FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS CICLO DE VIDA DEL SISTEMA CONSTRUCTIVO FACHADA MURO EN LADRILLO MACIZO EN VIVIENDA DE INTERÉS SOCIAL VIS, TUNJA.
MODALIDAD: Auxiliares de Investigación
PRESENTADO POR:
NOMBRE: Jenny Elvira Prieto Olarte CÓDIGO: 507400 NOMBRE: Brayan Andrés Morales Castiblanco CÓDIGO: 505979
DOCENTES ASESORES:
NOMBRE: Ingeniera Isabel Cristina Cerón Vinasco NOMBRE: Ingeniero Francisco Javier Novegil
UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA
INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ - CUNDINAMARCA
2021
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FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS CICLO DE VIDA DEL SISTEMA CONSTRUCTIVO FACHADA MURO EN LADRILLO MACIZO EN VIVIENDA DE INTERÉS SOCIAL VIS, TUNJA.
MODALIDAD: Auxiliares de Investigación
PRESENTADO POR:
NOMBRE: Jenny Elvira Prieto Olarte CÓDIGO: 507400 NOMBRE: Brayan Andrés Morales Castiblanco CÓDIGO: 505979
DOCENTES ASESORES:
NOMBRE: Ingeniera Isabel Cristina Cerón Vinasco NOMBRE: Ingeniero Francisco Javier Novegil
UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA
INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ - CUNDINAMARCA
2021
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NOTA DE ACEPTACIÓN
Firma del presidente del Jurado
Firma del Jurado
Firma del Jurado
Bogotá D.C, 10 de noviembre de 2021
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DEDICATORIA
El presente trabajo de grado lo dedicamos principalmente a Dios y la Virgen, por brindarnos salud, fuerza y oportunidades para poder cumplir una meta más que tenemos propuesta en nuestras vidas.
Dedico de manera especial mi tesis a mi padre José Fidel Prieto por las enseñanzas que día a día recibo de él, por su ejemplo de lucha día tras día, el hombre más guerrero que haya conocido en mi vida, a mi mamá que desde el cielo estará feliz de verme culminar uno de mis proyectos estoy segura que se sentiría muy orgullosa ella la mejor de todas, a mis hermanos el motor de este proceso en especial a Fidel Prieto por el apoyo que me brindó en el momento indicado y que hasta la fecha ha sido un apoyo en mi vida, a Fabián Prieto por su apoyo y su aliento, a mi sobrina Julieth Olarte por su apoyo y por sus palabras de orgullo que siente hacia a mí. A Yovana Castiblanco un ser muy especial en mi vida gracias por su paciencia y apoyo incondicional, gracias a las hermanas de mi novio por su apoyo y su buena vibra en este proceso.
A mi novio por su apoyo incondicional por ser parte de mi equipo de trabajo en este y anhelado trabajo por ser mi complemento, por siempre seguir sin desfallecer por estar a punto de ser colegas por estar culminando uno de nuestros tantos sueños siempre de la mano de Dios.
Jenny Prieto.
A mis padres Yovana Castiblanco y Mario Morales por brindarme siempre ese amor, ejemplo, sacrificio y apoyo incondicional en cada paso que he dado para llegar hasta aquí y convertirme en lo soy hoy en día.
A mis hermanas Tania Morales, Brigitte Morales y mi hermano Mario Morales por ser parte de mi vida y este proceso, por el apoyo emocional y moral que me han dado, por afrontar conmigo siempre situaciones gratas y unas no tanto a lo largo de esta etapa de mi vida.
A mis abuelitas Martha Cotrino y Ana Laiseca por ser siempre esas alcahuetas y cómplices de vida, por ustedes también estoy aquí y este triunfo es de todos
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nosotros como familia, es lo que siempre desearon de mi parte y se los estoy cumpliendo.
A mi novia Jenny que ha sido el perfecto complemento que llegó para mi vida y que por cosas del destino también es mi compañera de tesis, hemos logrado todo lo que nos hemos propuesto y este gran paso de culminar la etapa de una carrera universitaria lo logramos juntos, apoyándonos y complementándonos como sólo nosotros sabemos hacerlo.
Brayan Morales.
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AGRADECIMIENTOS
Agradezco a mis padres y hermanos y a mi novio un ser muy especial en vida a mis tías María Elsa González, Emma González quienes fueron unas de las personas que me enseñaron a creer y a pensar que todo era posible, solo es de soñar tener constancia sacrificio y de esfuerzo.
A mis dos amigas Viviana Rodríguez y Gisell Fernanda ellas simplemente un apoyo incondicional gracias por sus palabras de aliento siempre.
A los Ingenieros que nos acompañaron en este proceso Isabel Cristina Cerón y Francisco Novegil.
A los ángeles terrenales que han sido parte de este proceso y que han puesto un granito de arena en mi vida.
Jenny Prieto.
A mi familia, novia y amigos que son el motor de mi vida y se han esforzado por ayudarme a llegar a este punto de mi vida personal, profesional y académica.
No ha sido un proceso sencillo, pero gracias a su motivación y ganas de transmitirme sus conocimientos y afecto, he logrado cumplir importantes objetivos como lo es culminar con éxito el desarrollo de mi trabajo de grado y obtener mi tan anhelado título de Ingeniero Civil.
Brayan Morales.
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TABLA DE CONTENIDO
1 INTRODUCCIÓN
INVESTIGACIÓN
11.3 DEFINICIÓN DE SOFTWARES O HERRAMIENTAS PARA HACER ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA
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... 12
2 ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIÓN. ... 14
3 PLANTEAMIENTO Y FORMULACION DE LA PREGUNTA DE ... 16
4 OBJETIVOS ... 18
4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ... 18
5 ESTADO DEL ARTE ... 19
6 MARCO TEÓRICO ... 18
4.1 OBJETIVO GENERAL ... 24
7 MARCO CONCEPTUAL...27
8 METODOLOGÍA ... 28
8.1 ACV ...29
9 CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES ... 32
10 ALCANCE ... 33
10.1 LIMITACIONES ... 33
11 ANÁLISIS ... 34
11.1 DESCRIPCIÓN PROCESO CONSTRUCTIVO ... 34
11.2 DESCRIPCIÓN DE MATERIALES Y PERSONAL EMPLEADO EN LA CONSTRUCCIÓN DE UN MURO FACHADA EN LADRILLO MACIZO ... 36
... 36
11.4 MÉTODOS DE EVALUACIÓN HERRAMIENTA OPENLCA ... 38
11.5 DEFINICIÓN EL CASO DE ESTUDIO ... 39
11.6 CALCULO CANTIDADES DE OBRA ... 42
12 RESULTADOS... 45
13 CONCLUSIONES ... 52
13.1 NUEVAS LINEAS DE ESTUDIO ... 54
BIBLIOGRAFÍA ... 55
ANEXOS ... 60
LISTA DE TABLAS
Tabla 4. Cálculo Volumen Mortero
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Tabla 3. Cálculo área de las fachadas
Pág.
Tabla 1 Material por metro cuadrado de fachada...36
... 36
Tabla 2. Tabla Comparativa de Softwares ACV. ... 42
... 43
Tabla 5. Cálculo Cantidad de Ladrillos ... 43
Tabla 6. Dosificación Mortero ... 43
Tabla 7. Cálculo Cemento y Arena ... 44
Tabla 8. Cálculo Transporte ... 44
Tabla 9. Impactos generados por 9441 kg de cemento ... 50
Tabla 10. Emisiones método CML 2001 ... 50
LISTA DE ILUSTRACIONES
Tunja-Boyacá
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Pág.
