2% (61,226.9 Gg),
Uso del Suelo, 6.3% (46,892.4 Gg),
Desechos, 5.9% (44,130.8 Gg): Rellenos, Quemas !!
Introducción
¿PARA QUE SIRVE LA ENERGÍA?
BIENES Y AGUA
(ejemplos: vidrio y concreto)
CONCRETO: 10 x10
9tons/año
(Meyer, C.,2009. “The greening of the
concrete industry”, Cement & Concrete Composites 31 (2009) 601–605.
VIDRIO (2014): plano 65 x10
6ton
contenedores: 22 x10
6ton o 50 x10
9unidades
(h{p://www.glassforeurope.com/en/industry/global-‐market-‐structure.phpand
h{p://www.feve.org/index.php?op9on=com_content&view=ar9cle&id=10&Itemid=11),
Introducción
Reciclaje:
“
La transformación de los residuos a través
de disWntos procesos que permiten resWtuir su
valor económico, evitando así su disposición final,
siempre y cuando esta resWtución favorezca un
ahorro de energía
y
materias primas
sin perjuicio
para la salud, los ecosistemas o sus elementos.
”
Planteamiento del problema
El concreto es un material que es u9lizado de manera generalizada a nivel mundial debido a sus excelentes propiedades mecánicas, trabajabilidad, disponibilidad y bajo precio, entre otras caracterís9cas.
El concreto es un material que con9ene muchos poros, a través de los cuales ingresa agua, cloruros provenientes del mar, CO2, SO2, etc.
Los iones cloruro causan corrosión del acero de refuerzo y el CO2 carbonatación del concreto. Ambos fenómenos, actuando sinergís9camente causan deterioro prematuro de las infraestructuras.
Por otra parte, el vidrio es otro material cuya producción es muy extensa y su desuso representa un problema, pero puede ser reciclado como material cementante y con ello cerrar los poros del concreto.
Este trabajo propone usar vidrio reciclado para prolongar la vida de la infraestructura costera y de esa manera se contribuye también a evitar la transformación de materias primas y la producción de energía, las cuales generan un gran porcentaje de GEI.
ObjeWvo principal
Diseñar mezclas de concretos durables
para ambiente marino tropical usando
vidrio reciclado
.
Ahorro de cemento
. Ahorro de materias primas
. Ahorro de Energía
. Disminución de GEI
Metodología
•
Diseño de pastas con susWtución de cemento Portland
Tipo I con 1, 2.5 y 5 % de polvo de vidrio reciclado, del
peso necesario para tener una relación agua cementante
de 0.4 y 0.5.
•
Exposición de las muestras en la costa norte de la
Península de Yucatán (Estación Marina del CINVESTAV,
Telchac Puerto).
•
Medición de la difusión del ion cloruro en función del
Wempo de exposición.
•
Se comparan los resultados con muestra sin adición y con
las muestras con los mismos porcentajes de metacaolin.
Marco con muestras
Rodaja marcada para sacar polvos y analizar contenido de cloruros.
(1 año de exposición a/c =0.5 2.5% PVR)
RESULTADOS
Resultados
Relación a/c SusWtución (% ppc) MC D (cm2/s) D (cm2/s) SusWtución ( % ppc) PVR 0.4 0 4 x10-‐8 4 x10-‐8 0 1 3.6 x10-‐8 3.3 x10-‐8 1 2.5 1.5 x10-‐8 3.0 x10-‐8 2.5 5 1.7 x10-‐8 7.3 x10-‐8 5 0.5 0 4 x10-‐8 4 x10-‐8 0 1 3.3 x10-‐8 4.3 x10-‐8 1 2.5 6.0 x10-‐8 3.8 x10-‐8 2.5 5 3.6 x10-‐8 3.5 x10-‐8 5
Discusión y Conclusiones
Existe aún amplia discusión en la bibliogra•a sobre el uso del vidrio reciclado en el concreto. Esta va desde que si se usa como agregados o como cementante. En este caso, sobre el tamaño de la parjcula, tratamiento de la misma, porcentajes, etc. Sin embargo, la tendencia parece ser que para uso como cementante mientras la parjcula sea más fina mejor.
También existe temor sobre las reacciones químicas en presencia del vidrio en el concreto, en par9cular la reacción álcali -‐ sílice.
De forma preliminar en este trabajo se ha logrado demostrar que en el ambiente de la costa yucateca, al menos, en pastas de cemento Portland 9po I, la sus9tución de 1, 2.5 y 5 por ciento rela9vo al peso de cemento para las relaciones de 0.4 y 0.5 disminuyen el ingreso del ion cloruro y los coeficientes de difusión son del mismo orden que los de otro cementante de composición química parecida, llamado metacaolín.
