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EVALUACIÓN DEL CRITERIO DE REFRACCIÓN DEL OLEAJEEN LA COSTA SUR DE TAMAULIPASMarcelino- Hernández y Julio

EVALUACIÓN DEL CRITERIO DE REFRACCIÓN DEL OLEAJEEN LA COSTA SUR DE TAMAULIPAS

Marcelino - Hernándezy Julio

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ISSN 1665-85-31 ISSN 1665-85-31

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uso de sistemas de construcción con materiales alternativos en viviendas

José Luis Caballero Montes1,2* y Armando Alcántara Lomelí2

1Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional, Unidad Oaxaca,

Instituto Politécnico Nacional (CIIDIR IPN OAXACA). Calle Hornos 1003, Sta. Cruz Xoxocotlán. C.P

71230, Oaxaca, México.2Facultad de Arquitectura y Diseño, Universidad de Colima. Campus Coquimatlán, kilómetro 9 carretera

Colima-Coquimatlán. C.P. 28400, Colima, México.

*Contacto: [email protected].

Resumen. En la actualidad el análisis del impacto ambiental relacionado con la extracción y uso de

materiales para la construcción de edi!caciones constituye una tarea imprescindible donde es necesario

profundizar. El objetivo de la investigación fue el análisis del impacto ambiental de los materiales de

construcción empleados en la edi!cación de tres viviendas construidas con sistemas alternativos (SA) para

evaluar algunos indicadores de sustentabilidad desde el punto de vista ambiental (emisiones de CO2 y costo

energético), y después compararlos con la vivienda que se construye con el sistema convencional. Para dicho

análisis se tomaron los datos medioambientales del Instituto de la Construcción de Cataluña y se siguió el

modelo metodológico aplicado en el análisis del impacto ambiental de los materiales constructivos en la

isla de Lanzarote. Los resultados obtenidos muestran que los SA aplicados en la vivienda de ferrocemento

prefabricado (VFP), vivienda de adobe compactado (VAC) y vivienda de ferrocemento y reciclados (VFR),

presentan ahorros signi!cativos en el empleo de cantidades de materiales en los sistemas de cimentación,

muros y techo, comparados con una vivienda construida con el sistema convencional (VC). Por otra parte

se observó que las tecnologías alternativas cuyos materiales base son el ferrocemento y adobe compactado,

resultan con impactos ambientales menores que la vivienda construida con el sistema convencional.

Los prototipos de vivienda VFP y VAC son los que desde el enfoque analizado presentan los mayores

bene!cios.

Palabras clave: Adobe compactado, costo energético, emisiones de CO2, ferrocemento,

materiales reciclados.

Environmental bene!ts inherent to the use of construction housing systems

with alternative materials José Luis Caballero Montes1,2* y Armando Alcántara Lomelí2

1Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional, Unidad Oaxaca,

Instituto Politécnico Nacional (CIIDIR IPN OAXACA). Calle Hornos 1003, Sta. Cruz Xoxocotlán. C.P

71230, Oaxaca, México.2Facultad de Arquitectura y Diseño, Universidad de Colima. Campus Coquimatlán, kilómetro 9 carretera

Colima-Coquimatlán. C.P. 28400, Colima, México.

*Contact: [email protected].

Abstract. Nowadays the analysis of environmental impacts related to the extraction and use of materials

for construction of a building is an important issue which requires further study. #e purpose of this

paper is the analysis of the environmental impact of construction materials that were employed for the

construction of three prototype houses with alternative systems, in order to evaluate environmental

sustainability indicators (CO2 emissions and energy cost) and compare them with those built with the

conventional system. #e energy cost and CO2 emissions in each housing prototype were evaluated

according to the environmental data of the Cataluña Construction Institute and for the method applied

in the analysis of the environmental impact of the constructive materials in the Lanzarote Island.

