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 Análisis del ciclo de vida de los materiales cerámicos (1ª parte)  

Los productos cerámicos de arcilla cocida, como todo material de construcción, tienen asociado, a lo largo de todo su ciclo de vida, un determinado impacto ambiental que es necesario conocer para poder trabajar en la reducción del mismo y mejorar la calidad medioambiental del producto.

AITEMIN, a través de su Departamento de Materiales de Construcción, ubicado en el Centro Tecnológico de Toledo, ha trabajado en los últimos años en estrecha colaboración con las industrias cerámicas, asociaciones empresariales y administraciones, en la investigación de métodos que permitan conocer y reducir los impactos medioambientales de los productos cerámicos, mediante la realización del Análisis del Ciclo de Vida de los productos cerámicos para la construcción. El estudio se ha llevado a cabo entre los años 2003 y 2005 y ha contado con la financiación de Ministerio de Fomento y la colaboración de un total de 18 industrias cerámicas de toda España.

Definición de objetivo y alcance

El objetivo que ha llevado a realizar este estudio es conocer, de primera mano y poniendo especial interés en el proceso de fabricación, la carga ambiental asociada a los materiales cerámicos para la construcción que se fabrican en España,  con objeto de cubrir el hueco existente en la actualidad en este campo y conocer la situación actual de este sector en el aspecto medioambiental así como para poder llevar a cabo las diferentes acciones que contribuyan a reducir ese impacto.

Este estudio ha tenido por alcance la totalidad del ciclo de vida de los productos cerámicos para la construcción, es decir, desde que se extraen las arcillas en cantera, hasta que, al final de su vida útil, el producto llega, ya como residuo, bien a vertedero o a planta de valorización y/o reciclaje. Dado que ha sido el primer estudio de estas características, con recogida de datos “in situ” en las industrias cerámicas, han quedado fuera del alcance del estudio:

  • Los procesos secundarios, excepto los flujos de energía. Esto quiere decir que no se consideran los recursos e impactos asociados a la fabricación de la maquinaría de producción, transporte, puesta en obra, vida útil y demolición, por lo complejo que resultaría conocer estos impactos. Sí se han considerado en cambio, los impactos asociados a la producción de energía.
  • Se ha excluído también la fase de mantenimiento de la edificación, al considerarse prácticamente nulo el mantenimiento de las piezas cerámicas durante su vida útil (excepto reposiciones de productos deteriorados.
  • Todos aquellos procesos y sustancias que, por su escasa magnitud o contribución al ciclo de vida del producto cerámico, no tengan especial relevancia a nivel medioambiental.

La unidad funcional se ha definido como la masa de producto final (listo para el consumo). En este caso concreto, y dado que se pretende conocer la carga ambiental asociada a los productos cerámicos de carácter estructural de forma general, sin individualizar en un producto concreto, se ha escogido como unidad funcional “tonelada de producto cerámico terminado”.

Inventario del ciclo de vida

El análisis de inventario se obtiene, como ya se ha comentado, mediante la identificación y la cuantificación de las corrientes de entrada y salida de energía y materia, junto con las emisiones generadas durante el ciclo de vida. Con este propósito, y con objeto de tener la mayor información posible del subsistema “fabricación”  se ha realizado una campaña de recogida de datos, mediante cuestionario, en diferentes industrias cerámicas (operativa general, consumo de recursos, maquinaría auxiliar, generación de residuos, mercado, etc.) completada con una campaña de registro de emisiones contaminantes.

Los datos obtenidos mediante realización de encuestas han sido completados y contrastados con bases de datos reconocidas y bibliografía específica. Es muy importante destacar el amplio rango de valores que se han obtenido en las encuestas realizadas para determinados datos, como son el consumo energético y  las emisiones generadas en producción; por lo que los valores que se expresan en estos apartados deben ser considerados únicamente como una orientación, a pesar de que la producción total de las industrias que han colaborado en el presente proyecto es bastante indicativo de la fiabilidad de los datos obtenidos.

Ciclo de vida de los materiales cerámicos

El ciclo de vida de un producto cerámico para la construcción se resume de manera muy simplificada en el siguiente esquema:

Extracción de materias primas

En esta fase se incluyen las actividades de extracción y transporte de las arcillas a la planta. Los recursos consumidos durante esta etapa, que constituyen las entradas que se consideran dentro de los límites del sistema aplicado, quedan limitados al consumo del gasóleo utilizado por la maquinaria empleada en la extracción de las arcillas de las canteras así como por los camiones empleados en el transporte de las mismas a pie de planta.

Las salidas, causantes de los impactos, se corresponden con las derivadas de las emisiones atmosféricas producto de la combustión del gasóleo, así como del agotamiento de recursos que produce la extracción de las arcillas.

Del total de datos obtenidos en las encuestas realizadas y contrastados con bases de datos se obtiene un consumo medio de arcillas de 1,25 toneladas por tonelada de producto fabricado y un consumo de 0,49 litros de gasóleo por tonelada de producto acabado, en extracción.

Se ha considerado, dada la situación de las canteras respecto de las plantas de producción, una distancia media corta a recorrer por el elemento de transporte. Para determinar las emisiones atmosféricas producidas por la maquinaría de extracción y transporte de arcillas se ha utilizado la base de datos BUWAL 250.