Ilustración 1. Flujo genérico del ciclo de vida de un producto ... 26
Ilustración 2. Etapas del ACV ... 30
Ilustración 3. Cadena de valor ACV fachada en ladrillo macizo vivienda tipo VIS ... 32
Ilustración 4. Acarreo en Carretilla ... 34
Ilustración 5. Cadena Humana ... 34
Ilustración 6. Interfaz OpenLCA ... 37
Ilustración 7. Avances Torres 1 y 2 / Ilustración 8. Avance Torre 3 ...40
Ilustración 9. Alzamiento muro / Ilustración 10. Edificación finalizada ...40
Ilustración 11. Planta Estructural vivienda multifamiliar altos de la villa ... 41
Ilustración 12. Flujos de entrada y salida ACV Fachada ladrillo macizo ... 45
Ilustración 13. Impacto a la salud humana por efectos respiratorios ... 46
Ilustración 14. Impacto a la calidad del ecosistema por ecotoxicidad ... 46
Ilustración 15. Impacto a la salud humana efectos carcinogénicos ... 47
Ilustración 16. Impacto de acidificación potencial ... 47
Ilustración 17. Impacto al cambio climático GWP ...48
Ilustración 18. Impacto Eutrofización potencial ...48
Ilustración 19. Flujos de entrada y salida ACV Cemento. ...49
LISTA DE ANEXOS
Anexo 1. Ficha técnica ladrillo macizo Santafé Anexo 2. Ficha técnica cemento Argos
Anexo 3. Memoria de cálculo cantidades de obra
Anexo 4. Memoria de cálculo resultado OpenLCA ACV Ladrillo Anexo 5. Memoria de cálculo resultado OpenLCA ACV Cemento
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1 INTRODUCCIÓN
El cambio climático es una problemática que afecta la humanidad debido a alteraciones notorias de temperatura en la tierra, gran parte de este fenómeno climático se ha acelerado por la presencia de la humanidad al liberar gases que atrapan el calor en la tierra, generalmente se les llama de efecto invernadero. Al transcurrir del tiempo la industria, desertización extensiva, labranza y la proporción de GEI en la tierra han aumentado a grados sin precedentes, esta aceleración se produce para satisfacer las necesidades energéticas de la vida con el paso del tiempo, estos gases se han generado mediante el uso de recursos no renovables como el Carbón, petróleo, entre otros, la agricultura y en el sector que se va a enfocar este trabajo el Industrial, que es un gran emisor de dióxido de carbono y energía en grandes proporciones utilizadas en la producción de materiales. El 2021 es un año en el que se deben tomar decisiones para enfrentar la emergencia climática mundial. La ciencia indica que, para condicionar el incremento de la temperatura en la tierra a 1,5 °C, se deben reducir las emanaciones de gases en un 45% para el 2030. [1]
La conservación de energía a través del ahorro de consumo energético en edificaciones se ha transformado en un suministro mundial. Los componentes del desarrollo de la eficiencia energética incluyen el diseño de edificios de tránsito con casi cero energías prefabricadas, en segundo lugar, el uso de materiales de construcción energéticamente eficientes durante la construcción, en tercer lugar, el uso de materiales energéticamente eficientes para disminuir los requisitos operativos de energía y, en última instancia, la integración de tecnologías de energías limpias y/o renovables para distintas aplicaciones. [2]
En los últimos años los grandes líderes mundiales y las academias han generado investigaciones asociadas a este fenómeno con el fin de mitigar sus efectos, la Universidad Católica de Colombia en el 2020 desarrolló un proyecto con el objetivo de la búsqueda de nuevos materiales que se adapten a las condiciones climáticas del país, este trabajo responde a una de las tareas que se aborda en ese proyecto
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en específico bajo la metodología del Análisis del Ciclo de Vida, con la que se pretende aportar cualitativamente en la investigación de los impactos que se generan en fachadas típicas en la construcción de viviendas de interés social VIS de la ciudad de TUNJA.
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2 ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIÓN.
Las viviendas para la humanidad han sido determinadas por la historia evolutiva de todas las generaciones, por la necesidad que se presentan como el clima, ubicación geográfica, disponibilidad y el acceso a los materiales de construcción, este es el lugar donde las personas aprenden a sentar las bases emocionales y el cómo relacionarse para construir sociedad. Actualmente para poseer una vivienda que este directamente relacionada con los ingresos económicos, los países de todo el mundo han creado modelos de préstamos bancarios que permite a la sociedad mejores oportunidades para adquirir viviendas dignas, apoyados financieramente por el estado y a su vez generando leves ganancias a las entidades estatales. El proyecto habitacional colombiano se inició en la década de los 30 con la creación de los primeros mecanismos institucionales. [3]
Históricamente la industria constructora ha requerido gran proporción de uso de materiales y energía, lo que, a su vez, ha provocado grandes emisiones de gases, líquidos y sólidos que contaminan el medio ambiente, para evaluar este sector se requiere de una cuantificación y calificación de los recursos utilizados en los procesos constructivos.
Las actividades de construcción afectan el medio ambiente, ya que consumen recursos naturales, emiten sustancias nocivas para la humanidad y ocasionan alteraciones medioambientales durante su existencia. Debido a estos efectos es indispensable evaluar las conmociones generadas al Ambiente que están directamente relacionadas al cambio climático. La herramienta del Análisis del Ciclo de Vida es un proceso sistemático utilizado para evaluar el impacto ambiental atribuido a un producto o servicio constructivo durante todas las etapas de su vida, desarrollada en la década de los sesenta, se ha utilizado para prevenir la emisión de gases nocivos desde los setenta. No hay métodos o pautas específicas indicadas, aunque existen algunos acercamientos exitosos adaptados a este método. La premisa básica de esta herramienta es identificar todas las etapas de la vida de un producto, desde la fabricación, transporte y disposición final del material.
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[4]
Este trabajo responde al proyecto de investigación: “Estrategias de diseño resiliente aplicando tecnologías limpias a la vivienda social en Brasil y Colombia” que actualmente lleva la Universidad Católica de Colombia, en el objetivo específico 2 que es: “Identificar los tipos de tecnologías limpias que se utilizan en la producción de vivienda social en Brasil y Colombia” y que por tanto es desde aquí que surge nuestro trabajo de grado.
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3 PLANTEAMIENTO Y FORMULACION DE LA PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN
En Colombia, se promulgó recientemente la Ley 1715 de 2014, dentro de la cual se menciona “promover el desarrollo y la utilización de las fuentes no convencionales de energía, principalmente aquellas de carácter renovable”. Sin embargo, en Colombia existen importantes debilidades en políticas sostenibles y con enfoque a la eficiencia energética, “El desarrollo de la vivienda urbana en Colombia no muestra que a lo largo de un siglo contuviera normas o criterios ambientales significativos a través de determinadas políticas públicas”. [5]
Al igual que en América Latina, la crisis de vivienda en Colombia es de alta complejidad. Para estudiar este caso, es necesario abordar otros temas relacionados con el sector de la vivienda como lo son: el sistema de financiamiento estatal, arrendamientos, ingresos familiares, materiales e insumos de construcción, maquinaría y mano de obra. [6]
La industria de la Construcción emplea aproximadamente el 25% de los recursos derivados de la tierra. Por cada metro cuadrado construido se utilizan dos toneladas de recursos directos y se afectan 7 toneladas de elementos ambientales. [7]
Para poder saber el tipo de tecnologías que actualmente se emplean en los sistemas constructivos se deben caracterizar los materiales usados en este proceso, posteriormente hay que hacer un diagnóstico en las fachadas y a través de una comparación identificar cuáles de las tecnologías actualmente utilizadas en construcciones de vivienda VIS es más limpia en términos ambientales.
