Beneficios ambientales inherentes al uso de sistemas de

Transcripción

EVALUACIÓN DEL CRITERIO DE REFRACCIÓN DEL OLEAJE
EN LA COSTA SUR DE TAMAULIPAS
Marcelino- Hernández y Julio
ISSN 1665-85-31
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uso de sistemas de construcción con
materiales alternativos en viviendas
ISSN 1665-85-31
EVALUACIÓN DEL CRITERIO DE REFRACCIÓN DEL OLEAJE
EN LA COSTA SUR DE TAMAULIPAS
Marcelino - Hernándezy Julio
Environmental benefits inherent to the
use of construction housing systems
with alternative materials
José Luis Caballero Montes1,2* y Armando Alcántara Lomelí2
José Luis Caballero Montes1,2* y Armando Alcántara Lomelí2
1
1
Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional, Unidad Oaxaca,
Instituto Politécnico Nacional (CIIDIR IPN OAXACA). Calle Hornos 1003, Sta. Cruz Xoxocotlán. C.P
71230, Oaxaca, México.
2
Facultad de Arquitectura y Diseño, Universidad de Colima. Campus Coquimatlán, kilómetro 9 carretera
Colima-Coquimatlán. C.P. 28400, Colima, México.
*Contacto: [email protected].
Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional, Unidad Oaxaca,
Instituto Politécnico Nacional (CIIDIR IPN OAXACA). Calle Hornos 1003, Sta. Cruz Xoxocotlán. C.P
71230, Oaxaca, México.
2
Facultad de Arquitectura y Diseño, Universidad de Colima. Campus Coquimatlán, kilómetro 9 carretera
Colima-Coquimatlán. C.P. 28400, Colima, México.
*Contact: [email protected].
Resumen. En la actualidad el análisis del impacto ambiental relacionado con la extracción y uso de
materiales para la construcción de edificaciones constituye una tarea imprescindible donde es necesario
profundizar. El objetivo de la investigación fue el análisis del impacto ambiental de los materiales de
construcción empleados en la edificación de tres viviendas construidas con sistemas alternativos (SA) para
evaluar algunos indicadores de sustentabilidad desde el punto de vista ambiental (emisiones de CO2 y costo
energético), y después compararlos con la vivienda que se construye con el sistema convencional. Para dicho
análisis se tomaron los datos medioambientales del Instituto de la Construcción de Cataluña y se siguió el
modelo metodológico aplicado en el análisis del impacto ambiental de los materiales constructivos en la
isla de Lanzarote. Los resultados obtenidos muestran que los SA aplicados en la vivienda de ferrocemento
prefabricado (VFP), vivienda de adobe compactado (VAC) y vivienda de ferrocemento y reciclados (VFR),
presentan ahorros significativos en el empleo de cantidades de materiales en los sistemas de cimentación,
muros y techo, comparados con una vivienda construida con el sistema convencional (VC). Por otra parte
se observó que las tecnologías alternativas cuyos materiales base son el ferrocemento y adobe compactado,
resultan con impactos ambientales menores que la vivienda construida con el sistema convencional.
Los prototipos de vivienda VFP y VAC son los que desde el enfoque analizado presentan los mayores
beneficios.
Abstract. Nowadays the analysis of environmental impacts related to the extraction and use of materials
for construction of a building is an important issue which requires further study. The purpose of this
paper is the analysis of the environmental impact of construction materials that were employed for the
construction of three prototype houses with alternative systems, in order to evaluate environmental
sustainability indicators (CO2 emissions and energy cost) and compare them with those built with the
conventional system. The energy cost and CO2 emissions in each housing prototype were evaluated
according to the environmental data of the Cataluña Construction Institute and for the method applied
in the analysis of the environmental impact of the constructive materials in the Lanzarote Island.
The alternative systems were applied to the construction of a ferrocement house with prefabricated
elements (VFP); compacted adobe house (VAC) and of a ferrocement and recycled materials house (VFR).
Our results show that the construction alternative systems decrease the quantities of materials employed
for the foundation, walls and roof elements, in comparison with the conventional system. Furthermore, it
was observed that this decrease is especially important for the alternative technologies whose materials are
based on ferrocement and compacted adobe; therefore they reduce their environmental impacts than the
house built with conventional materials. From an environmental point of view, the house prototypes VFP
and VAC present the best benefits.
Palabras clave: Adobe
materiales reciclados.
Key words: Compacted Adobe, CO2 emissions, energetic cost, ferrocement, recycling materials.
compactado,
costo
NATURALEZA Y DESARROLLO VOL. 10
energético,
38
emisiones
de
'
NuM.
2 julio-DICIEMBRE 2012
CO2,
ferrocemento,
39
'
NuM.
BENEFICIOS AMBIENTALES INHERENTES AL USO DE SISTEMAS DE CONSTRUCCIÓN
CON MATERIALES ALTERNATIVOS EN VIVIENDAS
Caballero Montes y Alcántara Lomelí
Introducción.
El sector de la construcción es responsable de un
notable impacto sobre el ambiente (agotamiento de
los recursos naturales, calentamiento global, lluvia
ácida, emisiones de humo, acumulación de residuos,
etc.), tanto durante el proceso de fabricación de los
materiales como durante la construcción de las
edificaciones. Dicho impacto se manifiesta por el
consumo excesivo de materiales y de energía, así
como por la emisión al ambiente de contaminantes.
En particular, la construcción de edificaciones tiene
una acción determinante en el ambiente, de acuerdo
a varios autores es el principal consumidor de suelo
y materia prima, además de que durante la ejecución
de las obras se generan una gran cantidad de desechos
(Sartori y Hestnes, 2007; Deepak et al., 2011).
