reciclaje de escombros de concreto: anÁlisis …
Post on 16-Nov-2021
12 Views
Preview:
TRANSCRIPT
IAMB 201120 15
RECICLAJE DE ESCOMBROS DE CONCRETO: ANÁLISIS AMBIENTAL,
VIABILIDAD ESTRUCTURAL Y ECONÓMICA
FIDEL ERNESTO GÓMEZ MONTES
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
IAMB 201120 15
PROYECTO DE GRADO PRESENTADO COMO REQUISITO PARA EL TÍTULO
DE INGENIERO AMBIENTAL
ASESORA
ANDREA DEL PILAR MALDONADO ROMERO
COASESORA
ANA PAOLA OZUNA GIRALDO
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL
BOGOTÁ D.C.
ENERO DE 2012
IAMB 201120 15
I
TABLA DE CONTENIDO
INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................. V
OBJETIVOS ...................................................................................................................................... VIII
DEFINICIONES .....................................................................................................................................1
1. PROBLEMÁTICA AMBIENTAL ......................................................................................................3
1.1. CONTEXTO INTERNACIONAL...............................................................................................4
1.2. CONTEXTO LOCAL ...............................................................................................................7
1.2.1. Normatividad ..................................................................................................................8
1.2.2. Situación Bogotana .......................................................................................................12
2. CONCRETO RECICLADO ............................................................................................................19
2.1. PRODUCCIÓN ...................................................................................................................19
2.2. PROPIEDADES ...................................................................................................................24
2.2.1. Propiedades del Agregado. ...........................................................................................24
2.2.2. Propiedades del Concreto ............................................................................................27
3. ESTUDIOS RECIENTES SOBRE EL RECICLADO DEL CONCRETO...................................................29
4. EXPERIMENTACIÓN Y RESULTADOS .........................................................................................57
4.1. EXPERIMENTACIÓN ..........................................................................................................58
4.1.1. Obtención del material .................................................................................................58
4.1.2. Diseño de mezcla ..........................................................................................................60
4.2. RESULTADOS ....................................................................................................................61
4.2.1. Manejabilidad ...............................................................................................................61
4.2.2. Resistencia a la compresión..........................................................................................62
4.2.3. Resistencia a la flexión..................................................................................................64
5. ANÁLISIS DE RESULTADOS ........................................................................................................66
5.1. ANÁLISIS CON RESPECTO A LA EDAD DEL AGREGADO GRUESO RECICLADO ....................66
5.2. COMPARACIÓN DE RESULTADOS CON OTROS ESTUDIOS ................................................68
5.3. VIABILIDAD ECONÓMICA ..................................................................................................75
6. CONCLUSIONES ........................................................................................................................82
REFERENCIAS ....................................................................................................................................84
IAMB 201120 15
II
LISTA DE TABLAS
Tabla 1. Producción y reciclaje de materiales de construcción a nivel internacional. ........................5
Tabla 2. Normatividad internacional en torno al reciclaje de concreto..............................................6
Tabla 3. Cantidad de escombros arrojados al año en Doña Juana. ..................................................15
Tabla 4. Escombreras reconocidas en la cercanía de Bogotá. ..........................................................16
Tabla 5. Producción estimada de escombros para Bogotá. ..............................................................17
Tabla 6. Características de las diferentes tecnologías de trituración. ..............................................23
Tabla 7. Densidad de los agregados reciclados vs. agregados tradicionales. ...................................25
Tabla 8. Absorción de los agregados reciclados vs. agregados tradicionales. ..................................26
Tabla 9. Proporciones de mezcla para 100% reciclado (Etxeberria et al., 2007). .............................30
Tabla 10.Proporciones de mezcla para 0%, 25%, 50% y 100% reciclado (Etxeberria et al., 2007). ..31
Tabla 11. Resultados resistencia compresión (Etxeberria et al., 2007). ...........................................31
Tabla 12. Proporciones de mezcla (Xiao et al., 2005). ......................................................................32
Tabla 13. Resultados resistencia a la compresión (Xiao et al., 2005). ..............................................33
Tabla 14. Proporciones de mezcla (Mendoza, 2004). .......................................................................34
Tabla 15. Resultados resistencia compresión (Mendoza, 2004). ......................................................34
Tabla 16. Proporciones de mezcla (Katz, 2003). ...............................................................................35
Tabla 17. Resultados resistencia compresión (Katz, 2003). ..............................................................36
Tabla 18. Resultados resistencia flexión (Katz, 2003). ......................................................................36
Tabla 19. Resultados resistencia compresión (González, 2011). ......................................................37
Tabla 20. Resultados resistencia compresión (Poon et al., 2004). ...................................................38
Tabla 21. Proporciones de mezcla (Gómez-Soberón, 2002). ............................................................39
Tabla 22. Resultados resistencia compresión (Gómez-Soberón, 2002). ...........................................40
Tabla 23. Resultados resistencia tensión (Gómez-Soberón, 2002). ..................................................40
Tabla 24. Proporciones de mezcla (Tabsh et al., 2009). ...................................................................41
Tabla 25. Resultados resistencia a la compresión (Tabsh et al., 2009). ............................................42
Tabla 26. Resultados resistencia a la tensión (Tabsh et al., 2009). ...................................................42
Tabla 27. Proporciones de mezcla para 30% agregados reciclados (Corinaldesi, 2010). ..................43
IAMB 201120 15
III
Tabla 28. Proporciones de mezcla para 0% agregados reciclados (Corinaldesi, 2010). ....................43
Tabla 29. Resultados resistencia compresión (Corinaldesi, 2010). ...................................................43
Tabla 30. Resultados resistencia compresión (Eguchi et al, 2007). ..................................................45
Tabla 31. Proporciones de mezcla (Yang et al., 2011). .....................................................................46
Tabla 32. Resultados resistencia compresión (Yang et al., 2011). ....................................................47
Tabla 33. Resultados resistencia flexión (Yang et al., 2011). ............................................................47
Tabla 34. Resultados resistencia compresión (Li, 2008). ..................................................................48
Tabla 35. Resultados resistencia tensión (Li, 2008). .........................................................................48
Tabla 36. Resultados resistencia flexión (Li, 2008). ..........................................................................49
Tabla 37. Proporciones de mezcla (González-Fonteboa et al., 2011). ..............................................50
Tabla 38. Resultado resistencia compresión (González-Fonteboa et al., 2011). ..............................50
Tabla 39. Resultado resistencia tensión (González-Fonteboa et al., 2011). .....................................51
Tabla 40. Proporciones de mezcla (Kwan et al., 2012). ....................................................................52
Tabla 41. Resultados resistencia compresión (Kwan et al., 2012). ...................................................52
Tabla 42. Proporciones de mezcla (Grdic et al., 2010). ....................................................................53
Tabla 43. Resultados resistencia compresión (Grdic et al., 2010). ...................................................54
Tabla 44. Resultados resistencia tensión (Grdic et al., 2010). ..........................................................54
Tabla 45. Proporciones de mezcla (Rahal, 2007). .............................................................................55
Tabla 46. Resultados resistencia compresión (Rahal, 2007). ............................................................56
Tabla 47. Resultados prueba de asentamiento. ...............................................................................62
Tabla 48. Resistencia a la compresión a los 7 días, por % de agregado reciclado. ...........................63
Tabla 49. Resistencia a la compresión a los 28 días, por % de agregado reciclado. .........................63
Tabla 50. Resistencia a la compresión a los 7 días, por % de agregado reciclado y por edad del
agregado reciclado. ..........................................................................................................................63
Tabla 51. Resistencia a la compresión a los 28 días, por % de agregado reciclado y por edad del
agregado reciclado. ..........................................................................................................................64
Tabla 52. Resistencia a la flexión a los 28 días, por % de agregado reciclado. .................................65
Tabla 53. Resistencia a la flexión a los 28 días, por % de agregado reciclado y por edad del
agregado reciclado. ..........................................................................................................................65
Tabla 54. Metanálisis resistencia a la compresión a los 7 días. ........................................................69
Tabla 55. Metanálisis resistencia a la compresión a los 28 días. ......................................................70
IAMB 201120 15
IV
Tabla 56. Metanálisis resistencia a la tensión a los 28 días. .............................................................72
Tabla 57. Metanálisis resistencia a la flexión a los 28 días. ..............................................................73
Tabla 58. Comparación otros estudios vs. esta investigación. .........................................................74
Tabla 59. Precio mezcla de concreto tradicional. .............................................................................75
Tabla 60. Diferencias que afectan el costo del concreto reciclado. ..................................................75
Tabla 61. Sobrecostos por uso adicional de cemento para concreto con 30% de agregado grueso
reciclado. ..........................................................................................................................................79
Tabla 62. Sobrecostos por uso adicional de cemento para concreto con 50% de agregado grueso
reciclado. ..........................................................................................................................................79
Tabla 63. Costos concreto tradicional vs. reciclado. .........................................................................80
LISTA DE FIGURAS
Ilustración 1. Caracterización de escombros dispuestos en el espacio público bogotano. ..............13
Ilustración 2. Proporción de escombros en espacio público por localidad. ......................................14
Ilustración 3. Planta de reciclaje Fija. ...............................................................................................20
Ilustración 4. Planta de reciclaje móvil. ............................................................................................21
Ilustración 5. Tecnologías de trituración. .........................................................................................22
Ilustración 6. Proporciones de mezcla (Eguchi et al, 2007). .............................................................44
Ilustración 7. Recolección de muestra en demolición de andenes calle 26. .....................................58
Ilustración 8. Costales con grava reciclada, arena, y bultos de cemento usados para preparar las
mezclas.............................................................................................................................................59
Ilustración 9. Distribución granulométrica de una de las gravas usadas. .........................................60
Ilustración 10. Falla a la compresión de cilindro de concreto. .........................................................62
Ilustración 11. Viga de concreto reciclado sometida a esfuerzos de compresión. ...........................64
Ilustración 12. f´c concreto reciclado 30% vs. edad del concreto de origen. ....................................67
Ilustración 13. f´c concreto reciclado 50% vs. edad del concreto de origen. ....................................67
Ilustración 14. Resistencia flexión concreto reciclado 50% vs. edad del concreto. ..........................68
Ilustración 15. Relación agua/cemento vs. resistencia a la compresión...........................................77
IAMB 201120 15
V
INTRODUCCIÓN
Desde el inicio de la revolución industrial, el ser humano ha consumido recursos
naturales sin mayores precauciones, afectando los delicados ciclos que rigen el
equilibrio del planeta. Es tal el nivel de afectación que se ha causado al ambiente,
que la humanidad ha comenzado a verse directamente afectada en su salubridad
y supervivencia. La problemática ambiental dejó de ser hace muchos años una
cuestión animalista o paisajista; es algo que nos afecta a todos, y que requiere
urgentes cambios en la forma en que se han venido realizando ciertas actividades.
Una de estas actividades que hasta hace pocos años se ha mantenido al margen
de un cambio en términos ambientales, es la construcción y demolición de
infraestructura. El presente documento pretende dar una mirada a una opción
válida en torno a la disminución del impacto ambiental de la industria de la
construcción.
Dicha opción es el reciclado de concreto, que consiste en usar material
considerado como escombro para crear materia prima de nuevas mezclas;
dándole valor a lo que se considera hoy en día un desecho. Lo anterior teniendo
en cuenta que esta modificación debe estar sujeta al cumplimiento de los
requerimientos para los cuales ha sido solicitado el concreto, lo que implica que se
deben conocer detalladamente sus características.
IAMB 201120 15
VI
En el contexto local, el uso de concreto reciclado tendría enormes beneficios
debido a la problemática que se tiene en la consecución de materiales y en la
disposición de escombros, algunas de estas ventajas son:
Disminuye el movimiento de transporte de carga, ya que en ciudades como
Bogotá las de canteras y escombreras suelen estar ubicadas en lugares
fuera del perímetro urbano. Mientras que las plantas de reciclaje de
escombros se pueden localizar en lugares estratégicos, o usar plantas
móviles en los casos que lo ameriten. Lo anterior implica reducción en los
costos de la construcción y demolición, reducciones en el consumo de
combustibles fósiles, y mejoras en el tráfico de la ciudad.
Disminución de la explotación de canteras, las cuales en la mayoría de los
casos para la ciudad de Bogotá, no cumplen con los requerimientos
ambientales.
Puede llegar a eliminar la necesidad del uso de escombreras para desechar
concreto, como está sucediendo en algunos países de Europa.
Reducción en las actividades de extracción de materiales en los ríos, donde
se afecta no solo los ciclos biológicos que se desarrollan en estos; sino que
se atenta contra la calidad del agua, al ingresar maquinaria pesada a las
fuentes hídricas que interrumpen los causes e ingresan a su paso
sustancias contaminantes.
Tener una industria del reciclaje de escombros puede ser muy útil en el
caso de un desastre natural, ya que se puede disminuir los costos de la
reconstrucción de las áreas afectadas.
Posibilita la construcción a precios razonables en sectores donde la
ausencia de materiales de construcción impedía el desarrollo de obras
necesarias para la comunidad.
IAMB 201120 15
VII
No necesita el uso de explosivos, como en el caso de la minería tradicional
donde se afecta el ambiente circundante y se generan riesgos en la
población que labora en el área.
Los empleos e industrias que van a perder participación en el negocio de la
extracción de agregados tradicionales, se van a ver compensados por la
creación de la industria del reciclado de materiales, la cual es menos
trashumante y menos exigente en términos laborales que la explotación
tradicional de canteras y ríos.
Ataca los problemas ambientales, sociales y de salubridad, en torno a la
inequitativa de la ubicación de sitios de disposición de escombros (legales e
ilegales).
Reducción de la deforestación causada por el descapote de las canteras y
el paso de maquinaria que extrae el material en ríos.
Disminuye el pasivo ambiental que se genera por las actividades de
construcción y que en casi en ningún caso es asumido por el constructor.
Lo anteriormente dicho es lo suficientemente relevante como para incentivar el
desarrollo de investigaciones que conlleven a la implementación de la industria del
concreto reciclado en el contexto nacional, priorizando la región capitalina donde
la problemática de los escombros en pocos años rebasará la capacidad que tiene
la ciudad actualmente.
IAMB 201120 15
VIII
OBJETIVOS
El objetivo principal del presente trabajo es el de evaluar la problemática ambiental
en torno al uso de explotación y disposición de materiales para la fabricación de
concreto, y su solución por medio de la utilización de concreto reciclado que
cumpla con los requerimientos técnicos, y que se económicamente viable. Para
esto se plantean los siguientes objetivos específicos:
Caracterizar la problemática ambiental con respecto al tema a nivel
internacional y a nivel local.
Revisión de estudios en torno a las propiedades mecánicas del concreto
reciclado.
Realización de ensayos de laboratorio en concretos fabricados con agregados
reciclados procedentes de fuentes locales.
Comparación de resultados con los obtenidos en otros estudios a nivel global.