#e alternative systems were applied to the construction of a ferrocement house with prefabricated

elements (VFP); compacted adobe house (VAC) and of a ferrocement and recycled materials house (VFR).

Our results show that the construction alternative systems decrease the quantities of materials employed

for the foundation, walls and roof elements, in comparison with the conventional system. Furthermore, it

was observed that this decrease is especially important for the alternative technologies whose materials are

based on ferrocement and compacted adobe; therefore they reduce their environmental impacts than the

house built with conventional materials. From an environmental point of view, the house prototypes VFP

and VAC present the best bene!ts.

Key words: Compacted Adobe, CO2 emissions, energetic cost, ferrocement, recycling materials.

BENEFICIOS AMBIENTALES INHERENTES AL USO DE SISTEMAS DE CONSTRUCCIÓN CON MATERIALES ALTERNATIVOS EN VIVIENDASCaballero Montes y Alcántara Lomelí

BENEFICIOS AMBIENTALES INHERENTES AL USO DE SISTEMAS DE CONSTRUCCIÓN CON MATERIALES ALTERNATIVOS EN VIVIENDAS

Caballero Montes y Alcántara Lomelí

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Introducción.

El sector de la construcción es responsable de un

notable impacto sobre el ambiente (agotamiento de

los recursos naturales, calentamiento global, lluvia

ácida, emisiones de humo, acumulación de residuos,

etc.), tanto durante el proceso de fabricación de los

materiales como durante la construcción de las

edi!caciones. Dicho impacto se mani!esta por el

consumo excesivo de materiales y de energía, así

como por la emisión al ambiente de contaminantes.

En particular, la construcción de edi!caciones tiene

una acción determinante en el ambiente, de acuerdo

a varios autores es el principal consumidor de suelo

y materia prima, además de que durante la ejecución

de las obras se generan una gran cantidad de desechos

(Sartori y Hestnes, 2007; Deepak et al., 2011).

De acuerdo a cifras del Instituto Worldwatch, la

construcción de edi!caciones a nivel mundial

anualmente consume un 40% de piedra, arena y

grava, 25% de madera y 16% de agua (Arena de Rosa,

2003). También emplea cantidades signi!cativas

de energía y por consecuencia produce emisiones

considerables de gases de efecto invernadero y otros

desechos contaminantes (Kospomoulos, 2004).

Por su parte las viviendas constituyen una proporción

importante de las edi!caciones construidas en

las ciudades, pues en la medida que la población

mundial crece, aumenta la demanda de ellas.

En esa misma medida se incrementan también los

requerimientos de materiales de construcción, pues

todos los procesos de extracción, transformación,

comercialización y colocación en obra para construir

los edi!cios traen como consecuencia un impacto

que se puede medir a través de indicadores tales

como peso, energía incorporada y emisiones de CO2

(Arreaza, 2009).

Dentro de los estudios que se han realizado en

términos del impacto ambiental generado por los

materiales de construcción se pueden señalar a:

Guggemos y Horvarth, 2006; González y Navarro,

2006; Asif et al., 2007; Dimoudi y Tompa, 2008;

Chau et al., 2012; y a Young-Sun et al., 2012, quienes

estudiaron este impacto bajo dos parámetros

principales que son el consumo energético y emisiones

de CO2 al ambiente. Los principales materiales

investigados en diferentes casos de estudio han sido

madera, concreto, acero, ladrillo. Estos estudios

han mostrado que las construcciones basadas en

madera son las de menor requerimiento de energía

y emisiones de CO2 (Gustavsson y Sathre, 2006).

Otros estudios han investigado el impacto

ambiental de materiales y prácticas de

construcción locales (Venkatarama et al., 2003)

De acuerdo a Chen et al., (2001) los cuatro sistemas

de construcción que deben ser considerados para

el análisis energético en una edi!cación son la

estructura, la envolvente, elementos interiores,

acabados e instalaciones. Los primeros tres sistemas

son considerados para el análisis que se presenta en

este trabajo, ya que representan en conjunto el 70%

de los materiales empleados en una construcción.