Las Viviendas tipo VIS construidas en Colombia, generalmente no consideran la sostenibilidad de los recursos ambientales en su diseño, construcción y posterior uso. Además, la influencia del déficit habitacional hace necesario identificar el impacto causado al medio ambiente. Esto significa evaluar el sistema de construcción de fachadas utilizado en edificaciones tipo VIS como las emisiones generadas en cada etapa del proceso constructivo. [8]
Para analizar y cuantificar todos los impactos ambientales de los productos
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utilizados en el sistema de construcción de una fachada en muro de ladrillo macizo, dentro de los métodos disponibles está el estudio del Análisis de Ciclo de Vida. Este trabajo de grado utiliza el software Open LCA el cual nos permite emplear el marco metodológico (ACV) que posibilita el diseño de un material a partir de su fuente natural y optimizar sus características ambientales, económicas y saludables. Para evaluar las condiciones de confort y la sostenibilidad en la vivienda tipo VIS en Boyacá- Colombia.
¿Cuál es el impacto ambiental de un sistema constructivo de fachada en muro de ladrillo macizo en una edificación VIS en Tunja?
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4 OBJETIVOS
4.1 OBJETIVO GENERAL
Evaluar el impacto ambiental del sistema constructivo para fachadas basado en muro de ladrillo macizo en la ciudad de Tunja para las viviendas VIS a través de la metodología del Análisis de Ciclo de Vida.
4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
• Compilar la información para la caracterización del sistema constructivo de fachada “tipo” y caracterizar el caso de estudio vivienda VIS de la ciudad de Tunja suministrado por el grupo de Investigación.
• Hacer el inventario de los recursos que se necesitan para las fachadas de muro del ladrillo macizo basados en un caso de estudio de vivienda VIS en la ciudad de Tunja - inventario de Ciclo de Vida.
• Definir una herramienta de ACV e implementarla para identificar los impactos ambientales asociados a la fachada en el material de estudio.
• Analizar los resultados de la evaluación ambiental y generar un documento con los resultados obtenidos.
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5 ESTADO DEL ARTE
Como se establece en el artículo 51 de la constitución política, todos los colombianos tienen derecho a vivienda digna. El Gobierno debe establecer las disposiciones principales para la implementación de este derecho y mejorar los programas para acceso a la vivienda de interés social, un sistema financiero sostenible a largo plazo y un marco colaborativo para la implementación de estos programas de vivienda. [9]
Es obligatorio dar cumplimiento a los requerimientos consagrados en la Constitución Política, por lo que es necesario dar aportes innovadores para solventar las necesidades de la población vulnerable a través de una vivienda sostenible que brinde la mayor calidad de vida posible.
La vivienda de interés social en Colombia se originó en el siglo XX, formo parte de un proyecto en el Gobierno del mandatario Misael Pastrana Borrero, bajo el mandato de Cesar Gaviria, el sector de la construcción afronto grandes retos del nuevo sistema político buscando seguir consolidándose como el referente en el sector productivo, para lo cual buscó tecnologías innovadoras y utilizadas en otros países que generaban mayor eficiencia y bajos costos, lo que generó mayor inversión. Debido al incremento de la oferta en vivienda de tipo VIS, el sector privado invirtió en este proceso constructivo mejorando levemente los productos y componentes de estos sistemas estructurales. [10]
Como lo estipula Min vivienda los apoyos para la consecución de vivienda “son aportes en dinero o bienes que se otorgan una sola vez al beneficiario” para mejorar la provisión de medios de vida y promover la compra o construcción de vivienda tipo VIS o mejoramiento de esta. Como lo establece el artículo 2º, numeral 2.6 se entiende como soluciones de vivienda al “modelo operacional que permite a los hogares la disposición de vivienda en condiciones sanitarias óptimas de espacio, servicios públicos y calidad de estructura, o iniciar el proceso para obtenerlas”. De igual manera, el numeral 2.3 del mismo artículo define el subsidio familiar de vivienda como “apoyo del estado en dinero, que se otorga una sola vez al
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beneficiario, sin cargo de restitución, que se establece como un complemento del ahorro que le permita adquirir, construir, o mejorar una vivienda de interés social”.
Este subsidio será otorgado a través de las Cajas de Compensación o del Fondo Nacional del Ahorro. [11]
Con origen en la Constitución de 1991, el primer propósito basado en el concepto de vivienda, ciudad y medio ambiente fue la iniciativa de Ciudades amables, desarrollada por el Departamento Nacional de Planeación en el año 2006 y de la cual Se estima que el concepto de “ciudad sostenible” se incorporó por primera vez como interés del estado colombiano, para lo cual presenta un conjunto de estrategias para dividir la construcción en cuatro fases, cada una de las cuales juega un papel en el logro de los objetivos de una ciudad sostenible. Los componentes que esta estrategia incluye son: desarrollo urbano, vivienda, agua, saneamiento básico y transporte. [12]
Desde una perspectiva sostenible, la resiliencia climática combina adaptación y mitigación con el fin de minimizar el cambio climático y su impacto. Contiene un marco para garantizar que se implemente un sistema de gestión de riesgos eficaz.
La visión del cambio climático sostenible y el desarrollo sostenible está estrechamente relacionada con los logros mundiales en la reducción del cambio climático y aumenta el tiempo para adaptarse a un nivel particular de cambio climático, potencialmente en varios años. Los retrasos en las medidas de mitigación podrían verse limitadas las posibilidades de trayectorias resilientes al clima en el futuro. [13].
La arquitectura sostenible consiste en diseñar edificaciones teniendo en cuenta aspectos climáticos, aprovechando los recursos disponibles (sol, vegetación, lluvia, vientos) para generar una disminución de los impactos ambientales, reduciendo los consumos de energía. Esta arquitectura está ligada a la construcción ecológica, que hace referencia a los procesos de construcción que sean responsables con el medioambiente y utilizan recursos de manera eficiente durante todo el tiempo de vida de una construcción. También debe impactar la salubridad de los edificios a,
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través de un mejor confort térmico, el control de los niveles de CO2 en los interiores, una mayor iluminación y la utilización de materiales de construcción no tóxicos avalados por declaraciones ambientales.
Por lo tanto, las viviendas sostenibles deben ser energéticamente eficientes, utilizar otros recursos, especialmente agua, tener una vida útil prolongada y estar diseñadas para cumplir con las regulaciones ambientales. [14]
En el país se dispone de todos los recursos necesarios para desarrollar un entorno de proyecto sostenible residencial, con materiales de calidad que respondan a los requerimientos técnicos, ambientales y climáticos, logrando condiciones de confort, sin el uso de aparatos de climatización ni de alto consumo energético. Sin embargo, la industria de la construcción, especialmente la de vivienda, tiene condiciones similares a nivel mundial y depende en gran medida de otras industrias como las del cemento, la cerámica, el acero y la madera. Todas ellas presentan problemas ambientales relacionados con el deterioro físico del lugar de extracción, contaminación del aire, del suelo y del agua, consumo energético e hídrico y emisiones de GEI, de alto impacto ambiental en sus procesos de producción.