Evaluación de la influencia de la edad del concreto de origen en las
propiedades mecánicas de la nueva mezcla.
Análisis de la viabilidad económica del uso de concretos reciclados.
IAMB 201120 15
1
DEFINICIONES
Concreto (hormigón): Es la mezcla en proporciones determinadas previamente,
de un material cementante (cemento portland), agua, aire, agregados y algunas
veces aditivos. Al principio se tiene un material versátil en estado plástico, días
después se endurece adquiriendo una alta resistencia a la compresión.
Cemento Portland: También conocido simplemente como cemento, es un
conglomerante, que tiene la propiedad de reaccionar con el agua, creando una
pasta que aglutina a los agregados del concreto, permitiendo que al endurecerse
la mezcla se comporte mecánicamente como una unidad.
Agregados: Son materiales granulares, por lo general minerales, que le confieren
al concreto su resistencia a los esfuerzos de compresión. Los agregados deben
ser materiales inertes para garantizar que no perturbarán la reacción agua-
cemento, y que no cambiarán sus propiedades con el pasar de los años.
Agregados gruesos: También conocidos como grava o gravilla, son aquellos
cuyo diámetro es mayor a los 4,76 mm.
Agregados finos: También conocidos como arena, son aquellos cuyo tamaño va
desde los 0,074 mm hasta los 4,76 mm.
Aditivo: Es cualquier material distinto al cemento, agua, aire o agregados; se le
adiciona a la mezcla de concreto con el fin de potenciar ciertas características del
concreto.
Relación Agua/Cemento: También conocida como relación A/C (W/C ratio en
inglés), es el resultado de la división entre el peso del agua adicionada a la mezcla
de concreto, sobre el peso del cemento agregado. Esta propiedad es la que mayor
influencia tiene en las propiedades mecánicas del concreto.
IAMB 201120 15
2
Relación Agua/Cemento efectiva: Es la división entre el peso del agua utilizada
en la mezcla sin incluir el agua usada en la hidratación de los agregados, sobre el
peso del cemento utilizado para realizar el concreto.
Falla: Estado en el cual se puede considerar que un material no cumple con los
requisitos para los cuales fue diseñado. En el concreto, suele considerarse que
hay una falla cuando este pierde su unidad estructural debido a que se alcanza su
resistencia máxima a cierto tipo de esfuerzo.
Granulometría: Distribución cuantitativa del tamaño de las partículas que forman
los agregados.
Escombro: Todo residuo inerte producto de la construcción, remodelación o
demolición de una obra civil.
Escombrera: Lugar donde se realiza la disposición final de los escombros.
Algunas de estas tienen el objetivo de nivelar un terreno que se utilizará en alguna
otra actividad productiva.
Reciclaje: Recuperación de productos o materiales que ya han sido utilizados,
para su posterior uso como materias primas.
Resistencia relativa: En el presente estudio se entiende resistencia relativa como
la relación entre la resistencia obtenida por el concreto reciclado, sobre la
resistencia obtenida por el concreto tradicional bajo iguales condiciones.
K: Valor que relaciona la raíz cuadrada de la resistencia a la compresión (f´c) con
la resistencia a la tensión o a la flexión así:
√
IAMB 201120 15
3
1. PROBLEMÁTICA AMBIENTAL
Al igual como ha sucedido en la mayoría de las áreas de la producción, se ha
comenzado a tomar conciencia sobre los impactos de la creación en masa de
nueva infraestructura. Actualmente, la mirada está puesta en entender como las
actividades de construcción y demolición generan impactos en la economía, en el
ambiente, en el modo de vida de la comunidad circundante y de las personas que
laboran en dichas obras.
Partiendo de lo anterior, se hace válido y necesario plantear un análisis alrededor
del impacto ambiental que resultaría de modificar varias de las actividades de la
construcción y la demolición, mediante el uso de agregados provenientes del
concreto reciclado.
Este análisis parte de dos problemáticas asociadas a la fabricación del concreto
tradicional. La primera es la referente a la consecución de materiales por medio de
la explotación de recursos naturales, y la segunda es la disposición de los
escombros generados y los costos que esto conlleva.
IAMB 201120 15
4
1.1. CONTEXTO INTERNACIONAL
La construcción de obras civiles con la ayuda de materiales cementantes está
registrada desde la edad antigua, donde se le atribuye a los romanos la
propagación de su uso. Asimismo, desde la antigüedad se tiene información
acerca del reciclaje de materiales de construcción, provenientes por lo general de
estructuras destruidas por desastres naturales. El reciclado del concreto está
tomando cada vez más fuerza, no solo por sus virtudes ambientales, sino también
por sus ventajas económicas. De lo anterior da testimonio proyectos como “Living
Better Jarmin” que logró crear con bloques de concreto reciclado viviendas de
interés social con una ahorro final del 20% en costos (Rozo, 2010).
El ejemplo más renombrado se dio en Europa luego de la destrucción sufrida en
las grandes ciudades por los bombardeos de la Segunda Guerra Mundial, dado el
aprovechamiento que se le dio a los escombros como materia prima de las nuevas
edificaciones. Desde entonces los países europeos son quienes mantienen la
vanguardia en el reciclado de residuos de la construcción y demolición.
En la Tabla 1. Se puede observar la importancia que tienen los escombros dentro
del total de desechos sólidos en varios países desarrollados, siendo en promedio
una tercera parte del total. De la misma forma se puede observar países como
Dinamarca y Holanda han llegado a una tasa de reciclaje de casi la totalidad del
material desechado, demostrando que esta actividad tiene total validez y se puede
implementar de forma exitosa.
IAMB 201120 15
5
Tabla 1. Producción y reciclaje de materiales de construcción a nivel internacional.
Fuente: (Tam et al., 2008).
La creación de nueva infraestructura es una condición inherente al desarrollo
económico, lo que hace que por cada habitante en la tierra se genere más de una
tonelada de concreto al año. Esto tiene graves implicaciones ambientales, desde
la desforestación que implica la extracción de los materiales, hasta las 1,6 ton/año
de dióxido carbono que implica el proceso de producción de cemento a nivel
mundial (Mehta, 2001). El reciclaje de los agregados de concreto es una clara
oportunidad para mitigar los impactos de la creación de nuevas obras, ya varios
países han avanzado en implementar dentro de su legislación y su normatividad el
uso de este material.
IAMB 201120 15
6
Ta
bla
2. N
orm
ati
vid
ad
in
tern
ac
ion
al e
n t
orn
o a
l re
cic
laje
de
co
nc
reto
.
Fu
en
te:
(Bre
cc
olo
tti e
t a
l., 2
01
0)
IAMB 201120 15
7
En la Tabla 2 se puede observar que la legislación de distintos países aprueba el
reciclado de agregado grueso dentro del concreto en al menos un 20%, donde en
algunos códigos no se tienen restricciones a su uso diferentes a las que se tiene
con el concreto tradicional. Asimismo, se puede ver como todavía hay cierta
desconfianza por el agregado fino reciclado.
A pesar de los avances en el reciclado del concreto, el crecimiento las grandes
naciones orientales, hace que los esfuerzos de Europa y otras naciones se vean
pequeños. Sin embargo en China hay interés por el tema del reciclaje del
concreto, lo cual se puede evidenciar en la cantidad de publicaciones que se han
realizado en años recientes desde esta nación.
1.2. CONTEXTO LOCAL
A pesar de los avances que se han tenido a nivel internacional, en Colombia
todavía se está muy lejos del reciclado a gran escala de los residuos de
construcción y demolición. En el país y en Bogotá se han redactado varias normas
que pretenden dar directivas a las entidades estatales para que desarrollen
infraestructura y estrategias para el reciclado de escombros, sin embargo a la
fecha no se ha materializado ninguno de estos esfuerzos.
IAMB 201120 15
8
1.2.1. Normatividad
A continuación se hace un breve resumen de la normativa que involucra al
manejo, disposición y aprovechamiento de escombros.
Ley 1259 de 2008: “Por medio de la cual se instaura en el territorio nacional la
aplicación del comparendo ambiental a los infractores de las normas de aseo,
limpieza y recolección de escombros; y se dictan otras disposiciones”. Donde se
reglamenta la figura del comparendo ambiental para quienes no dispongan
correctamente los escombros.
Ley 142 de 1994: “Por la cual se establece el régimen de los servicios públicos y
se dictan otras disposiciones”, donde se le da el garante de servicio público a la
recolección de residuos sólidos.
Ley 99 de 1993: “Por medio de la cual se crea el Ministerio del Medio Ambiente,
se reordena el Sector Público encargado de la gestión y conservación del medio
ambiente y los recursos naturales renovables, se organiza el Sistema Nacional
Ambiental (SINA), y se dictan otras disposiciones”. Donde se dice que recae sobre
el Estado la obligación de velar por el reciclaje de los residuos sólidos, de forma
que garantice recursos para esta actividad.
Ley 9 de 1979: “Por la cual se dictan medidas sanitarias”, en donde se menciona
la prohibición de la disposición de basuras en espacio público.
Decreto Ley 1421 de 1993: "Por el cual se dicta el régimen especial para el
Distrito Capital de Santafé de Bogotá" donde se reglamentan sanciones para
IAMB 201120 15
9
quienes sin la autorización, ocupen por más de seis horas las vías y los espacios
públicos con materiales o desechos de construcción.
Decreto 034 de 2009: "Por el cual se establecen condiciones para el tránsito de
vehículos de carga en el área urbana del Distrito Capital y se dictan otras
disposiciones". Donde se mencionan todas las limitaciones de tránsito que tienen
los vehículos de carga en Bogotá (que generan sobrecostos en el transporte de
materiales de construcción y de escombros).
Decreto Distrital 620 de 2007: “Por medio del cual se complementa el Plan
maestro de residuos sólidos, mediante la adopción de normas urbanísticas y
arquitectónicas para la regularización y construcción de las infraestructuras y
equipamientos del Sistema General de Residuos sólidos, en Bogotá Distrito
Capital”. Donde se especifica que se debe propiciar infraestructura que ayude al
reciclaje de escombros.
Decreto Distrital 312 de 2006: “Por el cuál se adopta el Plan Maestro Integral de
Residuos Sólidos para el Distrito Capital de Bogotá” donde se busca el correcto
manejo de los residuos sólidos, especialmente en lo relacionado con la
localización de infraestructuras de disposición final, tratamiento, reciclaje y
aprovechamiento de residuos, entre ellos se hace referencia a los escombros
generados de las actividades de construcción.
Decreto 838 de 2005: “Por el cual se modifica el Decreto 1713 de 2002” donde se
especifica que los escombros que no puedan ser recuperados y aprovechados
deben ser dispuestos en escombreras autorizadas.
Decreto 190 de 2004: “Plan de Ordenamiento Territorial” donde se da un primer
paso en regular el uso del suelo de forma tal que exista un verdadero control sobre
los terrenos usados como escombreras.
IAMB 201120 15
10
Decreto 1713 de 2002: "Por el cual se reglamenta la Ley 142 de 1994, la Ley 632
de 2000 y la Ley 689 de 2001, en relación con la prestación del servicio público de
aseo, y el Decreto Ley 2811 de 1974 y la Ley 99 de 1993 en relación con la
Gestión Integral de Residuos Sólidos", donde se menciona que los escombros son
responsabilidad de los generadores en cuanto a su recolección, transporte y
disposición en las escombreras autorizadas.
Decreto 357 de 1997: “Por el cual se regula el manejo, transporte y disposición
final de escombros y materiales de construcción”.
Decreto 2811 de 1974: “Por el cual se dicta el código Nacional de Recursos
Naturales Renovables y de Protección al medio ambiente”. En este se puede
encontrar directivas para la correcta disposición de residuos sólidos.
Proyecto de Acuerdo No 098 de 2010: “Por medio del cual se dictan normas
para el manejo integral de escombros en Bogotá D.C., y se dictan otras
disposiciones”. En el cual se ordena a la UAESP y a la SDA, crear un plan de
manejo, aprovechamiento y disposición final de escombros.
Proyecto de Acuerdo No 003 de 2001: “Por el cual se establece en Bogotá D.C,
zonas de escombreras para protección del medio ambiente y recuperación de
suelos erosionados”.
Resolución 1241 de 2010: “Por la cual se adopta la siguiente Especificación
Técnica: Para Empleo De Agregados Pétreos A Partir De Concreto Hidráulico
Reciclado V1.0“.
Especificación Técnica: Para Empleo De Agregados Pétreos A Partir De
Concreto Reciclado V1.0: Este documento de 5 páginas, solo se limita a decir
que se autoriza a usar el concreto reciclado en toda clase de aplicaciones para
vías, mientras cumpla con los requisitos técnicos del concreto tradicional.
IAMB 201120 15
11
Resolución 114 de 2003: “Por el cual se establece el Manual Técnico Operativo
para los concesionarios del servicio de aseo de la ciudad”, donde se especifica
que los escombros generados por remodelaciones de vivienda menores a 1m3
serán atendidos por las empresas de aseo de forma gratuita, asimismo dichas
empresas se encargaran de la limpieza de escombros dispuestos en espacios
públicos.
Resolución 541 de 1994: “Por medio de la cual se regula el tema de cargue,
descargue, transporte, almacenamiento y disposición final de escombros,
materiales, elementos, concretos y agregados sueltos de construcción, de
demolición y capa orgánica, suelo y subsuelo de excavación”.
La gran mayoría de las normas anteriormente descritas no son aplicadas a
cabalidad, en el tema de la disposición y aprovechamiento de escombros existe
una completa desconexión entre la norma y la aplicación. Uno de los ejemplos
más dicientes es el Plan de Ordenamiento Territorial, donde se planteaba que
para el 2010 deberían haber al menos dos nuevas escombreras municipales,
objetivo que jamás se cumplió.
Adicionalmente, no existe ninguna norma o código acerca del uso de concreto
reciclado, a parte de la especificación técnica del IDU, que en realidad no contiene
ningún concepto técnico de fondo.
Es de resaltar la cantidad de normas en torno al transporte de los escombros,
donde se limita el tipo de vehículos que pueden realizar esta labor. Esto sumado
con las restricciones vehiculares del decreto 034 de 2009, hacen que el costo de
disposición de residuos sea alto, lo que en la práctica se refleja en evasiones a la
norma con vehículos de tracción animal que depositan los escombros en el
espacio público.