Aunque un número importante de estudios se

han realizado en otros países sobre el consumo

energético y emisiones de CO2 durante el ciclo

de vida de las edi!caciones (Suzuki et al., 1995;

González y Navarro, 2006), pocos han abordado la

fase de construcción. Algunas de estas evaluaciones

han sido en materiales como el concreto simple,

el concreto de alto desempeño, concreto con

materiales reciclados y madera, entre otros; sin

embargo, es necesario que se cuenten con estudios

que evalúen el impacto que tienen los materiales

alternativos y regionales como los que se analizan

en esta investigación.

Es por ello de sumo interés el identi!car y

cuanti!car los factores que condicionan el impacto

ambiental, ya que a través de la obtención de datos

que se puedan medir y contrastar se pueden hacer

mejoras en las edi!caciones (Mercader et al., 2010).

En este artículo se evalúan dos de los principales

indicadores que afectan al ambiente desde la

perspectiva de los recursos materiales consumidos

durante la fase de construcción de cuatro viviendas

con diferentes sistemas de construcción.

Por otra parte se debe valorar el funcionamiento

ambiental que tienen los materiales que se emplean

en una edi!cación, que debe de ser tan importante

como los de tipo técnico y económico. Con lo

anterior, se podrá contar con mayor información

para una adecuada selección de los materiales, y

con ello tender hacia la construcción sostenible

(Emmanuel, 2004; #ormark, 2006).

El objetivo de este trabajo fue analizar el impacto

ambiental que representa el consumo energético

y emisiones de CO2 de los materiales empleados

en la construcción de tres viviendas con sistemas

alternativos, para evaluar algunos indicadores

de sustentabilidad desde el punto de vista

ambiental, y después compararlos con la vivienda

que mayormente se construye en la actualidad,

para !nalmente determinar los bene!cios

medioambientales que se tienen con el uso de

materiales alternativos.

Materiales y métodos.

Las variables y parámetros de medición de los

impactos ambientales fueron determinados de

acuerdo al planteamiento metodológico de Arguello

y Cuchi (2008), quienes basaron su investigación en

el estudio sobre el impacto ambiental provocado

por los materiales empleados en las construcciones

en la isla de Lanzarote, en el Archipiélago Canario

(España) y con la base de datos de metaBase del

Instituto de Tecnología de la Construcción de

Cataluña (ITeC) que proporciona información

de los indicadores del impacto ambiental global

asociados a la construcción. Los indicadores de

dicho estudio están establecidos con base en el

peso de los materiales de construcción mayormente

utilizados (kg de material, MJ/kg de material, kg

de CO2). Se procedió a aplicar tales indicadores

a cuatro viviendas previamente seleccionadas, y

se convirtieron a unidades de área (kg/m2, MJ, kg

de CO2). Posteriormente se cuanti!có el peso, la

energía incorporada y las emisiones de dióxido de

carbono, obteniéndose de esta manera la estimación

del impacto ambiental referida a los indicadores

considerados.

Todos los resultados fueron registrados en tablas

con el !n de determinar los materiales que producen

mayor impacto y de esta manera en un futuro

priorizar las áreas de intervención con el objeto

de proponer modi!caciones que permitan reducir

el impacto medioambiental de los materiales de

construcción (Arreaza et al., 2009). Los impactos

medio ambientales de las soluciones descritas

en este estudio son: el consumo energético y las





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emisiones de CO2

producidas en la fabricación de

los materiales y en el transporte al lugar de la obra.

Se tomaron estos dos indicadores del impacto

ambiental global asociados a la construcción

ya que son los de mayor relevancia, puesto que

son indicadores del calentamiento global y de la

incidencia en la capa de ozono.