Referente a las características las unidades habitacionales de los estratos 1, 2 y 3 no cuentan con las dimensiones para brindar un ambiente confortable y de calidad [15], este tipo de vivienda no tiene un confort térmico y no se encuentra entre los rangos adecuados de temperatura. [16]. Esto se debe al bajo presupuesto para construirlas y a la falta de conocimiento y experiencia en construcción.
El Departamento Administrativo Nacional de Estadística realiza el Censo de Edificaciones (CEED), en el cual evalúan el estado actual de los proyectos de construcción de viviendas cada tres meses. Este documento proporciona cifras y estadísticas sobre los procesos estructurales construidos en el país y han sido definidos de la siguiente manera:
Mampostería confinada pórticos: Consiste en elementos horizontales y verticales que se combinan con ladrillos o bloques en arcilla o concreto que actúan como parte de la protección y cobertura del espacio.
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Mampostería estructural: Sistema estructural que se compone de ladrillos, bloques en arcilla o concreto. Que resisten cargas producidas por sismos vientos y gravedad.
En el año 2015 los sistemas constructivos para las Viviendas de Interés Social fueron clasificados por la Cámara Colombiana de la Construcción. En gran proporción mampostería estructural con un 51%, mampostería confinada con un 18% y otros sistemas estructurales con un 2%. [17]
En la actualidad en países como Colombia ha crecido exponencialmente el interés por estudiar los impactos del cambio climático y las posibles soluciones para la mitigación de éste fenómeno, una de las metodologías puestas en práctica para obtener la información en las diferentes etapas de vida de un producto es el ACV, estudio realizado por diferentes tipos de software de los cuales se obtienen datos como los efectos e impactos que genera la creación, fabricación, uso y futuro mantenimiento del producto al medio ambiente mediante la cuantificación del flujo de entrada y salida energética y material de cada sistema productivo. Aportando al desarrollo sostenible que se busca generar en el país estos análisis optimizan la estructura y composición de los productos y a su vez promueven el uso de nuevos materiales amigables con el medio ambiente.
La Universidades de los Andes en Bogotá y la Universidad Pontificia Bolivariana en Medellín fueron las instituciones encargadas en impulsar el conocimiento y aplicación de la metodología ACV en Colombia, las primeras aplicaciones y talleres practicadas datan del año 1997 con la creación del Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) y los comités técnicos ISO/TC-207 para la discusión, aprobación y homologación en las normas Colombianas de algunos estándares internacionales de la ISO 14000, entre estas la serie de normas en las que se basa este trabajo de investigación, ISO 14040 sobre ACV. [18]
A continuación, se listan a modo de ilustración algunas tesis y proyectos de grado en Colombia sobre la aplicación del ACV:
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• Aproximación a un modelo para la optimización de los materiales de construcción desde el diseño de proyectos VISS con un enfoque de ciclo de vida (CV). Estudio de caso en un proyecto VISS, Cristian Martínez - Universidad Nacional (2016). [19]
• Análisis de ciclo de vida de residuos provenientes de las demoliciones de construcciones, manejo y aprovechamiento en la empresa metropolitana de aseo del putumayo s.a.s esp, aplicando la Norma ISO 14040, Iván Sarchi – Universidad Francisco de Paula Santander Ocaña (2020). [20]
• El ACV de los materiales: Una herramienta incidente y valorativa de gran potencial en el diseño de proyectos arquitectónicos de bajo impacto ambiental en Colombia, Germán Pernett – Fundación Universidad de América (2012). [21]
Este trabajo de grado busca llenar una tarea particular del proyecto de investigación, en la que se pretende identificar cual es el proceso constructivo y todo el impacto ambiental que se genera en los materiales que actualmente se utilizan como fachadas de edificios de Vivienda de Interés Social, para poder conocer el impacto generado específico de los materiales típicos usados, el método más recomendable es a través de los Análisis de Ciclo de Vida, implementado en este trabajo para la identificación real del impacto generado en la construcción de la fachada muro en ladrillo macizo.
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6 MARCO TEÓRICO
La industria de la construcción utiliza en grandes proporciones los recursos naturales, incluido un alto consumo de energía. La elección de materiales con un alto contenido energético requiere un elevado gasto de energía en la fase de construcción del edificio, pero también determina la próxima generación de energía que combina los requisitos de calefacción, ventilación y aire. [22]
La importancia de la protección del medio ambiente y la autoconciencia sobre los impactos asociados con la fabricación y los productos de consumo ha despertado el deseo de crear formas de comprender y abordar mejor estos impactos. Una de las técnicas desarrolladas para evaluar estos impactos es el análisis del ciclo de vida (ACV).
El ACV puede ayudar a:
— Identificar oportunidades para mejorar el desempeño ambiental de un producto en varias etapas de su ciclo de vida.
— Informar a los líderes de la industria, gobiernos u organizaciones no gubernamentales (por ejemplo, para planificación estratégica, prioridades estratégicas, diseño de productos y reforma).
— Elección de materiales respetuosos con el medio ambiente, incluidas estrategias de medición y marketing. (Por ejemplo, implementar un sistema de etiquetado ambiental, hacer declaraciones ambientales, promover productos ambientales, etc.).
El ACV describe el potencial ambiental y su impacto (por ejemplo, el impacto del uso de recursos y la contaminación) durante la vida de un producto desde la obtención de la materia prima hasta la fabricación, uso, acabado, reciclaje y disposición final (es decir, de la cuna a la tumba).
Un estudio de ACV se compone por cuatro fases:
a) la fase de definición del objetivo y el alcance b) la fase de análisis del inventario
c) la fase de evaluación del impacto ambiental
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d) la fase de interpretación.
El alcance del estudio de un ACV incluye los límites del sistema y el nivel de detalle, dependiendo del tema y uso pronosticado del estudio. [23]
Las fachadas, a diferencia de otros sistemas constructivos, combinan el aspecto y las características de la obra de una forma u otra. Este suele ser el punto más importante desde el punto de vista del diseño al establecer la pauta para el resto del edificio. La palabra "fachada" puede referirse a un plano que es paralelo a la pared exterior de un edificio, como un muro exterior. A veces el término "fachada" se utiliza para referirse a las caras externas de una edificación que tienen un diseño particular, como la decoración, la entrada principal del edificio, etc. [24]
Los principales materiales utilizados para el tipo de Vivienda VIS se emplean principalmente en la parte resistente de la construcción como las piedras, ladrillos, concreto, madera y metales, los aglomerantes cumplen la función de unir entre si adecuadamente a su función el cemento, el yeso y la cal. El vidrio se utiliza para el acabado, la pintura impermeable para los cimientos y el hormigón armado para procesar el cierre. Estos pueden ser de arcilla o piedra, metal o materiales fijos.
El estudio de los tipos de cerramientos muestra que la fachada sufrió muchos cambios a lo largo de su historia y sirvió de soporte para explicar las características de diferentes estructuras arquitectónicas. Sin embargo, los grandes cambios son el resultado de la evolución de la tecnología en la construcción. Tradicionalmente, la fachada conforma la estructura y separa el interior del exterior de la edificación, por lo que la condición de iluminación y ventilación es limitada.