IAMB 201120 15
12
Todo lo anterior se ratifica en entrevista realizada al ex-director del IDU Carlos
Iván Gutiérrez, quien dijo con respecto a las escombreras que: “Casi todas están
para sellar, esas no cumplen. Son un desorden completo. Tiene que haber un
compromiso serio por parte del gobierno y la CAR. Hace falta más compromiso del
estado en general con todas las normas ambientales.” (González, 2011)
1.2.2. Situación Bogotana
La ausencia de una política clara de manejo, aprovechamiento y disposición de
escombros en la ciudad de Bogotá, ha llevado a que estos residuos se manejen
de forma arbitraria por la población y que se dispongan en cualquier lugar. Lo
anterior fue cuantificado por el “Informe de la caracterización de escombros en
Bogotá” realizado por la Unidad Administrativa Especial de Servicios Públicos
(UAESP), donde se identificaron los puntos críticos de disposición ilegal de
escombros en la ciudad. En este estudio se identificaron más de 1800 toneladas
de escombros distribuidos por toda la ciudad. Adicionalmente, se logró una
caracterización por tipo de material que conforma los escombros, donde se puede
observar que el de mayor participación es el concreto con 500.000 toneladas
dispuestas ilegalmente en el espacio público de la capital (ver Ilustración 1).
Asimismo, la UAESP caracterizó la participación porcentual de escombros en cada
localidad (ver Ilustración 2). En esta distribución se puede observar una clara
inequidad, dado que son las localidades en las que habita la población con menos
recursos, es donde se dispone en el espacio público la mayoría de escombros en
la ciudad. Lo anterior debe ser un incentivo adicional que lleve a las instituciones
públicas y privadas a tomar medidas en el asunto y generar medidas eficientes de
disposición y aprovechamiento de estos escombros que están afectando a la
población más vulnerable.
IAMB 201120 15
13
Fuente: (UAESP, 2011)
Ilustración 1. Caracterización de escombros dispuestos en el espacio público bogotano.
IAMB 201120 15
14
La disposición de escombros en el espacio público es consecuencia de la falta de
civismo de los capitalinos junto con la poca disponibilidad de sitios legales para la
disposición legal de estos. Es tal la ausencia de sitios adecuados para disponer
estos residuos, que las empresas públicas autorizadas para la recolección de
escombros los depositan indistintamente con los residuos sólidos urbanos en el
relleno sanitario de Doña Juana. En la Tabla 3 se puede observar la cantidad de
escombros que llegan al relleno.
Fuente: (UAESP, 2011)
Ilustración 2. Proporción de escombros en espacio público por localidad.
IAMB 201120 15
15
Fuente: (Observatorio Ambiental de Bogotá, 2011)
Aparte del relleno sanitario de Doña Juana, la UAESP reconoce 9 lugares donde
se realiza la disposición de escombros. Estas escombreras son de carácter
privado, y sus características se resumen en la Tabla 4.
En las 9 escombreras visitadas por la UASP se encontraron serias fallas técnicas,
donde la única que opera en buenas condiciones es La Fiscala. En el resto se
identifican problemas como la falta de control y planeación, la disposición de
basuras, la no compactación de los residuos, etc. Lo anterior causará que
seguramente no haya una recuperación de dichos terrenos luego de su clausura.
Tabla 3. Cantidad de escombros arrojados al año en Doña Juana.
IAMB 201120 15
16
Tabla 4. Escombreras reconocidas en la cercanía de Bogotá.
Nombre Localización Área (Ha) Volumen Autorizado (m3) Volumen Actual (m3)
El Porvenir Dg 77 No 120-68
(Bogotá) 16 400.000 200.000
La Fiscala km. 6 antes Portal
Usme (Bogotá) 20 6.000.000 2.200.000
El arrayan Finca Arrayan
Variante (Cota) 52 1.400.000 1.000.000
La Tesalia km 14 Vía Siberia-
Cota (Cota) 32 1.300.000 300.000
Ricatama 1 Acceso Barrio Bosa-Laureles (Soacha)
38 1.500.000 50.000
Chucua Vargas
Vereda Bosatama (Soacha)
36 1.300.000 300.000
Pensilvania Barrio El Porvenir
(Bogotá) 1,6 20.000 2.400
La Esmeralda La Esmeralda (Tenjo) 7 200.000 -
San Fernando
Vereda Balsillas (Mosquera)
18 6.000.000 700.000
SINAM S.A km 2 vía Mesitas
(Soacha) 4 100.000 -
Fuente: (UAESP, 2009)
Según el estudio (UAESP, 2009), las escombreras reconocidas tendrían una
capacidad de 14.000.000 m3, sin embargo se proyecta que entre el sector público
y privado se producirán más de 180.000.000 m3 para el 2020 (ver Tabla 5). Lo
anterior sumado con el hecho que a la fecha la administración distrital no ha
IAMB 201120 15
17
tomado medidas reales en el manejo, aprovechamiento y disposición de
escombros; resulta en que se seguirán disponiendo escombros en lugares no
aptos para esta labor como el relleno sanitario de Doña Juana, las calles, los ríos,
los parques, etc. En el escenario más optimista, los productores de escombros
tendrían que disponer sus residuos en lugares cada vez más alejados de la
ciudad, lo que implicaría un sobre costo en la producción de nueva infraestructura.
Tabla 5. Producción estimada de escombros para Bogotá.
Año Producción Sector público
(m3) Producción Sector privado
(m3) Totales
2010 4.944.865 7.416.177 12.361.042
2011 5.424.885 7.742.489 13.167.374
2012 5.949.600 8.083.159 14.032.759
2013 6.523.069 8.438.818 14.961.887
2014 7.149.753 8.810.126 15.959.879
2015 7.834.553 9.197.771 17.032.324
2016 8.582.849 9.602.473 18.185.322
2017 9.400.558 10.024.982 19.425.540
2018 10.294.179 10.466.081 20.760.260
2019 11.270.856 10.926.589 22.197.445
2020 12.338.440 11.407.358 23.745.798
Fuente: (UAESP, 2009)
IAMB 201120 15
18
En cuanto a la producción de materiales de la construcción, se da una
problemática similar a la que se tiene con la disposición de escombros. Lo anterior
debido a que cada vez son menos y más lejanas las canteras de las que se
abastece la ciudad. Un ejemplo de esto es el Instituto de Desarrollo Urbano (IDU),
que ha ingresado dentro de sus proveedores de agregados a empresas
provenientes del departamento del Meta.
De la misma manera, se sabe que muchos de estos escombros se extraen de
manera ilegal y sin tener en cuenta consideraciones ambientales. En auditoría
realizada por la Contraloría de Bogotá en el año 2005, se encontró que de las 32
canteras activas en el distrito, solo 7 de ellas cumplen con el Plan de
Recuperación Morfológica y Ambiental. Dicho incumplimiento se calcula que
tendrá un costo de 34.000 millones de pesos dado el pasivo ambiental generado
(ElTiempo, 2005).
En años venideros no se vislumbra un escenario positivo, debido al crecimiento
que tiene la industria de la construcción en la ciudad, que se suma a la ineficacia
de las autoridades ambientales y de planeación a la hora de tomar medidas
tangibles, a pesar de contar con las herramientas normativas para hacerlo.
IAMB 201120 15
19
2. CONCRETO RECICLADO
El término concreto reciclado se refiere a cualquier mezcla que contenga
materiales procedentes del proceso de recuperación de escombros de la
construcción y la demolición. La anterior definición es muy amplia y comprende el
uso de agregado fino, agregado grueso y material cementante (recuperado por
procesos químico-físicos), procedente de escombros adicionados en diferentes
proporciones. Para el presente estudio se realizarán ensayos y comparaciones
únicamente en torno al concreto realizado a base a diferentes dosificaciones de
agregado grueso reciclado, ya que sobre este material se tiene mayor confianza
en su uso en estructuras (ver Tabla 2) y se encuentra menor variación en los
resultados.
En la actualidad, la producción de agregado grueso reciclado parte del
conocimiento y la tecnología que se tiene en torno a la trituración de rocas en
canteras. Sin embargo dado que los escombros suelen tener incorporados
diferentes materiales (cerámicos, maderas, metales, etc) se han desarrollado
maquinarias específicas para su procesamiento.
2.1. PRODUCCIÓN
Existen dos grandes grupos de procesos para la producción de agregados
reciclados:
IAMB 201120 15
20
El primero es la producción en plantas fijas, que son usadas cuando se requiere
grandes cantidades de agregado en ventanas del tiempo amplias, que justifiquen
la inversión. Son propicias para los casos en los cuales los escombros no
proceden de una única fuente, por lo tanto no se tiene un control sobre los
materiales que este contiene (ver Ilustración 3).
El segundo grupo son las plantas móviles, las cuales por lo general consisten en
máquinas más compactas que tienen la capacidad de ser trasladadas con
facilidad. Estas plantas son ideales para empresas dedicadas a la construcción de
grandes obras, que tienen que estar cambiando de locación de acuerdo a la
Fuente: (EPREMASA, 2008)
Ilustración 3. Planta de reciclaje Fija.
IAMB 201120 15
21
ubicación de los proyectos a realizar. Igualmente son útiles en ciudades donde los
niveles de congestión crean sobrecostos en el transporte de material, que inclinan
la balanza hacia los sistemas portátiles (ver Ilustración 4). Existen empresas
consolidadas que proveen esta maquinaria a nivel internacional, como Rubble
Master, Zenith, SBM, Sanme, Rockster, entre otras.
Fuente: (Rubble Master, 2012)
Ilustración 4. Planta de reciclaje móvil.
Dentro de la maquinaria utilizada, la parte más importante es la estructura de
trituración, dado que de ésta depende en gran medida la calidad del material final,
y la eficiencia del proceso. Dentro de las trituradoras existen tres grandes grupos:
las de mandíbulas, de Molinos de Impactación y de Conos (ver Ilustración 5);
siendo las de mandíbulas las que mayor demanda están teniendo en la actualidad
dado que son más versátiles para ser usadas en sistemas móviles. En la Tabla 6
se puede observar las principales características de cada tecnología.
IAMB 201120 15
22
Fuente: (López, 2008)
Ilustración 5. Tecnologías de trituración.
IAMB 201120 15
23
Tabla 6. Características de las diferentes tecnologías de trituración.
. Tecnología Característica
Mandíbulas Impactación Conos
Capacidad Alta Media Baja
Costos de Producción Bajo Medio Alto
Desgaste Bajo Bajo Alto
Calidad del Agregado Bajo Media Alta
Producción de Finos Baja Media Alta
Consumo de Energía Baja Media Alta
Por último dentro de las tecnologías de reciclaje del concreto, vale la pena hablar
de una técnica de reciclado in-situ que se ha desarrollado en años recientes
llamada Rubblizing. Esta consiste en generar fracturas de manera sistemática al
concreto hidráulico deteriorado, para que éste se convierta en la base granular de
una capa asfáltica posterior, ahorrando tiempo y material. El Rubblizing ha
probado su efectividad en infraestructura de los Estados Unidos, pero no se ha
utilizado en alguna obra de gran envergadura en Colombia. En el futuro esta
podría ser una buena solución en casos como las fallidas losas del sistema
Transmilenio. Para más detalles del sistema se recomienda el proyecto de tesis
(Sánchez, 2010).
IAMB 201120 15
24
2.2. PROPIEDADES
A pesar de ser de origen mineral, los agregados reciclados tienen propiedades
disimiles a las de los agregados naturales. Lo anterior genera que el concreto
fresco y endurecido presente algunas características diferentes y otras similares, a
continuación se nombrarán las más importantes.
2.2.1. Propiedades del Agregado.
Granulometría
Dados los avances en la trituración del concreto (ver numeral 2.1), se ha llegado a
obtener distribuciones granulométricas que se adaptan a las diferentes
situaciones. Lo anterior debido a que la nueva maquinaria de trituración se puede
diseñar para producir distintas distribuciones granulométricas, la mayoría muy
similares a las obtenidas con los agregados tradicionales.
Según (Frondististo-Yannas, 1981), el agregado reciclado produce partículas de
forma piramidal, donde no se observa exceso de partículas planas o alargadas
que afecten el contenido de vacíos de la mezcla. De esta forma, se tiene que
debido al proceso de triturado se obtienen superficies ásperas y bordes angulosos,
similares a los agregados de cantera.
Desgaste
En el estudio (ACI Committee 555, 2001) se encontró que hasta los agregados de
reciclados de peor calidad pasan satisfactoriamente el ensayo ASTM C-131 de
desgaste (Maquinaria de los Ángeles).
IAMB 201120 15
25
Densidad
Los agregados reciclados dado que proceden de rocas artificiales, menos
consolidadas que las naturales, presentan menores densidades que los
procedentes de fuentes naturales (bajo las mismas condiciones de compactación),
tal y como se observa en la Tabla 7. El concreto fabricado con estos agregados
presenta una disminución en la densidad directamente proporcional a la cantidad
de agregado reciclado adicionado.
Tabla 7. Densidad de los agregados reciclados vs. agregados tradicionales.
Fuente: (López, 2008) *G=Grueso, F=Fino
IAMB 201120 15
26
Tabla 8. Absorción de los agregados reciclados vs. agregados tradicionales.
Absorción
Sin importar el tiempo que ha pasado desde la fabricación del concreto, este
mantiene partículas de cemento que no han reaccionado y que al ser reutilizadas
absorben una mayor cantidad de agua que una grava o arena tradicional. De la
misma forma, los agregados reciclados presentan una mayor cantidad de poros.
Lo anterior genera que este material presente una mayor absorción.
Fuente: (López, 2008) *G=Grueso, F=Fino
IAMB 201120 15
27
2.2.2. Propiedades del Concreto
Manejabilidad
La manejabilidad del concreto es una de las propiedades más importantes, ya que
de esta depende su versatilidad, la facilidad en su manipulación, y su uso en un
sinfín de estructuras con diferentes formas. Esta característica depende
directamente de la proporción de agua agregada a la mezcla. La forma más
común de medirla es mediante el ensayo de asentamiento con el cono de Abrams,
que en Colombia está contenido en la norma NTC-396.
La diferencia entre la manejabilidad del concreto reciclado y tradicional depende
de la forma en que se mida. Si se comparan concretos con la misma relación
agua/cemento se obtendrá una manejabilidad menor para el concreto reciclado
dada la mayor absorción de agua por parte de los agregados reciclados. Sin
embargo, si se comparan concretos con igual relación agua/cemento efectiva se
obtendrán similares medidas de asentamiento, dado que los agregados se
encuentran saturados.
Resistencia a la Compresión (f´c)
Similar a lo que sucede con la manejabilidad, la resistencia a la compresión
depende de la forma en que sea medida. En el presente texto para comparar
cualquier propiedad mecánica de los concretos reciclados y tradicionales, se
utilizará la metodología de comparar solamente aquellos cuya relación
agua/cemento efectiva sea igual. Lo anterior debido a que así se garantiza que las
mezclas que se confronten sean similares en su manejabilidad. Dicha metodología
implica que los concretos con agregado reciclado comparados tendrán la misma
cantidad neta de concreto, pero diferente cantidad de agua.
IAMB 201120 15
28
Esta metodología es la aplicada en la gran parte de los estudios que se
encuentran en las revistas indexadas. En dichos estudios, se tiene que la
resistencia a la compresión del concreto disminuye proporcionalmente a la
cantidad de agregado reciclado que se le adiciona a la mezcla. Lo anterior se
expone de forma más amplia en el numeral 3.