Los instrumentos de cuanti!cación de impactos

ambientales emplean un listado de materiales

genéricos usados en la edi!cación. Para elaborar

el listado de materiales de construcción utilizados

por vivienda, fue necesario determinar los tipos y

cantidades de acuerdo a cada sistema constructivo, a

partir de las descripciones técnicas de los conceptos

de obra. Con la !nalidad de reducir el número de

materiales genéricos se analizaron los sistemas

constructivos de cimentación, muros y techos.

No se consideraron las instalaciones eléctricas e

hidráulicas, ni puertas ni ventanas, pues representan

un porcentaje menor en el total de materiales

empleados en las viviendas, y existe una variación

considerable en cuanto a diseño y material en estas

últimas (Cuadro 1).

Para determinar los insumos y cantidades de

materiales por tipo de sistema se empleó el

programa Neodata 2009 para lo cual fue necesario

realizar previamente un análisis de los conceptos y

cuanti!cación de obra de cada una de las viviendas.

Se organizó la información y se convirtieron las

cantidades de medición de los diferentes materiales

Material genérico Listado total de materiales

Acero Acero galvanizado

Acero laminado

Varilla

Alambrón

Alambre recocido

Armex

Clavo

Malla electrosoldada

Falso plafón

Agua Agua Agua

Agregados

Agregados

Piedra natural

Arena de río

Tierra natural

Grava de río

Piedra natural

Cal Cal Calhidra

Cemento Cemento Cemento gris portland

Cerámica CerámicaLadrillo rojo común

Ladrillo media tabla

Pinturas Pintura vinílica Pintura vinílica

Madera Madera Madera de pino

Resinas Resinas acrílicas Impermeabilizantes

Cuadro 1. Materiales genéricos. Fuente: Arguello y Cuchi (2008)

a kilogramos, unidad de medida requerida por los

sistemas de evaluación de impacto ambiental.

Al no contar con una base de datos de los materiales

de la ciudad de Oaxaca, ni en otros sitios del país

se recurrió a la información de la base de datos

metaBase del Instituto de tecnología de Cataluña.

De esta base se seleccionaron los materiales

básicos que guardan mayor similitud, tanto en sus

materias primas como procesos de producción de

las viviendas seleccionadas. Además se consideró

la energía requerida para transportar los materiales

empleados desde las fábricas hasta el sitio de la

construcción, así como las cantidades de CO2

emitidas en este proceso (Cuadro 2).

Viviendas y sistemas

constructivos.

El presente documento trata de un estudio enfocado

especí!camente al impacto de los materiales

de construcción en su aplicación a viviendas

económicas de un nivel. El trabajo consistió en

calcular el impacto ambiental de cuatro viviendas;

dos de ellas construidas como prototipos, una

tercera adaptada a los resultados obtenidos a partir

de la construcción de un módulo experimental,

y la cuarta de referencia, que emplea el sistema

Cuadro2. Impactos medioambientales por material de mayor a menor cantidad.

Fuente: Arguello y Cuchi (2008).

Material Costo energético por kg de materia

Emisión de CO2 por kg de materia

MJ kWh kg

Resinas 110.000 30.560 Resinas 16.28

Acero 35.000 9.720 Acero 2.800

Pintura 24.700 6.860 Pintura 3.640

Cemento 4.360 1.211 Cemento 0.410

Cal 3.430 0.953 Cal 0.320

Cerámica 2.321 0.645 Cerámica 0.180

Madera 2.100 0.583 Madera 0.060

Agregados 0.100 0.028 Agregados 0.007

Agua 0.050 0.014 Agua 0.000





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constructivo de mayor uso en la actualidad con

muros de mampostería y losa de concreto armado.

Dos de las viviendas (VAC y VFP) que se

seleccionaron para el estudio fueron construidas

como prototipos experimentales en las instalaciones

del Centro Interdisciplinario de Investigación

para el Desarrollo Integral Regional IPN, Unidad

Oaxaca. La vivienda VFR se caracterizó a partir de

un modelo experimental de 16 m2 construido en una

colonia precaria del municipio de Zaachila, cercano

a la ciudad de Oaxaca. Con respecto a la vivienda

con materiales convencionales se consideró una

vivienda de interés social de 30 m2, que se construye

por parte de constructoras privadas en la región.