Mediante el decreto 2501 de 2007 el Ministerio de minas y energía establece: “Que se debe hacer un uso racional y eficiente de energía eléctrica en la tipología de vivienda de interés social. A partir del tercer año, de la fecha de expedición de este decreto, como requisito para recibir subsidios del presupuesto estatal, los constructores de vivienda de interés social y en general aquellas que reciban estos recursos públicos, necesitan integrar componentes de eficiencia energética en el diseño y construcción de viviendas de acuerdo con especificaciones tecnológicas
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que para tal efecto establezcan los Ministerios de Minas y Energía, y Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial.”
Para realizar el análisis del Ciclo de Vida se utilizan diferentes Software, dependiendo de las necesidades requeridas, a continuación, se citan algunos:
Sima Pro: Es adecuado para departamentos de diseño ya que permite realizar un análisis completo de un producto fragmentándolo en materiales y procesos.
Eco-it: Es un mecanismo especializado en el análisis (ACV) y (HC) realizado a productos y procesos específicos.
Open LCA: Es una herramienta multidisciplinar sin costo que permite a los usuarios efectuar análisis ACV y la huella de carbono permitiendo modificar características de los materiales adaptándolos a las exigencias del personal que lo manipula (Este es el software en el que se trabaja el presente trabajo de grado).
GaBi: Este software envuelve los procesos y elementos para la modelación efectiva de un material o producto. [25]
La siguiente figura muestra los flujos de un sistema genérico con el objetivo de demostrar los tipos de esquemas generados por los softwares, lo que nos facilita la visualización de un determinado proceso. [26]
Ilustración 1. Flujo genérico del ciclo de vida de un producto
Fuente. Flujo tomado de Tesis Aportaciones ACV del cemento, Carvalho Arnaldo 2001.
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7 MARCO CONCEPTUAL
Este trabajo de grado responde al Proyecto de Investigación: “Estrategias de diseño resiliente aplicando tecnologías limpias a la vivienda social en Brasil y Colombia”
que actualmente lleva la Universidad Católica de Colombia, en el objetivo específico 2 que es: “Identificarlos tipos de tecnologías limpias que se utilizan en la producción de vivienda social en Brasil y Colombia”, por esta razón parte de aquí nuestro trabajo.
Vivienda de Interés Social (VIS): Se aplica a las familias cuyo salario mensual no supera los tres millones de pesos. La población en hacinamiento que habita en vivienda deplorables supera el 40% de las necesidades básicas insatisfechas la vivienda contribuye significativamente al crecimiento económico y la creación de empleo a través de diversas cadenas. [27]
Subsidio Familiar de Vivienda (SFV): Es un aporte estatal en dinero o en especie entregado una sola vez al beneficiario, que facilita la compra de vivienda nueva, construcción en sitio propio o mejoramiento de vivienda de interés social. [28]
Vivienda Digna: En la constitución política de Colombia de 1991 se articula: “todos los colombianos tienen derecho a una vivienda diga”. Se considera vivienda digna a aquella que contiene aspectos de interioridad seguros y exterioridad con óptima calidad de materiales.
Análisis de Ciclo de Vida (ACV): Es un método que permite evaluar el impacto de un producto o servicio al medio ambiente en todas las etapas de su vida. [29]
Resiliencia: Desde la ingeniería, esta técnica se enfoca en resistir la perturbación y en la propiedad de un sistema de rebotar de nuevo al estado antes del estrés externo, por lo que es una forma de "rebote" que significa la capacidad del sistema para volver a su equilibrio normal o estado inicial. [30]
Confort Térmico: El confort térmico actúa directamente en la salud de los habitantes de la vivienda y en su apreciación del ambiente interior. Esto es importante para las comunidades vulnerables, ya que pueden volverse susceptibles a enfermedades cuando se exponen a temperaturas altas o bajas. [31]
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8 METODOLOGÍA
FASE I
- Revisión de información asociada a los sistemas constructivos de fachada en vivienda de interés social.
- Análisis de los planos del proyecto del caso de estudio en Tunja.
- Caracterización de la fachada, elementos utilizados para su construcción y proporciones.
FASE II
- Recolección de las fichas técnicas de los proveedores de los materiales de construcción específicos asociados a la fachada.
- Cálculo de cantidades de materiales empleados en la construcción de la fachada en ladrillo macizo de la urbanización Altos de la villa en Tunja- Boyacá.
FASE III
- Revisión de las posibles herramientas que hay para hacer análisis de ciclo de vida.
- Caracterización de las herramientas para identificar la adecuada para utilizar durante el desarrollo del proyecto.
- A partir de la identificación de la herramienta se procede a investigar el modo de funcionamiento de la misma. En esta fase se aplica la metodología propia de ACV sugerida por ISO 14040 que se presenta en el apartado 8.1.
- Recolección información requerida para el funcionamiento de la herramienta, se procede con el cálculo de emisiones.
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FASE IV
- Se procede a interpretar los resultados con base en los parámetros de desempeño que reporta el software.
- Manipulación de gráficas y reportes del software para poder presentar los análisis correspondientes y conclusiones.
8.1 ACV
Como desarrollo metodológico el presente trabajo de grado se basa en la implementación de la Norma ISO 14040 ACV.
Se documentará en libros académicos la fachada tipo para extraer materiales, insumos y dimensiones, a partir de esto se procederá a identificar el caso de estudio de vivienda VIS en la ciudad de Tunja que ha sido suministrado por el equipo de investigación.
Se realizará el inventario de energía, agua, transporte, mano de obra de las cuatro fachadas que componen la edificación VIS mediante el análisis del ciclo de vida para posteriormente proceder a calcular las cantidades de estos insumos requeridos.
Se definirá con precisión el software que se va a trabajar para la aplicación del método del Análisis de Ciclo Vida para determinar los aspectos ambientales e impactos potenciales asociados a un producto, compilando un inventario de las entradas y salidas relevantes del sistema; evaluando los impactos ambientales potenciales asociados a esas entradas y salidas, e interpretando los resultados de las fases de inventario e impacto en relación con los objetivos del estudio.
Conforme a lo descrito en la norma, el estudio de ACV se compone por cuatro fases:
definición del objetivo y el alcance, análisis de inventario, evaluación del impacto e interpretación de resultados.
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Para un óptimo desarrollo y desenlace de la aplicación del método ACV en el presente caso de estudio, se desarrollan las fases estipuladas en la Norma de la siguiente manera:
FASE 1. Definición de objetivos y Alcance del estudio
Para este capítulo se compilará información para lograr una correcta definición de objetivos y alcance mediante la evaluación del impacto ambiental generado por el sistema constructivo para fachadas en muro de ladrillo macizo en la ciudad de Tunja para las viviendas tipo VIS a través de la técnica del Análisis de Ciclo de Vida mediante el software Open LCA.
Para definir el alcance de este estudio se tomarán materiales desde que son transportados a la obra hasta un periodo temporal de referencia de 30 años y un escenario que para este análisis es en la Ciudad de Tunja. No se tuvo en cuenta el proceso de elaboración de la materia prima, no se incluyen factores económicos.
FASE 2. Análisis de Inventario
Esta fase se basa en la información aportada por el equipo del proyecto de investigación “Estrategias de diseño resiliente aplicando tecnologías limpias a la vivienda social en Brasil y Colombia”, con la que se realizará el análisis de los datos de entrada y salida del producto en el software donde se identifican los materiales usados en el sistema constructivo de fachada en muro de ladrillo macizo, considerando el terreno, transporte y movimiento de los insumos o energía entre la
Fuente: Tomada de NTC ISO 14040, 2007 Ilustración 2. Etapas del ACV
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variedad de procesos incluidos en el ACV, corroborando el balance energético emitido por el sistema constructivo.