Resistencia a la Tensión (Tracción)
La principal labor del concreto es la de resistir esfuerzos de compresión, sin
embargo su aporte a la resistencia de esfuerzos de tracción es significativa e
influye en los diseños estructurales; su valor oscila entre 1,0 y 2,5 veces la raíz
cuadrada de f´c. Para el concreto reciclado se encuentran valores cercanos a la
resistencia del concreto tradicional, sin embargo no hay un consenso claro. Los
resultados de algunos estudios realizados en el tema se expondrán más adelante.
Resistencia a la Flexión
La resistencia a la flexión del concreto se expresa usualmente en términos del
módulo de ruptura (MR) que corresponde a un esfuerzo ficticio, equivalente al
esfuerzo de tracción de falla del concreto al ser sometido al momento de flexión
último. El módulo de ruptura (o rotura) tiene valores que se encuentran entre 1,5 y
3,0 veces la raíz del f´c. El concreto reciclado suele desarrollar valores menores a
la resistencia obtenida en concretos tradicionales, sin embargo al igual que con la
tensión, no existe un consenso claro en torno al tema.
IAMB 201120 15
29
3. ESTUDIOS RECIENTES SOBRE EL RECICLADO DEL CONCRETO
Como se ha mencionado anteriormente, la idea del reciclaje del concreto no es
algo que se halla desarrollado en los últimos años. Sin embargo gracias a las
herramientas tecnológicas actuales, se ha podido realizar en diferentes latitudes
investigaciones en torno a las propiedades y las implicaciones del reciclado del
concreto.
Con el fin de validar los resultados obtenidos en el presente documento, se
tuvieron en cuenta las investigaciones más recientes en torno al reciclado del
concreto, cuyos experimentos sean homologables y comparables. Para garantizar
lo anterior se tuvieron en cuenta los siguientes requisitos:
Condiciones de laboratorio, curado y falla similares para todas las muestras
a comparar.
Resistencia de diseño igual para las mezclas con y sin agregado reciclado.
Remplazo de material reciclado únicamente como agregado grueso, y bajo
control granulométrico, tal que se asegure que la configuración del mismo
no influirá en la resistencia del concreto.
Agregado fino, agua, y concreto de las mismas características para todas
las muestras.
Relación agua/cemento efectiva, igual para las mezclas con y sin agregado
reciclado.
A continuación se muestra un breve resumen de los estudios analizados:
IAMB 201120 15
30
Influence of amount of recycled coarse aggregates and production process
on properties of recycled aggregate concrete
Realizado por: M. Etxeberria, E. Vázquez, A. Marí, M. Barra. Barcelona, España.
En este paper se estudiaron las propiedades del concreto reciclado, con base en
diferentes dosis de agregado grueso reciclado, obteniendo valores para la
resistencia a la compresión, tensión y módulo de elasticidad.
Mezclas:
Se realizaron dos etapas. La primera con un conjunto de mezclas con el 100% de
agregado reciclado versus la muestra de control. La segunda con mezclas con el
25%, 50% y 100% de reciclado versus la muestra de control.
Tabla 9. Proporciones de mezcla para 100% reciclado (Etxeberria et al., 2007).
IAMB 201120 15
31
Como se puede observar en las tablas anteriores, solamente las mezclas RC100-
1, y RC25 pueden ser usadas con fines comparativos, ya que éstas tienen la
misma relación agua/cemento de las muestras de control.
Resultados
A continuación se muestran los resultados para los ensayos de compresión en las
muestras RC100-1 (100% agregado grueso reciclado), y RC25 (25% agregado
grueso reciclado).
Tabla 11. Resultados resistencia compresión (Etxeberria et al., 2007).
Autor Edad de Falla % Reciclado Resistencia Relativa
(Etxeberria et al., 2007)
7 días 0% 100,0%
100% 83,7%
28 días
0% 100,0%
25% 96,6%
100% 75,4%
Tabla 10.Proporciones de mezcla para 0%, 25%, 50% y 100% reciclado (Etxeberria et al., 2007).
IAMB 201120 15
32
Mechanical properties of recycled aggregate concrete under uniaxial loading
Realizado por: J. Xiao, J. Li, Ch. Zhang. Shanghái, China.
Este paper realiza un análisis en torno a ensayos de esfuerzo-deformación
uniaxial para diferentes mezclas de concreto.
Mezclas:
Se realizaron mezclas con 0%, 30%, 50%, 70% y 100% de agregado grueso
reciclado. Estas cuentan con la misma cantidad de agua y cemento, como se
muestra a continuación:
Tabla 12. Proporciones de mezcla (Xiao et al., 2005).
IAMB 201120 15
33
Resultados
De los ensayos realizados es de interés la resistencia última alcanzada en los
ensayos de compresión, como se muestra a continuación:
Tabla 13. Resultados resistencia a la compresión (Xiao et al., 2005).
Autor Edad de Falla % Reciclado Resistencia Relativa
(Xiao et al., 2005) 28 días
0% 100,0%
30% 94,7%
50% 85,1%
70% 87,2%
100% 81,4%
Viabilidad técnica y económica del uso del concreto reciclado como
agregado
Realizado por: H. Mendoza. Bogotá, Colombia.
En este texto se analiza la viabilidad mecánica de usar concreto reciclado como
base de elementos no estructurales, como prefabricados o bordillos de andenes.
Mezclas:
Para el análisis de resistencia a la compresión del concreto se realizaron mezclas
con 0%, 20%, 40%, 60%, 80% y 100% de agregado grueso reciclado,
manteniendo una relación agua/cemento de 0,7.
IAMB 201120 15
34
Resultados
Con las anteriores mezclas se realizaron ensayos a los 3, 7 y 28 días, cuyos
resultados se muestran a continuación:
Tabla 15. Resultados resistencia compresión (Mendoza, 2004).
Autor Edad de Falla % Reciclado Resistencia Relativa
(Mendoza, 2004)
3 días
0% 100,0%
20% 90,0%
40% 81,6%
60% 66,8%
80% 80,0%
100% 66,4%
7 días
0% 100,0%
20% 94,9%
40% 86,3%
60% 70,9%
80% 87,2%
100% 72,5%
28 días
0% 100,0%
20% 89,2%
40% 85,2%
60% 74,9%
80% 82,8%
100% 69,7%
Tabla 14. Proporciones de mezcla (Mendoza, 2004).
IAMB 201120 15
35
Properties of concrete made with recycled aggregate from partially hydrated
old concrete
Realizado por: A. Katz. Haifa, Israel.
En este texto se hallan las propiedades mecánicas del concreto reciclado con
diferentes tipos de mezcla cementante, y diferentes tipos de agregado reciclado.
Mezclas:
Se realizaron ensayos con mezclas de 0% y 100% de agregado reciclado.
Adicionalmente se midió el tiempo desde la trituración hasta la realización de la
mezcla, encontrando muy poca diferencia en los resultados.
Tabla 16. Proporciones de mezcla (Katz, 2003).
IAMB 201120 15
36
Resultados
Con el fin de analizar solamente resultados con condiciones estándar, se tomaron
únicamente los resultados para mezclas con cemento gris tipo I.
Tabla 17. Resultados resistencia compresión (Katz, 2003).
Autor Edad de Falla % Reciclado Resistencia Relativa
(Katz, 2003)
7 días
0% 100,0%
100%a 84,7%
100%b 78,7%
100%c 79,2%
28 días
0% 100,0%
100%a 76,9%
100%b 74,6%
100%c 77,5%
90 días
0% 100,0%
100%a 79,9%
100%b 69,5%
100%c 74,1%
Tabla 18. Resultados resistencia flexión (Katz, 2003).
Autor Edad de Falla % Reciclado Resistencia Relativa Porcentaje de f´c K
(Katz, 2003) 28 días
0% 100,0% 9,5% 1,64
100%a 103,0% 12,8% 1,89
100%b 87,9% 11,2% 1,73
100%c 93,9% 11,6% 1,79
IAMB 201120 15
37
Reciclaje de Escombros; Aprovechamiento y Valorización Hacia una
Construcción Más Sostenible
Realizado por: L González. Bogotá, Colombia.
En este texto se estudió la problemática de los escombros en la ciudad de Bogotá
y su aprovechamiento mediante el reciclaje de agregados gruesos.
Mezclas:
Se realizaron mezclas con 0%, 20% y 30% de agregado reciclado. La resistencia
de diseño para los 28 días es de 315 MPa.
Resultados
Para las tres mezclas se obtuvieron resultados por debajo de la resistencia de
diseño (incluyendo la muestra con 0% de agregado reciclado). Sin embargo, la
resistencia relativa del concreto reciclado estuvo cercana a la del concreto con
agregado tradicional.
Tabla 19. Resultados resistencia compresión (González, 2011).
Autor Edad de Falla % Reciclado Resistencia Relativa
(González, 2011)
7 días
0% 100,0%
20% 95,8%
30% 99,0%
14 días
0% 100,0%
20% 99,6%
30% 99,1%
28 días
0% 100,0%
20% 99,1%
30% 99,9%
IAMB 201120 15
38
Influence of moisture states of natural and recycled aggregates on the slump
and compressive strength of concrete
Realizado por: C. Poon, Z.H. Shui, L. Lam, S.C. Kou. Hong Kong, China.
En este paper se realizan pruebas de compresión y asentamiento para mezclas
con agregado reciclado con diferentes grados de saturación hídrica.
Mezclas:
Se tienen mezclas con 0%, 20%, 50% y 100% de agregado reciclado. Sin
embargo la mezcla de 100% produce resultados contradictorios con respecto a los
demás valores.
Resultados:
Dado las condiciones experimentales, solo se tuvieron en cuenta los ensayos cuya
saturación garantice relaciones agua/cemento efectivas similares para las mezclas
con y sin agregados reciclados.
Tabla 20. Resultados resistencia compresión (Poon et al., 2004).
Autor Edad de Falla % Reciclado Resistencia Relativa
(Poon et al., 2004)
3 días
0% 100,0%
20% 93,6%
50% 92,4%
7 días
0% 100,0%
20% 98,6%
50% 92,8%
28 días
0% 100,0%
20% 98,0%
50% 91,4%
IAMB 201120 15
39
Porosity of recycled concrete with substitution of recycled concrete
aggregate: An experimental study
Realizado por: J. Gómez-Soberón. Puebla, México.
Para este estudio se realizaron ensayos en concreto con y sin agregados
reciclados, enfatizando el interés en los resultados de porosidad por intrusión de
mercurio.
Mezclas:
Se realizaron mezclas con 0%,15%, 30%, 60% y 100% de agregado reciclado, con
relación agua/cemento de 0,52.
Tabla 21. Proporciones de mezcla (Gómez-Soberón, 2002).
IAMB 201120 15
40
Resultados:
Se obtuvieron los siguientes resultados para los ensayos de compresión y tensión.
Tabla 22. Resultados resistencia compresión (Gómez-Soberón, 2002).
Autor Edad de Falla % Reciclado Resistencia Relativa
(Gómez-Soberón, 2002)
7 días
0% 100,0%
15% 101,8%
30% 104,5%
60% 91,9%
100% 92,2%
28 días
0% 100,0%
15% 97,7%
30% 94,9%
60% 91,8%
100% 88,5%
90 días
0% 100,0%
15% 98,8%
30% 93,8%
60% 91,0%
100% 89,1%
Tabla 23. Resultados resistencia tensión (Gómez-Soberón, 2002).
Autor Edad de Falla % Reciclado Resistencia Relativa Porcentaje de f´c K
(Gómez-Soberón, 2002)
7 días
0% 100,0% 10,8% 1,99
15% 91,7% 9,7% 1,81
30% 91,7% 9,5% 1,79
60% 88,9% 10,5% 1,85
100% 97,2% 11,4% 2,02
28 días
0% 100,0% 9,5% 1,89
15% 100,0% 9,7% 1,91
30% 97,3% 9,7% 1,89
60% 91,9% 9,5% 1,81
100% 89,2% 9,6% 1,79
90 días
0% 100,0% 9,3% 1,92
15% 100,0% 9,4% 1,93
30% 100,0% 9,9% 1,98
60% 94,9% 9,7% 1,91
100% 92,3% 9,6% 1,88
IAMB 201120 15
41
Influence of recycled concrete aggregates on strength properties of concrete
Realizado por: S. Tabsh, A. Abdelfatah. Sharjah, United Arab Emirates.
En este paper se muestran los resultados de ensayos para determinar la
resistencia a la compresión y la tensión del concreto con agregados reciclados.
Mezclas:
Las mezclas realizadas se realizaron con 0% y 100% de agregado grueso
reciclado, para dos resistencias teóricas, una de 30 MPa y otra de 50 MPa.
Tabla 24. Proporciones de mezcla (Tabsh et al., 2009).
Resultados:
El agregado reciclado se obtuvo a partir de tres fuentes diferentes, un concreto de
30 MPa, un concreto de 50 MPa y un concreto de resistencia desconocida. Dicho
agregado fue parte de mezclas para nuevas mezclas de 30 y 50 MPa, cuyos
resultados a la compresión y a la tensión se muestran a continuación.
IAMB 201120 15
42
Tabla 25. Resultados resistencia a la compresión (Tabsh et al., 2009).
Autor Edad de Falla % Reciclado Resistencia Relativa
(Tabsh et al., 2009) 28 días
0% 100,0%
100%a 98,6%
100%b 67,1%
100%c 61,6%
100%d 94,3%
100%e 89,5%
100%f 87,6%
Tabla 26. Resultados resistencia a la tensión (Tabsh et al., 2009).
Autor Edad de Falla % Reciclado Resistencia Relativa Porcentaje de f´c K
(Tabsh et al., 2009) 28 días
0% 100,0% 11,0% 2,11
100%a 102,5% 11,4% 2,18
100%b 97,5% 15,9% 2,52
100%c 95,0% 16,9% 2,56
100%d 102,1% 9,7% 2,18
100%e 89,4% 8,9% 1,96
100%f 85,1% 8,7% 1,88
Mechanical and elastic behaviour of concretes made of recycled-concrete
coarse aggregates
Realizado por: V. Corinaldesi. Ancona, Italia.
En este trabajo se realizaron pruebas mecánicas con concreto tradicional y
concreto reciclado de distintas resistencias objetivo.
Mezclas:
Se realizaron mezclas con reciclado fino y grueso. En lo que refiere a las mezclas
con agregado reciclado grueso, se encuentran 5 diferentes combinaciones de
relaciones agua/cemento (REF) que generan 5 diferentes resistencias. A cada
resistencia le corresponde una mezcla con 0% agregado reciclado y una con 30%
de agregado reciclado.
IAMB 201120 15
43
Resultados:
Se puede observar como para las diferentes relaciones agua/cemento, la
resistencia relativa del concreto reciclado se mantenía el mismo rango.
Lamentablemente, el uso de superplastificantes en este proyecto hace que los
resultados no sean comparables con los obtenidos en otros estudios.