Vivienda de ferrocemento prefabricado (VFP).-

A

B

C

Figura 1. Prototipo de viviendas: A) de

ferrocemento prefabricado (VFP), B) de adobe

compactado y ferrocemento (VAC) y C) de

ferrocemento y material reciclado (VFR).

El prototipo de esta vivienda tiene una cimentación

de cadenas corridas de concreto armado.

Los muros son de canaletas prefabricadas sección

“C” de ferrocemento de 0.50 m de ancho y 2.40

m de altura, que se anclan en la cimentación con

tramos de varillas de 3/8” que se dejan ahogadas

previamente. Las canaletas se rigidizan y unen en

la parte superior con elementos de cerramiento de

concreto armado. El sistema de techo es a base de

vigas “U” y canaletas de ferrocemento como las

empleadas en los muros, se termina con una capa

de ladrillos de los conocidos como “media tabla”

que se asientan con mortero sobre los elementos

prefabricados (Figura 1A).

Vivienda de Adobe compactado (VAC).- Vivienda

con cimentación de zapatas de concreto corridas,

muros de enrase con tabique de concreto y cadenas

de desplante. Los muros son de adobe compactado

elaborados con una máquina de compactación

manual, a los cuales se les adicionó como

estabilizante un porcentaje de cemento (10%).

El refuerzo de los muros se realizó con castillos

y cadenas de cerramiento de concreto armado.

La techumbre es mixta con canaletas de

ferrocemento y una capa de ladrillos media tabla.

Los muros no tienen acabados y el terminado es

aparente sin aplanados (Figura 1B).

Vivienda de ferrocemento y reciclados (VFR).-

Este prototipo de vivienda aunque no está construido

se basó su diseño a partir del proyecto experimental:

“Desarrollo de la Tecnología fe + reciclado para

vivienda económica y su evaluación sísmica en la

zona metropolitana de Oaxaca” (Caballero, 2010).

En dicho proyecto se construyó un espacio de 16

m2 con la tecnología producto de la investigación.

Lo anterior permitió el análisis de conceptos de

obra y la explosión de insumos de materiales que

componen una vivienda con tipología equivalente

a las otras en estudio. La cimentación es a base de

cadenas corridas de concreto armado a partir de la

cual se desplantan paneles de sección 0.90 m x 2.40

m habilitados con malla electrosoldada, botellas

PET de 600 y 2000 ml, cartón y malla de falso

plafón, que posteriormente se recubren con mortero

cemento-arena. El techo es con el mismo sistema de

los muros; con paneles que conforman un sistema

nervado que rigidizan la cubierta y transmiten las

cargas a los elementos de cerramiento de los muros

(Figura 1C).

Por otra parte y con la !nalidad de comparar el

impacto ambiental de los sistemas constructivos

alternativos, se analizó también el impacto

asociado a la construcción de una vivienda con

dimensiones y tipología arquitectónica similar,

pero construida con el sistema convencional; que

se caracteriza por el empleo de cimentación de

concreto armado, muros de tabique de cemento-

arena y estructuras de concreto reforzado (castillos,

columnas, vigas, trabes) y losa colada en sitio.

El desglose de cantidades de materiales usados

por sistema constructivo considera exclusivamente

las partidas de cimentación, muros y techo

(Cuadro 3).





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Sistema: Muros de adobe compactado y cubierta con canaletas prefabricadas de ferrocemento (VAC)

Costo energético Emisión de CO2

Material kg % MJ kg

Acero 790.43 1.43 27665.05 2213

Agua 6540 11.84 327 0

Agregados 40280 72.91 4028 281.96

Cal 0.046 0 0.16 0.015

Cemento 7000 12.67 30520 2870

Pintura 12 0.02 296.4 43.68

Madera 624 1.13 1310.4 37.44

Resinas 0 0 0 0

TOTAL 55246.5 100 64147.01 5446.1

Cuadro 3. Cantidades de materiales e impactos ambientales asociados a la producción de los materiales

usados en la vivienda VFP, VAC, VFR y VC.