Fabricación de productos

En esta fase se incluyen las tareas propias de la fabricación del producto, desde que se recogen las arcillas a pie de planta hasta que el producto terminado es cargado para su transporte a obra. Durante el proceso de fabricación, los principales impactos ambientales que se producen son los derivados del los diferentes consumos energéticos.

Para el cálculo de la demanda de energía que figura en la tabla anterior se han adoptado los siguientes parámetros de equivalencias:

  • Equivalencias Gas Natural: 1m3N = 10.952 kWh (para un valor de refencia PCS = 10.032 kcal/m3).
  • Equivalencias Fuel: 1 tonelada fuel = 11.165 kWh.
  • Para el cálculo de la carga ambiental asociada a la producción y transporte de los diferentes recursos energéticos consumidos, se han utilizado los datos del mix energético español que figuran en la base de datos BUWAL 250.

Una vez finalizada la toma de datos, y extraídos los valores medios de cada una de las entradas y salidas del sistema que se incluyen dentro de esta etapa del ciclo de vida, se muestran en la siguiente tabla los principales datos obtenidos y que serán utilizados en la evaluación de impactos:

Transporte y puesta en obra, uso y mantenimiento de la edificación

Esta fase abarca todas las operaciones y procesos que tienen como finalidad la puesta en obra de los productos cerámicos, así como todos los consumos energéticos y emisiones que se producen durante el posterior uso del edificio a lo largo de toda su vida útil.

Al igual que en el caso del trasporte de materias primas a planta, para el transporte del producto acabado a obra se utiliza la base de datos Buwal 250, en el que figura los valores de los impactos ambientales ocasionados por el transporte por carretera. Se considera, como ya se ha comentado anteriormente, una distancia media de 190 km a recorrer por el elemento de transporte.

Dada la experiencia previa existente, el impacto por el consumo de recursos durante su puesta en obra representa una cantidad prácticamente despreciable si se considera el ciclo de vida completo del material, menor de 2% del total, por lo que se puede obviar esta fase sin alterar el resultado final del ACV, de acuerdo con las premisas marcadas para la realización de este tipo de estudios. El mantenimiento de los materiales cerámicos en el edificio, se ha estimado como nulo a lo largo de su vida útil (considerando al material como tal y no a la unidad constructiva).

No se han considerado tampoco otros impactos achacables directamente al edificio como unidad, como el impacto causado por la ocupación del territorio por el edificio, el consumo de agua y, en general, cualquier impacto que se genera durante la vida útil del edificio cuya carga, o parte de ella, no pueda ser asociada directamente, y de manera objetiva, al material cerámico.

Este hecho no resta importancia a los impactos omitidos, sino que se considera que deben ser estudiados cuando la unidad funcional sea un edificio o una unidad constructiva completa, no en vano el impacto causado a lo largo de la vida útil de la edificación es, probablemente el causante de que la construcción sea considerada como una de las actividades de mayor agresión al medioambiente.

Derribo de la edificación, transporte y tratamiento del residuo

En esta fase se incluyen todas las actividades que tienen como finalidad el desmantelamiento del edificio o la unidad constructiva en la que se incluyen los productos cerámicos, y el tratamiento que se da posteriormente al producto, ya como residuo. Se incluye el transporte del mismo desde la obra hasta el vertedero, o hasta la planta de tratamiento y reciclaje de residuos.

Los datos medios recogidos, para 1 m3 de unidad de obra genérica demolida de forma tradicional son los siguientes:

  • 0,05 h de trabajo de retropala excavadora sobre neumáticos de 102 CV de potencia y 12 litros de consumo de gasóleo A por hora, a un rendimiento normal.
  • 0,035 h de trabajo de martillo compresor, alimentado con gasóleo A.

Si consideramos una densidad media de un producto cerámico genérico  de 1,84 g/cm3 obtenemos que el derribo de 1 tonelada de producto cerámico es equivalente al derribo de 0,54 m3 de unidad de obra, lo que equivale a un consumo total equivalente de 0,35 l de gasóleo.

En cuanto a la carga y transporte de residuos se ha planteado, con los datos recogidos, el transporte del residuo, desde el punto de origen del mismo, hasta vertedero o hasta planta de revalorización. Las distancias medias se han obtenido del estudio de la situación de vertederos y plantas de valorización de residuos definidos en los diferentes Planes Regionales de Residuos de las Comunidades Autónomas.

En esta etapa, se incluyen también lo impactos causados por el transporte de los residuos generados durante la puesta en obra del producto (15%), por lo que el impacto total es el ocasionado por el transporte de 1,15 toneladas de residuos hasta vertedero o hasta planta de revalorización.

En cuanto a la gestión de los residuos de construcción y demolición se ha considerado la situación actual,  que supone un depósito en vertedero de más del 95% del total de residuos frente a la “ideal” para el año 2006, con un reciclado del 60% y una gestión en depósito del 40%.

Autores
Joaquín Obis Sánchez; Director del Centro Tecnológico de Toledo. AITEMIN
Agripino Pérez Lorenzo; Jefe del Dpto. de Materiales de Construcción. AITEMIN
Roberto Díaz Rubio; Responsable de proyectos del Dpto. de Materiales de Construcción. AITEMIN

   
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