Tabla 29. Resultados resistencia compresión (Corinaldesi, 2010).
Autor Edad de Falla % Reciclado Resistencia Relativa
(Corinaldesi, 2010) 28 días
0% 100,0%
30%a 78,7%
30%b 81,6%
30%c 77,9%
30%d 77,1%
30%e 79,0%
Tabla 28. Proporciones de mezcla para 0% agregados reciclados (Corinaldesi, 2010).
Tabla 27. Proporciones de mezcla para 30% agregados reciclados (Corinaldesi, 2010).
IAMB 201120 15
44
Application of recycled coarse aggregate by mixture to concrete
construction
Realizado por: K. Eguchi et al. Tokio, Japón.
En este estudio se hallan diferentes propiedades del concreto reciclado con el fin
de avanzar en la implementación de este material dentro de la construcción
japonesa, aprovechando el avance en normatividad que se tiene.
Mezclas:
Se realizaron 3 combinaciones diferentes de relaciones agua cemento (0,4 0,5 y
0,6), las cuales generaron mezclas con diferentes proporciones de remplazo de
agregado grueso reciclado.
Ilustración 6. Proporciones de mezcla (Eguchi et al, 2007).
IAMB 201120 15
45
Resultados:
Dentro de los resultados se tienen 3 grupos de ensayos diferentes (a, b y c) que
corresponden a la cantidad de agua por metro cúbico de mezcla producida.
Tabla 30. Resultados resistencia compresión (Eguchi et al, 2007).
Autor Edad de Falla % Reciclado Resistencia Relativa
(Eguchi et al, 2007) 28 días
0% 100,0%
15%a 100,0%
15%b 97,7%
15%c 100,0%
30%a 92,1%
30%b 95,9%
30%c 91,7%
30%e 94,7%
30%f 95,5%
30%g 97,1%
30%h 95,2%
50%a 95,2%
50%b 95,9%
50%c 94,4%
50%e 94,7%
50%f 93,2%
50%g 94,3%
50%h 92,9%
100%a 88,9%
100%b 91,8%
100%c 97,2%
100%e 91,2%
100%f 86,4%
100%g 91,4%
100%h 95,2%
IAMB 201120 15
46
Concrete with recycled concrete aggregate and crushed clay bricks
Realizado por: J. Yang, Q. Du, Y. Bao. Beijín, China.
En este paper se muestran los resultados de pruebas a tensión, flexión,
compresión y permeabilidad de concreto reciclado con agregados a base de
concreto y a base de ladrillo.
Mezclas:
En las mezclas que se realizaron con agregado reciclado a base de concreto
triturado se consideraron proporciones de 0%, 20%, 50% y 100%.
Tabla 31. Proporciones de mezcla (Yang et al., 2011).
Resultados:
Dentro de los resultados se destaca que la resistencia a la flexión es relativamente
baja con respecto a la resistencia a la compresión (se espera un mínimo de 10%
del f´c).
IAMB 201120 15
47
Tabla 32. Resultados resistencia compresión (Yang et al., 2011).
Autor Edad de Falla % Reciclado Resistencia Relativa
(Yang et al., 2011)
7 días
0% 100,0%
20% 98,6%
50% 91,9%
28 días
0% 100,0%
20% 94,7%
50% 85,1%
Tabla 33. Resultados resistencia flexión (Yang et al., 2011).
Autor Edad de Falla % Reciclado Resistencia Relativa Porcentaje de f´c K
(Yang et al., 2011)
7 días
0% 100,0% 8,4% 1,67
20% 116,3% 9,9% 1,95
50% 100,9% 9,2% 1,76
28 días
0% 100,0% 7,2% 1,65
20% 110,8% 8,4% 1,88
50% 103,8% 8,8% 1,86
Recycling and reuse of waste concrete in China Part I. Material behaviour of
recycled aggregate concrete
Realizado por: X. Li. Zhejiang, China.
Este paper comprende una amplia gama de temas a cerca del reciclado del
concreto en China, entre ellos se destaca un compilado de diferentes estudios
realizados este país.
Mezclas:
Cada uno de los paper citados en este compilado tiene diferentes tipos de mezclas
que comprenden 0%, 15%, 30%, 60%, 70% y 100% de agregado reciclado.
IAMB 201120 15
48
Resultados:
Los resultados se exponen en términos de resistencias relativas, por lo tanto no se
puede hacer relación alguna entre la resistencia a la compresión, tensión y flexión.
Tabla 34. Resultados resistencia compresión (Li, 2008).
Autor Edad de Falla % Reciclado Resistencia Relativa
(Wang et al., 2001)
28 días
0% 100,0%
30% 98,0%
50% 92,0%
100% 79,0%
(Li, 2004)
0% 100,0%
30% 95,0%
50% 84,0%
70% 83,0%
100% 75,0%
(Liu et al., 2005)
0% 100,0%
15% 98,0%
30% 95,0%
60% 93,0%
100% 90,0%
Tabla 35. Resultados resistencia tensión (Li, 2008).
Autor Edad de Falla % Reciclado Resistencia Relativa Porcentaje de f´c K
(Liu et al., 2005)
28 días
0% 100,0% - -
15% 100,0% - -
30% 98,0% - -
60% 93,0% - -
100% 91,0% - -
(Xiao et al., 2006)
0% 100,0% - -
15% 93,0% - -
30% 90,0% - -
60% 79,0% - -
100% 69,0% - -
IAMB 201120 15
49
Tabla 36. Resultados resistencia flexión (Li, 2008).
Autor Edad de Falla % Reciclado Resistencia Relativa Porcentaje de f´c K
(Xiao et al., 2007) 28 días
0% 100,0% - -
15% 97,8% - -
30% 100,0% - -
60% 93,5% - -
100% 100,0% - -
Stress–strain relationship in axial compression for concrete using recycled
saturated coarse aggregate
Realizado por: B. González-Fonteboa, F. Martínez-Abella, D. Carro, S. Seara-
Paz. La Coruña, España.
Este estudio consistió en el análisis de ensayos esfuerzo-deformación, donde se
evidencia diferencias entre las curvas relacionadas con concretos tradicionales y
concretos con agregados reciclados.
Mezclas:
Los concretos se realizaron con dos combinaciones diferentes de agua/cemento,
0,65 y 0,50. Por cada combinación se realizaron mezclas con 0%, 20%, 30% y
50% de agregado reciclado.
IAMB 201120 15
50
Tabla 37. Proporciones de mezcla (González-Fonteboa et al., 2011).
Resultados:
Los ensayos de esfuerzo-deformación se realizaron a los 28 días, de los cuales se
puede extraer el esfuerzo último como se muestra a continuación:
Tabla 38. Resultado resistencia compresión (González-Fonteboa et al., 2011).
Autor Edad de Falla % Reciclado Resistencia Relativa
(González-Fonteboa et al., 2011) 28 días
0% 100,0%
20%a 94,3%
20%b 92,2%
50%a 96,0%
50%b 78,8%
100%a 91,9%
100%b 85,0%
IAMB 201120 15
51
Tabla 39. Resultado resistencia tensión (González-Fonteboa et al., 2011).
Autor Edad de Falla % Reciclado Resistencia Relativa Porcentaje de f´c K
(González-Fonteboa et al., 2011) 28 días
0%a 100,0% 9,1% 1,64
0%b 100,0% 6,3% 1,35
20%a 82,5% 7,6% 1,39
20%b 108,5% 7,0% 1,48
50%a 85,2% 7,7% 1,39
50%b 102,5% 7,7% 1,51
100%a 90,0% 8,7% 1,52
100%b 103,5% 7,2% 1,47
Influence of the amount of recycled coarse aggregate in concrete design and
durability properties
Realizado por: W. Kwan, M. Ramli, K. Kam, M. Sulieman. Pinang, Malasia.
En este estudio se examinaron diversas propiedades del concreto reciclado, tales
como su absorción, permeabilidad, expansibilidad, resistencia mecánica, y la
calidad de la mezcla mediante ensayos velocidad de pulso ultrasónico.
Mezclas:
Las mezclas se diseñaron con un radio agua/cemento de 0,58 y para proporciones
de 0%, 15%, 30%, 60& y 80% de agregado grueso reciclado.
IAMB 201120 15
52
Tabla 40. Proporciones de mezcla (Kwan et al., 2012).
Resultados:
Los ensayos de resistencia a la compresión se realizaron a los 7, 14, 28 y 56 días,
obteniendo menores resistencias a mayor cantidad de agregado reciclado.
Tabla 41. Resultados resistencia compresión (Kwan et al., 2012).
Autor Edad de Falla % Reciclado Resistencia Relativa
(Kwan et al., 2012)
7 días
0% 100,0%
14% 94,7%
30% 89,5%
60% 63,2%
80% 55,3%
14 días
0% 100,0%
14% 97,4%
30% 92,3%
60% 69,2%
80% 59,0%
28 días
0% 100,0%
14% 92,7%
30% 90,2%
60% 68,3%
80% 63,4%
56 días
0% 100,0%
14% 87,0%
30% 84,8%
60% 73,9%
80% 60,9%
IAMB 201120 15
53
Properties of self-compacting concrete prepared with coarse recycled
concrete aggregate
Realizado por: Z. Grdic, G. Toplicic-Curcic, I. Despotovic, N. Ristic. Nis, Serbia.
En este estudio se examinaron diversas propiedades del concreto reciclado, tales
como su absorción, permeabilidad, expansibilidad, resistencia mecánica, y la
calidad de la mezcla mediante ensayos de velocidad de pulso ultrasónico.
Mezclas:
Las mezclas se realizaron para 0%, 50% y 100% de agregado grueso reciclado. Al
igual que en otros estudios se tuvo que agregar más agua al concreto reciclado
para obtener la misma relación agua-cemento efectiva.
Tabla 42. Proporciones de mezcla (Grdic et al., 2010).
IAMB 201120 15
54
Resultados:
Para cada mezcla se obtuvieron los siguientes resultados a los 3, 7 y 28 días.
Tabla 43. Resultados resistencia compresión (Grdic et al., 2010).
Autor Edad de Falla % Reciclado Resistencia Relativa
(Grdic et al., 2010)
2 días
0% 100,0%
50% 98,2%
100% 86,5%
7 días
0% 100,0%
50% 89,2%
100% 87,8%
28 días
0% 100,0%
50% 95,8%
100% 91,1%
Tabla 44. Resultados resistencia tensión (Grdic et al., 2010).
Autor Edad de Falla % Reciclado Resistencia Relativa Porcentaje de f´c K
(Grdic et al., 2010) 28 días
0% 100,0% 14,6% 3,29
50% 97,8% 14,9% 3,28
100% 85,9% 13,8% 2,96
Mechanical properties of concrete with recycled coarse aggregate
Realizado por: K. Rahal. Safat, Kwait.
En este paper se muestra el análisis a de diversas pruebas mecánicas realizadas
a concreto reciclado con distintas resistencias de diseño, incluyendo ensayos
indirectos de esfuerzo cortante.
IAMB 201120 15
55
Mezclas:
Se realizaron 5 combinaciones de relaciones agua/cemento, las cuales
corresponden a resistencias de 20, 25, 30, 40 y 50 MPa. Por cada combinación se
tienen 2 mezclas distintas, una con 0% y otra con 100% de agregado grueso
reciclado.
Tabla 45. Proporciones de mezcla (Rahal, 2007).
Resultados:
Los ensayos de compresión se realizaron a los 1, 3, 7, 14, 18 y 56 días después
de realizada la mezcla, donde se evidencia como en otros artículos, que la
resistencia de diseño parece no tener mayor influencia en la resistencia relativa
del concreto realizado con agregados reciclados.
IAMB 201120 15
56
Tabla 46. Resultados resistencia compresión (Rahal, 2007).
Autor Edad de Falla % Reciclado Resistencia Relativa
(Rahal, 2007)
1 días
0% 100,0%
100%a 76,8%
100%b 76,4%
100%c 71,8%
100%d 87,9%
100%e 73,7%
3 días
0% 100,0%
100%a 85,6%
100%b 82,2%
100%c 86,8%
100%d 79,1%
100%e 73,6%
7 días
0% 100,0%
100%a 88,2%
100%b 89,2%
100%c 91,9%
100%d 81,5%
100%e 74,5%
14 días
0% 100,0%
100%a 90,5%
100%b 86,9%
100%c 87,2%
100%d 85,6%
100%e 89,2%
28 días
0% 100,0%
100%a 89,4%
100%b 90,4%
100%c 89,4%
100%d 85,7%
100%e 86,9%
56 días
0% 100,0%
100%a 92,7%
100%b 92,2%
100%c 90,3%
100%d 88,4%
100%e 88,9%
IAMB 201120 15
57
4. EXPERIMENTACIÓN Y RESULTADOS
En Colombia los estudios en torno al reciclado del concreto son muy pocos. Por
eso se hace necesario desarrollar experimentación que permita saber si los
resultados obtenidos en otras latitudes son aplicables al contexto y a los
materiales con los que se cuenta en nuestra nación.
El presente estudio realizó ensayos en cilindros y vigas de concreto, con y sin
agregado grueso reciclado, obtenido de distintas fuentes; los cuales siguieron la
metodología expuesta en las siguientes normas:
INV E 414-07: Resistencia a la flexión método de la viga simple cargada a
los tercios.
NTC 673-2000: Resistencia a la compresión de cilindros esfuerzo de falla.
NTC 77-2007: Análisis granulométrico por tamizado.
NTC 92-1995: Masa unitaria de agregados suelta y compactada.
NTC 550-2000: Elaboración y curado de especímenes de concreto en obra.
IAMB 201120 15
58
4.1. EXPERIMENTACIÓN
4.1.1. Obtención del material
Para garantizar la uniformidad en los resultados, todas las muestras de concreto
reciclado se obtuvieron de losas de andenes, procedentes de obras de demolición
o remodelación ubicadas distintos puntos de la ciudad de Bogotá.
Todas las muestras de concreto seleccionadas, se escogieron porque se conocía
la época en la que fue construida estructura a la cual pertenecían. De esta forma
se obtuvieron muestras con diferentes edades de 5, 10, 30* y 50* años. No se
conoce las propiedades mecánicas, ni la resistencia de diseño de las muestras
recogidas.
Ilustración 7. Recolección de muestra en demolición de andenes calle 26.
*Las edades de 30 y 50 años son aproximaciones.
IAMB 201120 15
59
Las muestras recolectadas fueron trituradas y almacenadas dos semanas antes
de la realización de los ensayos. Fueron embaladas dentro de costales en una
bodega cerrada, en condiciones de humedad y temperatura normales para la
ciudad de Bogotá.
Para los ensayos se utilizó arena amarilla de rio proveída por la empresa “minas y
canteras”. El cemento proviene de la empresa Argos y corresponde a la referencia
gris tipo 1. El agua es potable y proveniente del acueducto de Bogotá.
Ilustración 8. Costales con grava reciclada, arena, y bultos de cemento usados para preparar las mezclas.