Sistema: Muros y cubierta con canaletas prefabricadas de ferrocemento (VFP)


Material kg % MJ kg

Acero 593.76 1.44 20781.6 1662.53

Agua 350 0.84 17.5 0

Agregados 34345 83 3434.5 240.42

Cal 0 0 0 0

Cemento 4710 11.39 20535.6 1931.1

Pintura 47 0.11 1160.9 171.08

Madera 1333.4 3.22 2800.14 80

Resinas 0 0 0 0

TOTAL 41379.1 100 48730.24 4805.13

Sistema: Muros y techo con sistema de paneles tipo sándwich de ferrocemento con relleno de botellas PET (VFR)


Material kg % MJ kg

Acero 683.05 1.3 23906.75 1912.54

Agua 4750 9.07 237.5 0

Agregados 38867 74.21 3886.7 272.07

Cal 0 0 0 0

Cemento 7100 13.56 30956 2911

Pintura 47.52 0.09 1173.74 172.97

Madera 838.4 1.6 1760.64 50.3

Resinas 91 0.17 10010 1481.48

TOTAL 52377 100 71931.33 6799.36

Sistema: Muros de bloque de concreto pesado con refuerzos estructurales y losa colada en sitio de concreto armado (VC)


Material kg % MJ kg

Acero 1335.24 1.5 46733.4 3738.7

Agua 6000 6.77 300 0

Agregados 70560 79.56 7056 493.92

Cal 0.007 0 0.024 0.002

Cemento 9460 10.67 41245.6 3878.6

Pintura 44 0.05 1086.8 160.16

Madera 1200 1.35 2520 72

Resinas 91 0.1 10010 1481.48

TOTAL 88690.2 100 108951.82 9824.86





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Por otra parte se calcularon los impactos asociados a

la producción de materiales de construcción usados

en cada sistema constructivo que se reportan en las

mismas tablas.

Resultados y discusión.

Los materiales principales y de mayor peso

empleados en la cimentación, estructura, muros y

techos fueron la arena y grava, tanto en las viviendas

con SA como en la de tipo convencional. Dichos

agregados en esta última tienen un mayor porcentaje

comparado con las tres viviendas con SA, debido

al tipo de cimentación y refuerzos estructurales

(castillos, cadenas y trabes de cerramiento), además

del componente que más repercute: la losa de

concreto armado. El estudio de Arreaza (2009)

señala que los materiales pétreos en un sistema

convencional acaparan más del 90% del peso de

las edi!caciones, y se debe al tipo de estructuras de

refuerzo empleadas que representan en promedio el

70% de los componentes en un edi!cio.

El menor consumo energético entre las viviendas

corresponde al de la VFP debido a la técnica de

construcción empleada en los elementos de muros

y techo, que al ser prefabricados disminuyen y

evitan desperdicios de materiales, de tal forma que

el consumo de los agregados pétreos y el cemento es

menor que las otras viviendas estudiadas. Otro de

los bene!cios del sistema prefabricado empleado en

la VFP fue el peso de las placas que se construyeron

para el habilitado de muros y techo, del orden

de 110 kg por elemento (Cano, 2006). Con lo

anterior el peso de la estructura de la vivienda se

vio favorecido disminuyendo las cargas actuantes

hacia la cimentación, la cual se construyó con

cadenas de concreto f´c=150 kg/cm2 y refuerzo con

armex estructural.