FASE 3. Evaluación del Impacto
En esta etapa del ACV se evaluarán los resultados del análisis de inventario de los materiales definidos en nuestro sistema constructivo de fachada, cuantificando los impactos medioambientales producidos en la construcción de la edificación. El procedimiento se desarrolla así: Determinar el tipo de impacto generado para así determinar los efectos causados al medio ambiente y caracterizar los datos del inventario para modelarlos mediante los factores de equivalencia a cada una de las categorías, para poder dar una valoración al impacto generado en el caso de estudio. En esta etapa se hace referencia a diferentes métodos de evaluación que permiten tener una aproximación orientada según se requiera a diferentes características de los impactos; como puede ser la salud humana, daños al medio ambiente, etc. Existen muchos métodos de evaluación y según las herramientas se emplean bases de análisis de cada uno de estos.
FASE 4. Interpretación de Ciclo de Vida
Como fase final del ACV ya corrido el análisis en el software seleccionado, se realizará una evaluación de los resultados e incertidumbres obtenidos mediante la aplicación de la metodología y se generará un informe con conclusiones y recomendaciones.
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9 CRONOGRAMA
Para la ejecución del proyecto en mención se estipula un periodo de 80 días calendario, con una intensidad horaria de 4 horas diarias.
Ilustración 3. Cadena de valor ACV fachada en ladrillo macizo vivienda tipo VIS Tunja-Boyacá
Fuente: Elaboración Propia
OBJETIVO GENERAL
SEMANA IV SEMANA V SEMANA VI SEMANA VII SEMANA VIII SEMANA IX SEMANA X SEMANA XI SEMANA XII SEMANA XIII SEMANA XIV SEMANA XV SEMANA XVI
Revisión de información asociada a los sistemas constructivos de fachada en vivienda de interés social.
Analisis de los planos del proyecto del caso de estudio en Tunja.
Caracterización de la fachada, elementos utilizados para su construcción y proporciones.
Recolección de las fichas técnicas de los proveedores de los materiales de construcción específicos asociados a la fachada.
Cálculo de cantidades de materiales empleados en la construcción de la fachada en ladrillo macizo de la urbanización Altos de la villa en Tunja- Boyacá.
Revisión de las posibles herramientas que hay para hacer análisis de ciclo de vida.
Caracterización de las herramientas para identificar la adecuada para utilizar durante el desarrollo del proyecto.
A partir de la identificación de la herramienta se procede a investigar el modo de funcionamiento de la misma.
Recolección información requerida para el funcionamiento de la herramienta, se procede con el cálculo de emisiones.
Se procede a interpretar los resultados con base en los parámetros de desempeño que reporta el software.
Manipulación de gráficas y reportes del software para poder presentar los análisis correspondientes y conclusiones.
Analizar e Interpretar los resultados de la evaluación ambiental y generar un documento con los resultados obtenidos.
Evaluar el impacto ambiental del sistema constructivo para fachadas basado en muro de ladrillo macizo en la ciudad de Tunja para las viviendas VIS a través de la metodología del Análisis de Ciclo de Vida.
MES : NOVIEMBRE
OBJETIVOS ESPECÍFICOS ACTIVIDADES
Compilar y sintetizar información para la caracterización del sistema constructivo de fachada “tipo” y caracterizar el caso de estudio vivienda VIS de la ciudad de Tunja suministrado por el grupo de
Investigación.
Definir una herramienta de ACV e implementarla para identificar los impactos ambientales asociados a la
fachada en el material de estudio.
MES: OCTUBRE MES: AGOSTO Y SEPTIEMBRE
Hacer el inventario de los recursos que se necesitan para las fachadas de muro del ladrillo macizo basados en un caso de estudio de vivienda VIS en la ciudad
de Tunja.
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10 ALCANCE
El Análisis de Ciclo de Vida solamente se hará desde que los materiales se transportan a la obra, la construcción y una suposición de 30 años de operación y mantenimiento.
10.1 LIMITACIONES
- Acceso a la información de los materiales especialmente en Colombia.
- Se va a realizar un Análisis de Ciclo de Vida específicamente para una fachada muro en ladrillo macizo en la edificación tipo VIS del caso de estudio ubicada en la ciudad de Tunja-Boyacá.
- Acceso a los softwares de modelación de los Análisis de Ciclo de Vida.
- El tiempo de desarrollo de la tesis, ya que se tienen solamente 4 meses por lo cual únicamente se va a concentrar en realizar el ACV específico del material de la fachada.
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11 ANÁLISIS
11.1 DESCRIPCIÓN PROCESO CONSTRUCTIVO
A continuación, se va a narrar como es el proceso de construcción de una fachada en ladrillo macizo:
Ilustración 4. Acarreo en Carretilla
Fuente: Repositorio SENA. Construcción de muros y revoques
Al llegar la volqueta con los ladrillos a la obra directamente del depósito, se necesita de tres ayudantes para descargarla, se procede a realizar un acarreo horizontal, apilando los ladrillos en un punto cercano donde vamos a realizar un replanteo (ubicación donde va a quedar la fachada), y donde Se sacan los plomos del primer al segundo piso hasta lograr una forma de línea recta.
Ilustración 5. Cadena Humana
Fuente: Repositorio SENA. Construcción de muros y revoques
En forma de cadena humana se lleva los ladrillos al punto exacto donde se realiza el
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quedar la fachada, empezando con la primera hilada poniendo las piezas completas y en la segunda hilada se ponen trabadas esto quiere decir que se ven en forma de zic zac, esto se realiza para que no se vaya a soltar la fachada. (Esto se hace con las primeras tres hiladas)
El siguiente paso es hacer la mezcla con Arena de peña 0.24 m3, Cemento Gris 0.06 Kg y 0.06 m3 de agua para formar la pega de mortero, se ponen los ladrillos a modo
“restregón” en el cual se coloca el ladrillo en la obra restregándolo sobre una capa de mortero hasta que rebosa por las juntas para lograr la penetración del mortero en las perforaciones del mismo, humedecidos previamente por riego o inmersión. Esta colocación se hace a rompejuntas1 haciendo coincidir en la misma vertical cada dos hiladas, las juntas pueden ser enrasadas2 o rehundidas, en el último caso se debe hacer un repaso de las juntas con una Galga3 para garantizar la misma profundidad. Cuando el muro llegue a una columna u otro elemento de distinto material, se anclará a este por medio de taches metálicos, acusando la junta con una estría en el pañete.
Luego se limpian los restos de mortero con cepillo, en los huecos o espacios que se dejaron en la fachada se instalan los marcos, en la parte superior de las ventanas o puertas se debe hacer un dintel4 para desviar las cargas soportadas hacia los apoyos laterales. Por último, antes de realizar el desmontaje de los andamios concluida la obra, se realiza la limpieza de la fachada aplicando ácido limpieza, que es un producto a base de agua compuesto por ácidos y agentes tensoactivos, para especial uso en lavado o desmanchado de fachadas en ladrillo macizo. Posteriormente se realiza la aplicación de impermeabilizante sobre la fachada como repelente de agua sobre bases minerales como lo es el ladrillo y como recubrimiento antimusgo. Para un edificio en altura de 5 pisos se trabaja en la parte alta mediante andamios colgantes que se anclan en la plancha de último nivel, permitiendo un mejor desarrollo en la construcción del muro fachada.