IAMB 201120 15
60
4.1.2. Diseño de mezcla
Previamente al diseño de las mezclas se conocieron las propiedades de densidad,
absorción y granulometría propias de cada uno de los agregados vírgenes y
reciclados usados para cada ensayo. Obteniendo un tamaño máximo de agregado
correspondiente a ¾” de pulgada.
Ilustración 9. Distribución granulométrica de una de las gravas usadas.
IAMB 201120 15
61
Con los anteriores valores se diseñaron mezclas con base en la metodología
expuesta en el texto (Sánchez De Guzmán, 2001). Dichas mezclas se basaron en
una relación agua cemento efectiva de 0,45 con la que se pretendía obtener una
resistencia a la compresión (f´c) objetivo para concreto tradicional de 34,3 MPa
(350 kg/cm2).
En los ensayos realizados se utilizó agregado grueso reciclado en remplazos de
30% y 50%, así como muestras de concreto tradicional (0%) que servirán como
“blanco” ayudando a la comparación y la eliminación de errores producto de los
materiales usados y de las condiciones propias del experimento.
4.2. RESULTADOS
Los resultados enunciados a continuación se basan en las pruebas de laboratorio
realizadas con base en las normas nombradas al principio de este capítulo.
4.2.1. Manejabilidad
Dado que se usó la misma relación agua/cemento efectiva en todas las mezclas
se obtuvieron resultados de asentamiento muy similares en todas las mezclas,
como se muestra en la Tabla 47.
IAMB 201120 15
62
Tabla 47. Resultados prueba de asentamiento.
Porcentaje de Agregado Reciclado Grueso
Edad del Agregado Reciclado
Asentamiento Promedio (mm)
0% 0 97
30% 5 108
30% 10 111
30% 30 97
30% 50 113
50% 5 98
50% 10 96
50% 10 90
50% 30 109
50% 30 111
50% 50 94
4.2.2. Resistencia a la compresión
Con las mezclas realizadas se fallaron cilindros de 15 cm de diámetro por 30 cm
de alto, a los 7 y 28 días, con proporciones de 0%, 30% y 50% de agregado
grueso reciclado. Los resultados se muestran en las Tablas 48, 49, 50 y 51.
Ilustración 10. Falla a la compresión de cilindro de concreto.
IAMB 201120 15
63
Tabla 48. Resistencia a la compresión a los 7 días, por % de agregado reciclado.
Cilindros - 7 Días
% Agregado Grueso Reciclado 0% 30% 50%
f´c (MPa) 24,3 21,3 21,9
f´c (kg/cm2) 248 217 223
Resistencia Relativa 100% 88% 90%
% de la Resistencia a los 28 días 73% 67% 74%
% Resistencia de Diseño 71% 62% 64%
Tabla 49. Resistencia a la compresión a los 28 días, por % de agregado reciclado.
Cilindros - 28 Días
% Agregado Grueso Reciclado 0% 30% 50%
f´c (MPa) 33,3 31,9 29,8
f´c (kg/cm2) 339 326 304
Resistencia Relativa 100% 96% 90%
% Resistencia de Diseño 97% 93% 87%
Tabla 50. Resistencia a la compresión a los 7 días, por % de agregado reciclado y por edad del agregado reciclado.
Cilindros - 7 Días - Por Edad
% Agregado Grueso Reciclado 0% 30% 30% 30% 30% 50% 50% 50% 50%
Edad Agregado Reciclado (años) 0 5 10 30 50 5 10 30 50
f´c (MPa) 24,3 15,4 29,3 20,5 20,1 19,8 23,7 29,8 14,3
f´c (kg/cm2) 248 157 298 209 205 202 242 304 145
Resistencia Relativa 100% 64% 120% 84% 83% 81% 98% 123% 59%
% de la Resistencia a los 28 días 73% 46% 83% 70% 67% 77% 83% 86% 55%
% Diseño 35 MPa 69% 44% 84% 59% 57% 57% 68% 85% 41%
IAMB 201120 15
64
Tabla 51. Resistencia a la compresión a los 28 días, por % de agregado reciclado y por edad del agregado reciclado.
Cilindros - 28 Días - Por Edad
% Agregado Grueso Reciclado 0% 30% 30% 30% 30% 50% 50% 50% 50%
Edad Agregado Reciclado (años) 0 5 10 30 50 5 10 30 50
f´c (MPa) 33,3 33,6 35,1 29,2 29,8 25,8 28,6 34,8 26,0
f´c (kg/cm2) 339 343 358 298 304 264 291 355 266
Resistencia Relativa 100% 101% 105% 88% 89% 78% 86% 105% 78%
% Diseño 35 MPa 95% 96% 100% 83% 85% 74% 82% 99% 74%
Como se puede observar solo una mezcla alcanzó la resistencia de diseño, lo cual
es algo normal y se encuentra dentro de la incertidumbre típica del diseño de
mezclas. Dado que las mezclas con y sin agregado reciclado se diseñaron bajo los
mismos parámetros de mezcla, no se incurre en ningún tipo de error en el
experimento, ya que los resultados se evaluarán en torno a las resistencias
relativas.
4.2.3. Resistencia a la flexión
Con las mezclas realizadas se fallaron a flexión vigas de 50 cm de largo por 15 cm
de lado, con una luz de 45 cm, a los 28 días. Con proporciones de 0% y 50% de
agregado grueso reciclado. Los resultados se muestran en las Tablas 52 y 53.
Ilustración 11. Viga de concreto reciclado sometida a esfuerzos de compresión.
IAMB 201120 15
65
Tabla 52. Resistencia a la flexión a los 28 días, por % de agregado reciclado.
Vigas - 28 Días
% Reciclado 0% 50%
MR (MPa) 5,0 4,1
% de f´c 14,9% 13,9%
K 2,74 2,42
Resistencia Relativa 100% 84%
Tabla 53. Resistencia a la flexión a los 28 días, por % de agregado reciclado y por edad del agregado reciclado.
Vigas - 28 Días - Por Edad
% Reciclado 0% 50% 50% 50% 50%
Edad Agregado Reciclado (años) 0 5 10 30 50
MR (MPa) 5,0 4,0 4,0 4,5 4,0
% de f´c 15% 16% 14% 13% 15%
K 2,74 2,53 2,42 2,41 2,52
Resistencia Relativa 100% 81% 82% 90% 81%
Como se puede observar, la resistencia del concreto reciclado a la flexión es
menor, pero es de resaltar el valor de “K” nos muestra que se mantienen las
proporciones con respecto a la resistencia a la compresión. Según (Sánchez De
Guzmán, 2001) el valor de K para concretos tradicionales para concretos
nacionales es de 2,39, valor similar al obtenido para el concreto reciclado.
IAMB 201120 15
66
5. ANÁLISIS DE RESULTADOS
Para comenzar el análisis de resultados vale la pena hacer una breve referencia a
la manejabilidad. Como se explicó previamente, ésta se mide mediante el ensayo
de asentamiento con el Cono de Abrams. Dicho ensayo es realizado de forma
manual, sin uso de maquinaria especializada y por lo tanto involucra muchas
variables causantes de error. Cuando se comparan asentamientos se deben
examinar diferencias relativamente grandes (de +/- 2,5 a 5 cm) para poder
involucrar la incertidumbre que conlleva el experimento.
Dado que los resultados de asentamiento observados en la Tabla 47 dieron
similares para todas las mezclas, no se puede hacer mayor análisis en torno a los
valores obtenidos. Solamente se puede decir que se tiene una manejabilidad
similar en concretos con y sin agregado grueso reciclado bajo las mismas
relaciones de agua/cemento efectivas.
5.1. ANÁLISIS CON RESPECTO A LA EDAD DEL AGREGADO GRUESO
RECICLADO
Como se puede observar en las Ilustraciones 12, 13 y 14, no parece haber una
relación matemáticamente evidente, entre la edad del concreto original del
agregado reciclado, y la resistencia a la compresión o a la flexión del nuevo
concreto.
IAMB 201120 15
67
Lo anterior significa que existe la posibilidad de obtener concretos con
propiedades mecánicas aceptables a partir de concretos de edificaciones
relativamente antiguas, lo que genera un mayor potencial ambiental para este
material.
Ilustración 12. f´c concreto reciclado 30% vs. edad del concreto de origen.
Ilustración 13. f´c concreto reciclado 50% vs. edad del concreto de origen.
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
110%
0 10 20 30 40 50
Res
iste
nci
a R
elat
iva
(%)
Edad Agregado Reciclado (Años)
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
110%
0 10 20 30 40 50
Res
iste
nci
a R
elat
iva
(%)
Edad Agregado Reciclado (Años)
IAMB 201120 15
68
Ilustración 14. Resistencia flexión concreto reciclado 50% vs. edad del concreto.
5.2. COMPARACIÓN DE RESULTADOS CON OTROS ESTUDIOS
Para poder comparar los resultados obtenidos, se presentará un breve resumen
de lo encontrado en los estudios analizados en el numeral 3, en las Tablas 55, 56
,57 y 58, mostradas a continuación.
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0 10 20 30 40 50
Rei
sten
cia
Rel
ativ
a (%
)
Edad Agregado Reciclado (Años)
IAMB 201120 15
69
Tabla 54. Metanálisis resistencia a la compresión a los 7 días.
Autor Edad de Falla % Reciclado Resistencia Relativa
(Etxeberria et al., 2007) 7 días 100% 83,7%
(Gómez-Soberón, 2002) 7 días 15% 101,8%
(Gómez-Soberón, 2002) 7 días 30% 104,5%
(Gómez-Soberón, 2002) 7 días 60% 91,9%
(Gómez-Soberón, 2002) 7 días 100% 92,2%
(González, 2011) 7 días 20% 95,8%
(González, 2011) 7 días 30% 99,0%
(Grdic et al., 2010) 7 días 50% 89,2%
(Grdic et al., 2010) 7 días 100% 87,8%
(Katz, 2003) 7 días 100% 84,7%
(Katz, 2003) 7 días 100% 78,7%
(Katz, 2003) 7 días 100% 79,2%
(Kwan et al., 2012) 7 días 14% 94,7%
(Kwan et al., 2012) 7 días 30% 89,5%
(Kwan et al., 2012) 7 días 60% 63,2%
(Kwan et al., 2012) 7 días 80% 55,3%
(Mendoza, 2004) 7 días 20% 94,9%
(Mendoza, 2004) 7 días 40% 86,3%
(Mendoza, 2004) 7 días 60% 70,9%
(Mendoza, 2004) 7 días 80% 87,2%
(Mendoza, 2004) 7 días 100% 72,5%
(Poon et al., 2004) 7 días 20% 98,6%
(Poon et al., 2004) 7 días 50% 92,8%
(Rahal, 2007) 7 días 100% 88,2%
(Rahal, 2007) 7 días 100% 89,2%
(Rahal, 2007) 7 días 100% 91,9%
(Rahal, 2007) 7 días 100% 81,5%
(Rahal, 2007) 7 días 100% 74,5%
(Yang et al., 2011) 7 días 20% 98,6%
(Yang et al., 2011) 7 días 50% 91,9%
Este Estudio 7 días 30% 87,7%
Este Estudio 7 días 50% 90,1%
IAMB 201120 15
70
Tabla 55. Metanálisis resistencia a la compresión a los 28 días.
Autor Edad de Falla % Reciclado Resistencia Relativa
(Eguchi et al, 2007) 28 días 15% 100,0%
(Eguchi et al, 2007) 28 días 15% 97,7%
(Eguchi et al, 2007) 28 días 15% 100,0%
(Eguchi et al, 2007) 28 días 30% 92,1%
(Eguchi et al, 2007) 28 días 30% 95,9%
(Eguchi et al, 2007) 28 días 30% 91,7%
(Eguchi et al, 2007) 28 días 30% 94,7%
(Eguchi et al, 2007) 28 días 30% 95,5%
(Eguchi et al, 2007) 28 días 30% 97,1%
(Eguchi et al, 2007) 28 días 30% 95,2%
(Eguchi et al, 2007) 28 días 50% 95,2%
(Eguchi et al, 2007) 28 días 50% 95,9%
(Eguchi et al, 2007) 28 días 50% 94,4%
(Eguchi et al, 2007) 28 días 50% 94,7%
(Eguchi et al, 2007) 28 días 50% 93,2%
(Eguchi et al, 2007) 28 días 50% 94,3%
(Eguchi et al, 2007) 28 días 50% 92,9%
(Eguchi et al, 2007) 28 días 100% 88,9%
(Eguchi et al, 2007) 28 días 100% 91,8%
(Eguchi et al, 2007) 28 días 100% 97,2%
(Eguchi et al, 2007) 28 días 100% 91,2%
(Eguchi et al, 2007) 28 días 100% 86,4%
(Eguchi et al, 2007) 28 días 100% 91,4%
(Eguchi et al, 2007) 28 días 100% 95,2%
(Etxeberria et al., 2007) 28 días 25% 96,6%
(Etxeberria et al., 2007) 28 días 100% 75,4%
(Gómez-Soberón, 2002) 28 días 15% 97,7%
(Gómez-Soberón, 2002) 28 días 30% 94,9%
(Gómez-Soberón, 2002) 28 días 60% 91,8%
(Gómez-Soberón, 2002) 28 días 100% 88,5%
(González, 2011) 28 días 20% 99,1%
(González, 2011) 28 días 30% 99,9%
(González-Fonteboa et al., 2011) 28 días 20% 94,3%
(González-Fonteboa et al., 2011) 28 días 20% 92,2%
(González-Fonteboa et al., 2011) 28 días 50% 96,0%
(González-Fonteboa et al., 2011) 28 días 50% 78,8%
(González-Fonteboa et al., 2011) 28 días 100% 91,9%
(González-Fonteboa et al., 2011) 28 días 100% 85,0%
(Grdic et al., 2010) 28 días 50% 95,8%
(Grdic et al., 2010) 28 días 100% 91,1%
(Katz, 2003) 28 días 100% 76,9%
IAMB 201120 15
71
Autor Edad de Falla % Reciclado Resistencia Relativa
(Katz, 2003) 28 días 100% 74,6%
(Katz, 2003) 28 días 100% 77,5%
(Kwan et al., 2012) 28 días 14% 92,7%
(Kwan et al., 2012) 28 días 30% 90,2%
(Kwan et al., 2012) 28 días 60% 68,3%
(Kwan et al., 2012) 28 días 80% 63,4%
(Li, 2004) 28 días 30% 95,0%
(Li, 2004) 28 días 50% 84,0%
(Li, 2004) 28 días 70% 83,0%
(Li, 2004) 28 días 100% 75,0%
(Liu et al., 2005) 28 días 15% 98,0%
(Liu et al., 2005) 28 días 30% 95,0%
(Liu et al., 2005) 28 días 60% 93,0%
(Liu et al., 2005) 28 días 100% 90,0%
(Mendoza, 2004) 28 días 20% 89,2%
(Mendoza, 2004) 28 días 40% 85,2%
(Mendoza, 2004) 28 días 60% 74,9%
(Mendoza, 2004) 28 días 80% 82,8%
(Mendoza, 2004) 28 días 100% 69,7%
(Poon et al., 2004) 28 días 20% 98,0%
(Poon et al., 2004) 28 días 50% 91,4%
(Rahal, 2007) 28 días 100% 89,4%
(Rahal, 2007) 28 días 100% 90,4%
(Rahal, 2007) 28 días 100% 89,4%
(Rahal, 2007) 28 días 100% 85,7%
(Rahal, 2007) 28 días 100% 86,9%
(Tabsh et al., 2009) 28 días 100% 98,6%
(Tabsh et al., 2009) 28 días 100% 67,1%
(Tabsh et al., 2009) 28 días 100% 61,6%
(Tabsh et al., 2009) 28 días 100% 94,3%
(Tabsh et al., 2009) 28 días 100% 89,5%
(Tabsh et al., 2009) 28 días 100% 87,6%
(Wang et al., 2001) 28 días 30% 98,0%
(Wang et al., 2001) 28 días 50% 92,0%
(Wang et al., 2001) 28 días 100% 79,0%
(Xiao et al., 2005) 28 días 30% 94,7%
(Xiao et al., 2005) 28 días 50% 85,1%
(Xiao et al., 2005) 28 días 70% 87,2%
(Xiao et al., 2005) 28 días 100% 81,4%
(Yang et al., 2011) 28 días 20% 94,7%
(Yang et al., 2011) 28 días 50% 85,1%
Este Estudio 28 días 30% 96,0%
Este Estudio 28 días 50% 89,6%
IAMB 201120 15
72
Tabla 56. Metanálisis resistencia a la tensión a los 28 días.