El sistema de adobe compactado aplicado en la VAC

requirió como materia prima arcilla de la región

para la construcción de los bloques, así como de

cemento en un porcentaje del 10% en cada pieza

como material estabilizador para incrementar su

resistencia. La práctica anterior tiene una afectación

en el costo energético aunque en menor medida si se

compara con la elaboración de bloques de concreto.

Alavéz et al. (2012), en su estudio indican que para la

producción de 1m3 de material para fabricar adobes

compactados estabilizados con cemento los costos

energéticos son de 772 MJ y 73 kg en emisiones

de CO2.

Los cuatro sistemas constructivos para las cubiertas

de las viviendas (losa de concreto, elementos

prefabricados de ferrocemento y paneles con

materiales reciclados con capa de mortero de

compresión) usaron como materiales básicos

concreto y mortero armado, aunque los sistemas de

las viviendas VFP y VAC tienen piezas cerámicas

(ladrillo tipo petatillo común de la región) como

capa que contribuye a la impermeabilización de

las losas. Sin embargo el uso del petatillo rojo no

representa una gran afección al medio, ya que para

su producción requiere como combustible biomasa

(leña), cuyo valor en los análisis del ciclo de vida

(ACV) es neutro (Arguello y Cuchi, 2008).

La cimentación y el sistema de losa en las cuatro

tecnologías de las viviendas en estudio emplearon

estructuras de concreto y mortero armado que

hacen que agregados (arena y grava), cemento, acero

y agua sean los materiales con mayor porcentaje

usados. Tanto el acero como el cemento son

materiales que provienen de estados del centro o

norte del país, ya que no hay fábricas de producción

de estos materiales en la zona, lo que incrementa

la energía requerida para el transporte, además

de toda la contaminación que dicho transporte

genera. Venkatarama y Jagadish (2003) en su

investigación señalan que se requiere de 1 MJ de

energía para transportar 1 tonelada de cemento

a una distancia de 1 km. Los datos anteriores dan

una idea de la cantidad de energía que se requiere

para transportar toneladas de cemento y acero de la

ciudad de Monterrey, uno de los centros productores

principales de estos materiales en el país ubicado a

1372.24 km del estado de Oaxaca en el sureste de

México.

Los valores obtenidos de costo energético por m2 de

área construida están cercanos a los que Ventakarama

y Jagadish (2003) reportan para viviendas de uno y dos

niveles construidas con sistema convencional: entre 2.9

GJ y 4.2 GJ.

De igual forma, Debnath et al. (1995), reportan

valores de consumo energético entre 3 y 5 GJ/m2 en

viviendas construidas con muros de tabique y losa

de concreto reforzado. Dichos autores sugieren el

uso de materiales de construcción alternativos, ya

que con ello se puede reducir aproximadamente un

50% del consumo energético si se compara con una

construcción con materiales convencionales; según

sus resultados se redujo el costo energético de 2.9 a 1.6

GJ/m2. En el caso de este estudio, las viviendas VFR,

VAC y VFP tuvieron reducciones de costo energético

de 34%, 41%, y 55% respectivamente comparadas con

la VC; reducciones con valores de 1.22 GJ (VFR), 1.48

GJ (VAC) y 2 GJ (VFP) con respecto a los 3.6 GJ que

presenta la VC (Figura 2A).

Figura 2A) Costo energético (MJ/m2) y B)

Emisiones de CO2

kg/m2 por sistema constructivo

para viviendas con un área de 30 m2.

El uso generalizado de concreto reforzado y

mampostería con bloques de mortero en la vivienda

VC, da como resultado que las tres viviendas con

sistemas de construcción alternativos VFP, VAC

y VFR resulten con menor costo energético, y

por consiguiente, emisiones menores de CO2

(Figura 2B).

También la VC representa la de mayor peso en

materiales (88,690 kg), resultado del empleo de

concreto armado en la cimentación, elementos de

refuerzo y techo. Si bien el concreto no se considera

un material de altas emisiones de CO2, siempre

cuenta con refuerzo de acero que sí las generan.