1 Rompejuntas: Colocación de piezas cerámicas en una pared de forma alternada. Disposición por la cual las juntas verticales de una hilada se disponen en el centro de las piezas de una hilada inferior.
2 Enrasar: Igualar la superficie de dos elementos.
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11.2 DESCRIPCIÓN DE MATERIALES Y PERSONAL EMPLEADO EN LA CONSTRUCCIÓN DE UN MURO FACHADA EN LADRILLO MACIZO
Para la construcción del muro fachada en ladrillo macizo se requiere el trabajo de 2 cuadrillas compuestas por 1 Oficial y 1 Ayudante. Si es en altura sería necesario el apoyo de una cuadrilla más para el trabajo en altura.
Tabla 1 Material por metro cuadrado de fachada.
MATERIAL CANTIDAD UNIDAD
Ladrillo macizo (24,5 x 12 x 5,5)
53 UN
Arena de peña 0,04 m3
Cemento Gris 10,82 Kg
Ácido de Limpieza 0,04 Galones
Impermeabilizante 0,04 Galones
Fuente: Elaboración Propia
11.3 DEFINICIÓN DE SOFTWARES O HERRAMIENTAS PARA HACER ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA
A continuación, se describen las herramientas que existen en el mercado y a través de una tabla se identifica la posible herramienta que se utilizaría en el presente trabajo de grado:
Tabla 2. Tabla Comparativa de Softwares ACV.
SOFTWARE DESARROLLADOR PAÍS DISPONIBILIDAD OBSERVACIONES FUENTE
GaBi
Stuttgart University
Alemania Software Comercial
Los usuarios pueden construir modelos para cualquier producto, hacer balances de entradas y salidas de emisiones, materiales y energía, y crear informes interactivos.
https://gabi.s phera.com/so uth-
america/soft ware/gabi*sof tware
SimaPro Pré Consultants Holanda Software Comercial
Ofrece la posibilidad de hacer modelaciones que incluyan cálculo de incertidumbre, visión de los procesos unitarios, asignación en procesos con salidas múltiples
https://networ k.simapro.co m/cadis/
OpenLCA GreenDelta Alemania Software Gratuito
Está orientado a realizar Análisis del Ciclo de vida de un producto y de la huella de carbono y del agua, pero
https://www.o penlca.org/
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posibilidades, modelos económicos. Este software es el elegido para aplicarlo en el presente trabajo de grado
Umberto LCA+
Ifu Hamburg Alemania Software Gratuito
Crea modelos gráficos claros y concisos del ciclo de vida del producto y además presenta los resultados del ACV con tablas, gráficos y diagramas Sankey.
https://www.if u.com/umbert o/lca- software/
Fuente: Elaboración Propia
A partir del análisis realizado se definió que para este trabajo el software que más se adapta es el OpenLca, ya que es un software de acceso libre y cuenta con videos tutoriales en la plataforma YouTube, los cuales nos facilitan comprender el proceso de funcionamiento, el software tiene la siguiente interfaz:
Ilustración 6. Interfaz OpenLCA
Fuente: Software ACV OpenLca Versión 1.10.3
Este software es de acceso libre, ya que cuenta con licencia pública de Mozilla, y tiene el código abierto, lo que permite al usuario hacerle modificaciones para adaptarlo a sus necesidades, si se hacen mejoras al código se pueden brindar abiertamente para garantizar un mejor desarrollo y aplicación de esta tecnología, no requiere una conexión a internet, es multiplataforma lo que permite un fácil acceso sin importar el sistema operativo del computador en que se instale, posee una amplia selección de bases de
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11.4 MÉTODOS DE EVALUACIÓN HERRAMIENTA OPENLCA
La herramienta de ACV OpenLca contiene 52 métodos de evaluación de impacto en la base de datos Ecoinvent 37, para el análisis de estos inventarios se utilizaron los métodos CML 2001 y Eco-Indicator 99.
Una diferencia importante entre los diferentes métodos de evaluación de impactos reside en la opción de analizar el efecto último del impacto ambiental que trata de identificar y definir el daño causado al hombre y a los sistemas naturales, considerando además los efectos intermedios que tienen como resultado la definición de un perfil ambiental, mediante la cuantificación del efecto ambiental sobre diversas categorías (toxicidad, destrucción capa de ozono, etc.), del material.
Método CML 2001: Agrupa los resultados de LCI en categorías de punto medio por temáticas, que son mecanismos comunes (como el cambio climático) o grupos (como la toxicidad ecológica).
Método Eco-Indicator 99: Modela el daño ambiental mediante el análisis de destino de las emisiones, exposición, análisis de efectos y, finalmente, análisis de daños.
Estos métodos expresan los resultados por medio de unos indicadores que se caracterizan por sus unidades de medida, algunos de estos indicadores son:
Acidificación potencial: Es la pérdida de la capacidad neutralizante del suelo y del agua, como consecuencia del retorno a la superficie de la tierra, en forma de ácidos. Su unidad de medida se da en factor equivalente kg SO2-Eq.
GWP: Es una medida relativa de cuánto calor puede ser atrapado por un determinado gas de efecto invernadero. Su unidad de medida se da en factor equivalente kg CO2-Eq.
Eutrofización potencial: Se refiere al aporte en exceso de nutrientes inorgánicos (procedentes de actividades humanas), principalmente Nitrógeno (N) y Fósforo (P). Su unidad de medida se da en factor equivalente kg NOx-Eq.
Toxicidad: Describe el grado en el cual una sustancia es venenosa o puede causar una lesión a los humanos, ecosistemas acuáticos y terrestres. Su factor de caracterización es HTP y sus unidades son dadas en factor equivalente kg 1,4-DCB-Eq.
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Oxidación fotoquímica: Se producen como consecuencia de la aparición de oxidantes en la atmósfera, originados al reaccionar entre sí los óxidos de nitrógeno. Su unidad de medida se da en factor equivalente kg ethylene-Eq.
Agotamiento de la capa de ozono: Provoca un aumento de los niveles de radiación ultravioleta en la superficie terrestre, que es perjudicial para la salud humana. Su unidad de medida se da en factor equivalente kg CFC-11-Eq.
Compuestos orgánicos volátiles diferentes del Metano: Son compuestos formados principalmente por hidrocarburos, se caracterizan por ser sustancias fácilmente vaporizables a temperatura ambiente, y muchos de ellos son incoloros e inodoros.
11.5 DEFINICIÓN EL CASO DE ESTUDIO
El proyecto que sirve como caso de estudio, está ubicado en la Carrera 11 No. 66-15 Diag. 66 No 11-24/60 & Carrera 11 No 66- 16 Diagonal 66 No 10-54 del Barrio Villas del Norte de la Ciudad de Tunja (Boyacá) y consiste en la construcción de un semisótano, cinco (5) pisos y una cubierta liviana en teja termoacústica destinado a un uso de VIVIENDA. El sistema estructural principal es pórticos en concreto reforzado y las fachadas de la edificación serán en muro de ladrillo macizo. Para el análisis y diseño estructural se ha tenido en cuenta los parámetros sísmicos de la NSR-10.