Autor Edad de Falla % Reciclado Resistencia Relativa Porcentaje de f´c K
(Gómez-Soberón, 2002) 28 días 0% 100,0% 9,5% 1,89
(Tabsh et al., 2009) 28 días 0% 100,0% 11,0% 2,11
(Liu et al., 2005) 28 días 0% 100,0% - -
(Xiao et al., 2006) 28 días 0% 100,0% - -
(Grdic et al., 2010) 28 días 0% 100,0% 14,6% 3,29
(González-Fonteboa et al., 2011) 28 días 0% 100,0% 9,1% 1,64
(González-Fonteboa et al., 2011) 28 días 0% 100,0% 6,3% 1,35
(Gómez-Soberón, 2002) 28 días 15% 100,0% 9,7% 1,91
(Liu et al., 2005) 28 días 15% 100,0% - -
(Xiao et al., 2006) 28 días 15% 93,0% - -
(González-Fonteboa et al., 2011) 28 días 20% 82,5% 7,6% 1,39
(González-Fonteboa et al., 2011) 28 días 20% 108,5% 7,0% 1,48
(Gómez-Soberón, 2002) 28 días 30% 97,3% 9,7% 1,89
(Liu et al., 2005) 28 días 30% 98,0% - -
(Xiao et al., 2006) 28 días 30% 90,0% - -
(Grdic et al., 2010) 28 días 50% 97,8% 14,9% 3,28
(González-Fonteboa et al., 2011) 28 días 50% 85,2% 7,7% 1,39
(González-Fonteboa et al., 2011) 28 días 50% 102,5% 7,7% 1,51
(Gómez-Soberón, 2002) 28 días 60% 91,9% 9,5% 1,81
(Liu et al., 2005) 28 días 60% 93,0% - -
(Xiao et al., 2006) 28 días 60% 79,0% - -
(Gómez-Soberón, 2002) 28 días 100% 89,2% 9,6% 1,79
(Liu et al., 2005) 28 días 100% 91,0% - -
(Xiao et al., 2006) 28 días 100% 69,0% - -
(Grdic et al., 2010) 28 días 100% 85,9% 13,8% 2,96
(Tabsh et al., 2009) 28 días 100% 102,5% 11,4% 2,18
(González-Fonteboa et al., 2011) 28 días 100% 90,0% 8,7% 1,52
(Tabsh et al., 2009) 28 días 100% 97,5% 15,9% 2,52
(González-Fonteboa et al., 2011) 28 días 100% 103,5% 7,2% 1,47
(Tabsh et al., 2009) 28 días 100% 95,0% 16,9% 2,56
(Tabsh et al., 2009) 28 días 100% 102,1% 9,7% 2,18
(Tabsh et al., 2009) 28 días 100% 89,4% 8,9% 1,96
(Tabsh et al., 2009) 28 días 100% 85,1% 8,7% 1,88
IAMB 201120 15
73
Tabla 57. Metanálisis resistencia a la flexión a los 28 días.
Autor Edad de Falla % Reciclado Resistencia Relativa Porcentaje de f´c K
(Katz, 2003) 28 días 0% 100,0% 9,5% 1,64
(Yang et al., 2011) 28 días 0% 100,0% 7,2% 1,65
(Xiao et al., 2007) 28 días 0% 100,0% - -
(Xiao et al., 2007) 28 días 15% 97,8% - -
(Yang et al., 2011) 28 días 20% 110,8% 8,4% 1,88
(Xiao et al., 2007) 28 días 30% 100,0% - -
(Yang et al., 2011) 28 días 50% 103,8% 8,8% 1,86
(Xiao et al., 2007) 28 días 60% 93,5% - -
(Xiao et al., 2007) 28 días 100% 100,0% - -
(Katz, 2003) 28 días 100% 103,0% 12,8% 1,89
(Katz, 2003) 28 días 100% 87,9% 11,2% 1,73
(Katz, 2003) 28 días 100% 93,9% 11,6% 1,79
Este Estudio 28 días 50% 83,7% 13,9% 2,42
Las Tablas 54 y 55 muestran la directa relación entre el remplazo de concreto
grueso reciclado y la disminución de la resistencia a la compresión. Las Tablas 56
y 57 muestran que a pesar de contar con situaciones experimentales similares, los
resultados a flexión y tensión del concreto reciclado son muy disimiles entre un
autor y otro. Asimismo, no se encuentra una relación evidente entre remplazo de
agregado grueso reciclado y la resistencia a la flexión o a la tensión.
La Tabla 58 muestran el promedio de los valores obtenidos en los estudios
consultados vs. los valores obtenidos en esta investigación.
IAMB 201120 15
74
Tabla 58. Comparación otros estudios vs. esta investigación.
Parámetro Origen Resistencia Relativa Diferencia
Resistencia a la compresión 30% agregado grueso reciclado, a los 7 días
Promedio Estudios Consultados 98% 10,0%
Esta investigación 88%
Resistencia a la compresión 50% agregado grueso reciclado, a los 7 días
Promedio Estudios Consultados 91% 1,2%
Esta investigación 90%
Resistencia a la compresión 30% agregado grueso reciclado, a los 28 días
Promedio Estudios Consultados 95% -1,0%
Esta investigación 96%
Resistencia a la compresión 50% agregado grueso reciclado, a los 28 días
Promedio Estudios Consultados 91% 1,7%
Esta investigación 90%
Resistencia a la flexión 50% agregado grueso reciclado, a los 28 días
(Yang et al., 2011) 104% 20,1%
Este estudio 84%
La tabla anterior nos muestra que los resultados obtenidos para la resistencia a la
compresión son consistentes con los valores obtenidos en otros estudios.
Teniendo que para los 28 días se obtienen resistencias cercanas al 90%, para
50% de remplazo de agregado grueso reciclado, y cercanas al 96%, para 30% de
remplazo de agregado grueso reciclado. También se tiene que en el resultado de
resistencia a la flexión, el estudio de (Yang et al., 2011) (el único de condiciones
similares al realizado en esta investigación), presenta valores diferentes a los
obtenidos para este trabajo, lo anterior implica que es necesaria mayor
investigación en torno a este tema para poder obtener resultados más
concluyentes.
IAMB 201120 15
75
5.3. VIABILIDAD ECONÓMICA
Para realizar un análisis de viabilidad económica completamente válido se debe
contar con las características del proyecto a evaluar. Sin embargo es posible
realizar un acercamiento general al cambio genérico de precios entre el concreto
tradicional y el reciclado bajo algunos supuestos básicos.
Primero hay que comenzar enunciando los costos que involucra el uso del
concreto tradicional:
Tabla 59. Precio mezcla de concreto tradicional.
Ítem Unidad Precio
Unitario Cantidad para una
mezcla 1:2:2 Precio para una
mezcla 1:2:2 Participación en los
costos totales
Agua lt $ 20 305 $ 6.100 3%
Arena m3 $ 61.500 0,60 $ 36.900 17%
Gravilla m3 $ 50.000 0,76 $ 38.000 17%
Cemento kg $ 366 380 $ 139.000 63%
Lo segundo es analizar los cambios que generaría el uso de agregados gruesos
reciclados el costo del concreto para caso bogotano, lo cual se encuentra
consignado en la siguiente Tabla.
Tabla 60. Diferencias que afectan el costo del concreto reciclado.
Ítem Concreto Tradicional Concreto Reciclado
Dinamitar de canteras SI NO
Trituración del material SI SI
Remoción de materiales y refuerzos NO SI
Transporte SI, fuera del perímetro urbano SI, dentro del perímetro urbano
Mayor uso de agua NO SI, aproximadamente 10% más
Menores resistencias de diseño NO SI
Fuente: (Construdata, 2011)
IAMB 201120 15
76
Con el fin de monetizar las diferencias mostradas en la Tabla 60, se utilizarán los
valores encontrados en el estudio de la UAESP titulado “Centro de
aprovechamiento de escombros”, en el cual se realizó un minucioso análisis de los
costos que traería instalar y poner a operar una planta de reciclaje de agregado
reciclado. El cual arrojó un costo sin transporte de $ 11.660/m3 (incluyendo una
utilidad del 15% para el productor del material, que no fue contemplada en el
estudio original).
Según cotizaciones realizadas a diferentes empresas de materiales ubicadas en la
sabana de Bogotá, se encontró que aproximadamente un 30% de los costos del
material corresponden a transporte, que son unos $150.000 por un viaje con
aproximadamente 10 m3 de material. Igualmente se tiene que para un viaje con los
mismos 10 m3 de material dentro del perímetro urbano de Bogotá se cobran unos
$100.000, que corresponderían al costo de transporte para agregado reciclado en
una planta fija dentro de la ciudad.
El 10% de agua adicional que requieren los agregados reciclados cuesta
aproximadamente $610 más por m3 de concreto, lo cual es un valor casi
despreciable con respecto a los costos del agregado o del cemento.
Finalmente hay que analizar el costo de la desventaja principal del concreto
reciclado, que es su menor resistencia a la compresión. Esta menor resistencia
provocaría que se requiera una relación menor de agua/cemento (es decir más
cemento) para tener el mismo valor de f´c.
Para monetizar esta falencia se utilizarán los valores de reducción en la
resistencia de este estudio (4% menos f´c para mezcla con 30% reciclado, y 10%
menos f´c para mezcla con 50% reciclado), junto con los valores encontrados en
el texto (Sánchez De Guzmán, 2001) de la resistencia de concretos a diferentes
valores de relación agua/cemento para el contexto colombiano. De los cuales se
IAMB 201120 15
77
y = 107.96e-2.85x R² = 1.00
y = 103.64e-2.85x R² = 1.00
y = 97.16e-2.85x R² = 1.00
10.3
13.7
17.2
20.6
24.0
27.5
30.9
34.3
0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7
Res
iste
nci
a a
la C
om
pre
sió
n (
MP
a)
Relación Agua/Cemento
ConcretoTradicional
ConcretoReciclado 30%
ConcretoReciclado 50%
puede obtener la Ilustración 15, en la cual se grafican tres curvas: La primera con
la resistencia del concreto tradicional a diferentes relaciones agua/cemento. La
segunda y la tercera con la resistencia del concreto reciclado a diferentes
relaciones agua/cemento, que corresponde simplemente a una reducción del 4% y
del 10% respectivamente.
Con las ecuaciones obtenidas de las regresiones de las curvas de la Ilustración
15, se puede despejar el valor de la reducción de la relación agua/cemento para el
concreto reciclado. Haciendo este procedimiento, se obtiene que para una misma
resistencia se necesita una relación agua/cemento 1,4% menor para concreto con
30% de reciclado grueso, y de 3,7% menor para concreto con 50% de reciclado
grueso.
Fuente: Realización propia a partir de (Sánchez De Guzmán, 2001)
Ilustración 15. Relación agua/cemento vs. resistencia a la compresión.
IAMB 201120 15
78
Para traducir lo anterior en sobrecostos por uso adicional de cemento, se debe
conocer cuál es la mezcla de concreto que se va a realizar, ya que se necesitan
cuanto mínimo dos valores: El primero es la cantidad de agua utilizada, que
depende de la granulometría del agregado. Y el segundo es la resistencia de
diseño que nos indica cual es la relación agua/cemento a usar. Con estos valores
y el costo del cemento se puede hallar la diferencia entre los dos concretos como
lo muestra la ecuación 1.
(
)
Dónde:
CUC = Costo unitario del cemento = 366 pesos/kg
CA = Cantidad de agua (kg)
ACT = Relación agua/cemento del concreto tradicional, que es una función
de la resistencia de diseño como lo muestra la Ilustración 15.
DAC = Diferencia entre la relación agua cemento del concreto tradicional y
el concreto reciclado = 1,4% para 30% reciclado y 3,7% para 50% de
reciclado.
A partir de la Ecuación 1 se construyó la Tabla 61 y 62 con los valores de los
sobrecostos por uso adicional de cemento para diferentes resistencias de diseño y
diferentes cantidades de agua en la mezcla.
IAMB 201120 15
79
Tabla 61. Sobrecostos por uso adicional de cemento para concreto con 30% de agregado grueso reciclado.
. Resistencia MPa kg Agua/m3 Concreto
34,3 30,9 27,5 24,0 20,6 17,2 13,7
150 $ 13.990 $ 11.456 $ 9.553 $ 7.774 $ 6.450 $ 5.098 $ 4.131
155 $ 14.456 $ 11.837 $ 9.871 $ 8.033 $ 6.665 $ 5.268 $ 4.268
160 $ 14.922 $ 12.219 $ 10.190 $ 8.292 $ 6.880 $ 5.438 $ 4.406
165 $ 15.389 $ 12.601 $ 10.508 $ 8.552 $ 7.095 $ 5.608 $ 4.544
170 $ 15.855 $ 12.983 $ 10.826 $ 8.811 $ 7.310 $ 5.778 $ 4.681
175 $ 16.321 $ 13.365 $ 11.145 $ 9.070 $ 7.525 $ 5.948 $ 4.819
180 $ 16.788 $ 13.747 $ 11.463 $ 9.329 $ 7.740 $ 6.118 $ 4.957
185 $ 17.254 $ 14.129 $ 11.782 $ 9.588 $ 7.955 $ 6.288 $ 5.094
190 $ 17.720 $ 14.510 $ 12.100 $ 9.847 $ 8.170 $ 6.457 $ 5.232
195 $ 18.187 $ 14.892 $ 12.419 $ 10.106 $ 8.385 $ 6.627 $ 5.370
200 $ 18.653 $ 15.274 $ 12.737 $ 10.365 $ 8.600 $ 6.797 $ 5.508
Tabla 62. Sobrecostos por uso adicional de cemento para concreto con 50% de agregado grueso reciclado.