A

B





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Conclusiones.

Los sistemas constructivos alternativos aplicados

en las viviendas (VFP, VFR y VAC) tienen

requerimientos tecnológicos mínimos al no emplear

equipo mecánico, vibradores o herramientas que

requieran de consumo de energía; sin embargo,

usan concreto, mortero y acero de refuerzo en

muros y techos para garantizar la seguridad y la

durabilidad en las viviendas. No obstante las VFP y

VFR están encaminadas a dar solución al problema

térmico al emplear dobles muros de ferrocemento

en la primera y de aislantes con botellas de plástico

en la segunda.

Por otra parte los espesores en los muros de las VFP y

VFR son del orden de 2.5 cm, y en el caso de los techos

de 6 cm, aunado a las técnicas prefabricadas que se

emplearon en su construcción, re&ejan un consumo

de materiales menor, principalmente de cemento

y agregados pétreos, comparados con el sistema

constructivo convencional, lo que comprueba las

ventajas que tienen los sistemas

prefabricados.

Las tres viviendas con SA presentadas en el estudio

tienen menores consumos de materiales que la

vivienda de referencia (VC), en consecuencia

representan ahorros energéticos y de emisiones

contaminantes como el CO2. En este caso de estudio,

solamente se cuanti!có el consumo energético y

las emisiones de CO2 (gas que contribuye de una

forma importante al calentamiento global), pero

este mismo trabajo puede ser ampliado a otros

contaminantes nocivos para el ambiente, por

ejemplo las emisiones de metales pesados hacia la

atmósfera, el uso de energía de fuentes no renovables

y los efectos debido al inadecuado manejo del agua.

Los resultados de esta investigación son valiosos

para diseñar viviendas con criterios sustentables,

en particular con el uso de materiales no

convencionales como el ferrocemento, el adobe

compactado y sistemas de construcción híbridos

como el que se analizó en este trabajo, compuesto

de ferrocemento y materiales reciclados. Los datos

obtenidos son información técnica que podrán

servir para que los constructores tengan mejores

criterios para seleccionar materiales y/o sistemas

constructivos dando preferencia a aquellos que

ofrezcan bene!cios, no solo económicos, sino

también ambientales. Aunque el presente estudio

no evaluó los costos de las viviendas, se puede

asegurar que los proyectos de vivienda con SA, por

su menor consumo de materiales como el cemento,

acero y agregados pétreos, resultan ventajosos

económicamente comparados con el sistema de

construcción de mayor uso en la actualidad.

Por lo anterior se puede concluir que es necesario

buscar alternativas constructivas que sean e!cientes,

económicas y benignas desde el punto de vista

ambiental, para lograr desde la etapa de diseño de

las viviendas tender hacia un desarrollo sustentable

y contribuir en la mejora de la calidad de vida. En

este sentido adquiere importancia la elección de los

materiales que se utilizan en la construcción, no

solo de viviendas sino en todo tipo de edi!caciones.

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Agradecimientos.

Al CONACYT por el apoyo para la realización

de estudios de doctorado en el Programa

Interinstitucional de Doctorado en Arquitectura

(Universidad de Colima) del autor principal de este

trabajo. A la SIP del IPN por el apoyo !nanciero del

proyecto: “Desarrollo de la tecnología fe+reciclado

para vivienda económica y su evaluación sísmica

en la zona metropolitana de Oaxaca”, SIP20100365,

así como a la COFAA del IPN por la beca de

exclusividad otorgada. A los investigadores M.C.

Valentín Morales D., M.C. Tertuliano Caballero

A., y el Dr. Francisco Castellanos León del CIIDIR

Oaxaca por la información proporcionada de los

prototipos de vivienda analizados en el estudio.





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Cita sugerida: Caballero Montes, J. L. y A.

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Recibido:

24/08/11

Aceptado:

24/04/12

uso de sistemas de construcción con use of construction ho · materiales alternativos en viviendas...

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