El proyecto residencial se compone de 4 torres de seis pisos en ladrillo macizo, la primera torre fue construida con 2 apartaestudios adicionales, la segunda torre dispone de salón social y área administrativa, el conjunto cuenta con zonas de parqueo privadas y para visitantes. Cada una de las 4 torres contienen una puerta de acceso, escaleras, hall y puertas de emergencia en cada piso.
A continuación, se muestra la geometría de la edificación conforme a plano de planta y registro fotográfico:
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Ilustración 7. Avances Torres 1 y 2 Ilustración 8. Avance Torre 3
Fuente: Constructora CHM S.A.S
Ilustración 9. Alzamiento muro Ilustración 10. Edificación finalizada
Fuente: Constructora CHM S.A.S
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Ilustración 11. Planta Estructural vivienda multifamiliar altos de la villa
Fuente: Memoria de cálculos estructurales Ingeniero civil especialista en estructuras Jorge Leal Página 41 de 65
11.6 CALCULO CANTIDADES DE OBRA
Tabla 3. Cálculo área de las fachadas
ANCHO ALTO ÁREA VENTANAS ÁREA VENTANAS ÁREA TOTAL
1,12 14,3 16,016 5 1,34 9,316
3,04 14,3 43,472 43,472
5,44 14,3 77,792 10 2 57,792
1,03 14,3 14,729 14,729
6,08 14,3 86,944 11 2 64,944
1,03 14,3 14,729 14,729
5,44 14,3 77,792 10 2 57,792
3,04 14,3 43,472 43,472
1,12 14,3 16,016 5 1,34 9,316
8,44 14,3 120,692 120,692
1,12 14,3 16,016 5 1,34 9,316
3,04 14,3 43,472 43,472
5,44 14,3 77,792 10 2 57,792
1,03 14,3 14,729 14,729
6,08 14,3 86,944 11 2 64,944
1,03 14,3 14,729 14,729
5,44 14,3 77,792 10 2 57,792
3,04 14,3 43,472 43,472
1,12 14,3 16,016 5 1,34 9,316
8,44 14,3 120,692 120,692
FACHADAS TORRES A-B-C-D
TRAMO 18 TRAMO 19 TRAMO 20 TRAMO 1
TRAMO 12 TRAMO 13 TRAMO 14 TRAMO 15 TRAMO 16 TRAMO 17 TRAMO 6 TRAMO 7 TRAMO 8 TRAMO 9 TRAMO 10 TRAMO 11 TRAMO 2 TRAMO 3 TRAMO 4 TRAMO 5
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Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
PEGA 0,015
ALTO ANCHO ÁREA (INCLUIDA LA PEGA) CANT. LADRILLOS POR m2
0,07 0,269 0,01883 53,11
Torre A 46336
Torre B 46336
Torre C 46336
Torre D 46336
CONJUNTO 185344
CANTIDAD DE LADRILLOS MACIZOS
No. Ladrillos Fachada
VOLUMEN MURO VOLUMEN LADRILLO
0,12 0,086
MORTERO PEGA 0,034 m3
VOLUMEN MORTERO DE PEGA m2 Tabla 5. Cálculo Cantidad de Ladrillos
Tabla 4. Cálculo Volumen Mortero
DOSIFICACIÓN DEL MORTERO m3 Tabla 6. Dosificación Mortero
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Fuente: Elaboración Propia
Tabla 8. Cálculo Transporte
Fuente: Elaboración Propia
TRANSPORTE
OBRA: CONJUNTO ALTOS DE LA VILLA DG 66 # 10-54 Tunja LADRILLERA EL RUBÍ SAS
LUGAR RETEN SUR KM 1 SALIDA A BOGOTÁ, TUNJA, BOYACA
CEMENTERA ARGOS TUNJA Antigua vía a Paipa # 53-70, Tunja AGREGADOS SANTA LUCIA TUNJA km 19 vía Cucaita-Tunja
DISTANCIA
ARENERA OBRA 22,5 km
LADRILLERA OBRA 8,6 km
CEMENTERA OBRA 13,3 km
Cemento 10,82 kg
Arena 0,04 m3
Agua 8,2 Litros
CANTIDAD CEMENTO Y ARENA REQUERIDO PARA 1m2 DE FACHADA
Considerar 5% de desperdicio*
Tabla 7. Cálculo Cemento y Arena
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12 RESULTADOS
Los datos para añadir a los flujos de entrada y salida en el proceso de fabricación del ladrillo se basan en un artículo de Portugal sobre el Análisis del Ciclo de Vida del ladrillo [32], ya que las condiciones climáticas se asemejan a la zona del presente estudio.
Ilustración 12. Flujos de entrada y salida ACV Fachada ladrillo macizo
Al ingresar los datos del inventario de entrada y salida de los elementos que hacen parte de la fabricación, traslado y construcción de la fachada en ladrillo macizo para una edificación tipo Vivienda de Interés Social en la ciudad de Tunja, se obtuvieron los siguientes resultados para un área de fachada de 872.508 m2:
Fuente: Datos ingresados en el software OpenLCA basados en la información del artículo en Portugal ya referenciado.
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Método Eco-Indicator 99 para cálculo de emisiones en el proceso de elaboración de 46.336 ladrillos macizo de 5.5 x 24.5 x 12 cms:
En la categoría de impacto salud humana – efectos respiratorios se evidencia en la gráfica que el flujo de entrada que más impacta es la electricidad generada por la maquinaria de fabricación con 1.053e2 Puntos, el ladrillo genera una afectación de 5.928 puntos en la salud respiratoria de los seres humanos.
Ilustración 13. Impacto a la salud humana por efectos respiratorios
Ilustración 14. Impacto a la calidad del ecosistema por ecotoxicidad
Fuente: Cálculo propio en el software OpenLCA Fuente: Cálculo propio en el software OpenLCA
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La calidad del ecosistema se ve afectada por la ecotoxicidad que se genera según la ilustración 13 por los empaques de vidrio utilizados en la fragmentación de los bloques con 14.121 puntos (Adimensional), el ladrillo genera una afectación de 9.191 puntos en la calidad del ecosistema.
Los agentes carcinógenos tienen la capacidad de causar cáncer en los humanos, estos agentes se ven incrementados según la ilustración 14 por la producción de ladrillo con una marcación de 3.758 puntos y seguidos por los empaques de vidrio con 3.637 puntos.
Método CML 2001 para cálculo de emisiones en el proceso de elaboración de 46.336 ladrillos macizos de 5.5 x 24.5 x 12 cms:
Ilustración 15. Impacto a la salud humana efectos carcinogénicos
Ilustración 16. Impacto de acidificación potencial Fuente: Cálculo propio en el software OpenLCA
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La acidificación potencial se ve incrementada en la emisión de electricidad producida por la maquinaria empleada en la producción y transporte del ladrillo con un factor equivalente de 72.514 kg SO2-Eq, seguida por los empaques utilizados en vidrio para este mismo proceso con un factor equivalente de 38.873 kg SO2-Eq.
El cambio climático mediante el índice relativo de calor atrapado por un gas de efecto invernadero GWP se ve afectado en este caso de estudio por la producción de 46.336 ladrillos utilizados para la construcción de la fachada de una torre del conjunto residencial que generan un factor equivalente de 1.802e3 kg CO2-Eq. Los demás resultados son muy pequeños por lo que son despreciables para este caso.
Ilustración 17. Impacto al cambio climático GWP
Ilustración 18. Impacto Eutrofización potencial
Fuente: Cálculo propio en el software OpenLCA Fuente: Cálculo propio en el software OpenLCA
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