. Resistencia MPa kg Agua/m3 Concreto
34,3 30,9 27,5 24,0 20,6 17,2 13,7
150 $ 4.978 $ 4.101 $ 3.436 $ 2.810 $ 2.341 $ 1.859 $ 1.512
155 $ 5.144 $ 4.237 $ 3.551 $ 2.904 $ 2.419 $ 1.921 $ 1.562
160 $ 5.310 $ 4.374 $ 3.665 $ 2.998 $ 2.497 $ 1.983 $ 1.613
165 $ 5.476 $ 4.511 $ 3.780 $ 3.091 $ 2.575 $ 2.045 $ 1.663
170 $ 5.642 $ 4.647 $ 3.894 $ 3.185 $ 2.653 $ 2.107 $ 1.714
175 $ 5.808 $ 4.784 $ 4.009 $ 3.279 $ 2.732 $ 2.169 $ 1.764
180 $ 5.974 $ 4.921 $ 4.123 $ 3.373 $ 2.810 $ 2.231 $ 1.814
185 $ 6.140 $ 5.057 $ 4.238 $ 3.466 $ 2.888 $ 2.293 $ 1.865
190 $ 6.305 $ 5.194 $ 4.352 $ 3.560 $ 2.966 $ 2.355 $ 1.915
195 $ 6.471 $ 5.331 $ 4.467 $ 3.654 $ 3.044 $ 2.417 $ 1.966
200 $ 6.637 $ 5.467 $ 4.582 $ 3.747 $ 3.122 $ 2.479 $ 2.016
Finalmente con toda la información obtenida anteriormente se puede realizar un
análisis de costos entre el concreto tradicional y el concreto reciclado, para un
mezcla típica 1:2:2, el resultado de este análisis se muestra en la Tabla 63.
IAMB 201120 15
80
Tabla 63. Costos concreto tradicional vs. reciclado.
Ítem Unidad Precio
Unitario
Cantidad para una mezcla 1:2:2
de concreto tradicional
Cantidad para una mezcla 1:2:2
de concreto reciclado 30%
Cantidad para una mezcla 1:2:2
de concreto reciclado 50%
Precio para una mezcla 1:2:2 de
concreto tradicional
Precio para una mezcla 1:2:2 de
concreto reciclado 30%
Precio para una mezcla 1:2:2 de
concreto reciclado 50%
Agua lt $ 20 305 336 336 $ 6.100 $ 6.720 $ 6.720
Arena m3 $ 61.500 0,60 0,60 0,60 $ 36.900 $ 36.900 $ 36.900
Agregado grueso en planta de reciclaje
m3 $ 11.660 - 0,76 0,76 - $ 8.862 $ 8.862
Agregado grueso en cantera
m3 $ 35.000 0,76 - - $ 26.600 - -
Transporte agregado grueso reciclado
m3 $ 10.000 - 0,76 0,76 - $ 7.600 $ 7.600
Transporte agregado grueso tradicional
m3 $ 15.000 0,76 - - $ 11.400 - -
Cemento kg $ 366 380 391 410 $ 139.080 $ 143.106 $ 150.060
COSTO TOTAL POR m3 DE
CONCRETO
Concreto Tradicional
Concreto Reciclado 30%
Concreto Reciclado 50%
$ 220.080 $ 203.188 $ 210.142
AHORRO CON RESPECTO AL CONCRETO TRADICIONAL 7,7% 4,5%
IAMB 201120 15
81
En la Tabla 63 se puede observar como el concreto reciclado en una mezcla 1:2:2
es más económico que el concreto tradicional, en un 4,5% para un remplazo del
50% del agregado grueso reciclado, y de un 7,7% para un remplazo de 30% de
agregado grueso reciclado, para concretos con la misma resistencia a la
compresión.
Hay que tener en cuenta que la anterior valoración tuvo en cuenta solamente los
valores del mercado. Una evaluación económica completa deberá incluir las
externalidades ambientales y sociales que se generan por el concreto tradicional,
tales como: La destrucción del medio ambiente por la explotación de canteras y
escombreras, el costo de recoger escombros en el espacio público, el costo social
que trae la inequidad producida por los escombros (ver Ilustración 2), la
congestión que generan los vehículos que transportan materiales y escombros
fuera de la ciudad, el consumo de combustibles fósiles por parte de estos
vehículos, etc. Al final se obtendrá que la ciudad de Bogotá tendrá un gran
beneficio económico si se decide a materializar la idea de remplazo el agregado
grueso tradicional por agregado grueso reciclado, obteniendo concretos más
económicos y con la misma resistencia a la compresión.
IAMB 201120 15
82
6. CONCLUSIONES
El reciclaje de materiales de la construcción y la demolición es una solución
real para el problema de la disposición final de escombros de concreto y la
explotación de ríos y canteras.
Existen a nivel internacional experiencias exitosas en el uso de concreto
reciclado, donde se han generado códigos para su correcto uso y se han
consolidado industrias en torno al reciclado de concreto.
Existen las suficientes herramientas legales en Colombia y en Bogotá para
emprender desde el Estado políticas públicas en torno al tema del reciclaje
de concreto.
Las escombreras privadas y las canteras existentes en la ciudad de Bogotá
no cumplen con los requerimientos ambientales, salvo contadas
excepciones.
La problemática en torno a la disposición de escombros en la ciudad de
Bogotá está por convertirse en un problema de grandes proporciones, al
quedar poco espacio en las escombreras privadas, ninguna escombrera
pública, y una ciudadanía inconsciente que no sabe manejar sus residuos
de la construcción y la demolición.
La explotación de materiales de construcción para obras en la ciudad de
Bogotá ha llegado a tal punto que se están trayendo materiales de otros
departamentos del país.
Si se usa la misma relación agua/cemento efectiva en el concreto reciclado
y en el tradicional, se obtendrán valores de manejabilidad muy similares.
IAMB 201120 15
83
Los resultados obtenidos para la resistencia a la compresión del concreto
reciclado son totalmente coherentes con lo obtenido en diversos estudios a
nivel internacional, donde un concreto con un 30% de remplazo de
agregado grueso desarrolla una resistencia 4% a la del concreto tradicional,
mientras que un concreto con un remplazo del 50% obtiene 10% menos de
resistencia.
La resistencia a la flexión del concreto reciclado es un 16% menor para
concretos fabricados con 50% de agregado grueso reciclado. A pesar de
esto, se mantiene una relación cercana a 2,4 entre la resistencia a la flexión
y la raíz de la resistencia a la compresión, lo cual es un valor típico para los
concretos tradicionales según (Sánchez De Guzmán, 2001).
La relación entre precios del concreto tradicional y el reciclado muestra que
producir concreto reciclado con 30% de remplazo de agregado grueso
cuesta un 7,7% menos, y un concreto reciclado con remplazo del 50%
cuesta un 4,5% menos que un concreto tradicional de igual resistencia a la
compresión. Lo anterior sumado a todos los beneficios sociales y
ambientales que genera el reciclado de concreto, debería incentivar al
sector público y al privado a ver esta práctica como algo que merece ser
convertido en una realidad.
IAMB 201120 15
84
7. AGRADECIMIENTOS
Llegar al punto de culminación de mis estudios de pregrado jamás hubiera sido
posible sin el apoyo irrestricto de toda mi familia. Agradezco a mi madre por darme
todo el amor necesario para poder sobrepasar los momentos más difíciles; a mi
padre por darme los valores y la fortaleza que me permitieron formarme como
profesional; a mis hermanos por su incondicional amistad y su valiosa compañía a
lo largo de este proceso; a mis abuelos, tíos y primos por enseñarme que siempre
podré contar con una familia sin importar lo que pase. Les agradezco a mis
amigos, los cuales me brindaron sus conocimientos, su cariño y su tiempo.
Este documento es el resultado de los consejos y el apoyo de muchas personas,
encabezadas por las profesoras Andrea Maldonado y Ana Ozuna, las cuales no
solo me brindaron la idea inicial, sino que también me atendieron todas mis
consultas y me llenaron de valiosos consejos. Agradezco el acompañamiento y la
colaboración que me brindaron todos y cada uno de los integrantes del Laboratorio
de Ingeniería Civil de la Universidad de los Andes, desde la realización de las
mezclas, hasta la falla del último cilindro; quienes siempre velaron por obtener
productos de la mejor calidad. Asimismo, fue fundamental para mí el apoyo de la
gran familia de Sistema Uno, quienes me acompañaron en la laboriosa gestión de
conseguir, transportar y triturar las muestras.
IAMB 201120 15
85
REFERENCIAS
[1] N. Rozo. Estado del arte del concreto reciclado. Universidad de los Andes.
Bogotá, Colombia. 2010.
[2] V. Tam, K. Wang, C. Tam. Assessing relationships among properties of
demolished concrete, recycled aggregate and recycled aggregate concrete using
regression analysis. Journal of Hazardous Materials 152 (2008) 703–714.
[3] K. Mehta. Reducing the environmental impact of the concrete. Concrete
International 23 (2001) 61-66.
[4] M. Breccolotti, A. Materazzi. Structural reliability of eccentrically-loaded sections
in RC columns made of recycled aggregate concrete. Engineering Structures 32
(2010) 3704–3712.
[5] L. González. Reciclaje de escombros: Aprovechamiento y valorización hacia
una construcción más sostenible. Universidad de los Andes. Bogotá, Colombia.
2011.
[6] Unidad Administrativa Especial de Servicios Públicos (UAESP). Informe de la
caracterización de escombros en Bogotá. 2011.
[7] Observatorio Ambiental de Bogotá. Disposición de Escombros contaminados
en el Relleno Sanitario Doña Juana - DERSDJ. Tabla extraída del URL:
http://oab.ambientebogota.gov.co/index.shtml?s=l&id=29&v=l en diciembre de
2011.
IAMB 201120 15
86
[8] Unidad Administrativa Especial de Servicios Públicos (UAESP). Diagnóstico del
manejo integral de escombros en Bogotá Distrito Capital. 2009.
[9] Editorial diario El Tiempo. La mayoría de minas y canteras que operan en
Bogotá son ilegales, dice la Contraloría. Noticia publicada el 25 de Febrero de
2005 en el URL: http://www.eltiempo.com/archivo/documento/MAM-1686615.
[10] Empresa Provincial de Residuos y Medio Ambiente, S.A. (EPREMASA). Plan
Director de escombros y restos de obra de la provincia de Córdoba. 2008.
[11] Rubble Master. Imagen tomada del URL: http://www.rubblemaster-
americas.com/. Diciembre de 2012.
[12] F. López. Influencia de la variación de los parámetros de dosificación y
fabricación de hormigón reciclado estructural sobre sus propiedades físicas y
mecánicas. Universidad de Oviedo. Gijón, España. 2008.
[13] D. Sánchez. Estado de la práctica del reciclaje y reutilización de los residuos
de concreto hidráulico en capas estructurales de pavimentos, en Colombia. 2010.
Bogotá, Colombia.
[14] S.A. Frondistou-Yannas. Concreto reciclado como nuevo agregado. IMCYA 19
(1981) 27-46.
[15] ACI Committee 55. Removal and Reuse of Hardened Concrete. ACI-55R-01
(2001).
[16] M. Etxeberria, E. Vázquez, A. Marí, M. Barra. Influence of amount of recycled
coarse aggregates and production process on properties of recycled aggregate
concrete. Cement and Concrete Research 37 (2007) 735 - 742.
IAMB 201120 15
87
[17] J. Xiao, J. Li, Ch. Zhang. Mechanical properties of recycled aggregate
concrete under uniaxial loading. Cement and Concrete Research 35 (2005) 1187 -
1194.
[18] H. Mendoza. Viabilidad técnica y económica del uso del concreto reciclado
como agregado . Universidad de los Andes. Bogotá, Colombia. 2004.
[19] A. Katz. Properties of concrete made with recycled aggregate from partially
hydrated old concrete. Cement and Concrete Research 33 (2003) 703– 711.
[20] C. Poon, Z.H. Shui, L. Lam, S.C. Kou. Influence of moisture states of natural
and recycled aggregates on the slump and compressive strength of concrete.
Cement and Concrete Research 34 (2004) 31–36.
[21] J. Gómez-Soberón. Porosity of recycled concrete with substitution of recycled
concrete aggregate An experimental study. Cement and Concrete Research 32
(2002) 1301– 1311.
[22] S. Tabsh, A. Abdelfatah. Influence of recycled concrete aggregates on
strength properties of concrete. Construction and Building Materials 23 (2009)
1163–1167.
[23] V. Corinaldesi. Mechanical and elastic behaviour of concretes made of
recycled-concrete coarse aggregates. Construction and Building Materials 24
(2010) 1616–1620.
[24] K. Eguchi et al. Application of recycled coarse aggregate by mixture to
concrete construction. Construction and Building Materials 21 (2007) 1542–1551.
IAMB 201120 15
88
[25] J. Yang, Q. Du, Y. Bao. Concrete with recycled concrete aggregate and
crushed clay bricks. Construction and Building Materials 25 (2011) 1935–1945.
[26] X. Li. Recycling and reuse of waste concrete in China Part I. Material
behaviour of recycled aggregate concrete. Resources, Conservation and Recycling
53 (2008) 36–44.
[27] B. González-Fonteboa, F. Martínez-Abella, D. Carro, S. Seara-Paz. Stress–
strain relationship in axial compression for concrete using recycled saturated
coarse aggregate. Construction and Building Materials 25 (2011) 2335–2342.
[28] W. Kwan, M. Ramli, K. Kam, M. Sulieman. Influence of the amount of recycled
coarse aggregate in concrete design and durability properties. Construction and
Building Materials 26 (2012) 565–573.
[29] Z. Grdic, G. Toplicic-Curcic, I. Despotovic, N. Ristic. Properties of self-
compacting concrete prepared with coarse recycled concrete aggregate.
Construction and Building Materials 24 (2010) 1129–1133.
[30] K. Rahal. Mechanical properties of concrete with recycled coarse aggregate.
Building and Environment 42 (2007) 407–415.
[31] D. Sánchez de Guzmán. Tecnología del Concreto y del Mortero. Tercera
Edición. Biblioteca de la Construcción. Bogotá, Colombia. 2001.
[32] Construdata. Análisis detallados generales. Construdata 159 (2011) 184.
[33] Unidad Administrativa Especial de Servicios Públicos (UAESP). Centro
aprovechamiento de escombros. 2011.
top related