De acuerdo a cifras del Instituto Worldwatch, la
construcción de edificaciones a nivel mundial
anualmente consume un 40% de piedra, arena y
grava, 25% de madera y 16% de agua (Arena de Rosa,
2003). También emplea cantidades significativas
de energía y por consecuencia produce emisiones
considerables de gases de efecto invernadero y otros
desechos contaminantes (Kospomoulos, 2004).
Por su parte las viviendas constituyen una proporción
importante de las edificaciones construidas en
las ciudades, pues en la medida que la población
mundial crece, aumenta la demanda de ellas.
En esa misma medida se incrementan también los
requerimientos de materiales de construcción, pues
todos los procesos de extracción, transformación,
comercialización y colocación en obra para construir
los edificios traen como consecuencia un impacto
que se puede medir a través de indicadores tales
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como peso, energía incorporada y emisiones de CO2
(Arreaza, 2009).
Dentro de los estudios que se han realizado en
términos del impacto ambiental generado por los
materiales de construcción se pueden señalar a:
Guggemos y Horvarth, 2006; González y Navarro,
2006; Asif et al., 2007; Dimoudi y Tompa, 2008;
Chau et al., 2012; y a Young-Sun et al., 2012, quienes
estudiaron este impacto bajo dos parámetros
principales que son el consumo energético y emisiones
de CO2 al ambiente. Los principales materiales
investigados en diferentes casos de estudio han sido
madera, concreto, acero, ladrillo. Estos estudios
han mostrado que las construcciones basadas en
madera son las de menor requerimiento de energía
y emisiones de CO2 (Gustavsson y Sathre, 2006).
Otros estudios han investigado el impacto
ambiental de materiales y prácticas de
construcción locales (Venkatarama et al., 2003)
De acuerdo a Chen et al., (2001) los cuatro sistemas
de construcción que deben ser considerados para
el análisis energético en una edificación son la
estructura, la envolvente, elementos interiores,
acabados e instalaciones. Los primeros tres sistemas
son considerados para el análisis que se presenta en
este trabajo, ya que representan en conjunto el 70%
de los materiales empleados en una construcción.
Aunque un número importante de estudios se
han realizado en otros países sobre el consumo
energético y emisiones de CO2 durante el ciclo
de vida de las edificaciones (Suzuki et al., 1995;
González y Navarro, 2006), pocos han abordado la
fase de construcción. Algunas de estas evaluaciones
han sido en materiales como el concreto simple,
el concreto de alto desempeño, concreto con
materiales reciclados y madera, entre otros; sin
40
'
NuM.
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embargo, es necesario que se cuenten con estudios
que evalúen el impacto que tienen los materiales
alternativos y regionales como los que se analizan
en esta investigación.
Es por ello de sumo interés el identificar y
cuantificar los factores que condicionan el impacto
ambiental, ya que a través de la obtención de datos
que se puedan medir y contrastar se pueden hacer
mejoras en las edificaciones (Mercader et al., 2010).
En este artículo se evalúan dos de los principales
indicadores que afectan al ambiente desde la
perspectiva de los recursos materiales consumidos
durante la fase de construcción de cuatro viviendas
con diferentes sistemas de construcción.
Por otra parte se debe valorar el funcionamiento
ambiental que tienen los materiales que se emplean
en una edificación, que debe de ser tan importante
como los de tipo técnico y económico. Con lo
anterior, se podrá contar con mayor información
para una adecuada selección de los materiales, y
con ello tender hacia la construcción sostenible
(Emmanuel, 2004; Thormark, 2006).
El objetivo de este trabajo fue analizar el impacto
ambiental que representa el consumo energético
y emisiones de CO2 de los materiales empleados
en la construcción de tres viviendas con sistemas
alternativos, para evaluar algunos indicadores
de sustentabilidad desde el punto de vista
ambiental, y después compararlos con la vivienda
que mayormente se construye en la actualidad,
para finalmente determinar los beneficios
medioambientales que se tienen con el uso de
materiales alternativos.
Materiales y métodos.
Las variables y parámetros de medición de los
impactos ambientales fueron determinados de
acuerdo al planteamiento metodológico de Arguello
y Cuchi (2008), quienes basaron su investigación en
el estudio sobre el impacto ambiental provocado
por los materiales empleados en las construcciones
en la isla de Lanzarote, en el Archipiélago Canario
(España) y con la base de datos de metaBase del
Instituto de Tecnología de la Construcción de
Cataluña (ITeC) que proporciona información
de los indicadores del impacto ambiental global
asociados a la construcción. Los indicadores de
dicho estudio están establecidos con base en el
peso de los materiales de construcción mayormente
utilizados (kg de material, MJ/kg de material, kg
de CO2). Se procedió a aplicar tales indicadores
a cuatro viviendas previamente seleccionadas, y
se convirtieron a unidades de área (kg/m2, MJ, kg
de CO2). Posteriormente se cuantificó el peso, la
energía incorporada y las emisiones de dióxido de
carbono, obteniéndose de esta manera la estimación
del impacto ambiental referida a los indicadores
considerados.
Todos los resultados fueron registrados en tablas
con el fin de determinar los materiales que producen
mayor impacto y de esta manera en un futuro
priorizar las áreas de intervención con el objeto
de proponer modificaciones que permitan reducir
el impacto medioambiental de los materiales de
construcción (Arreaza et al., 2009). Los impactos
medio ambientales de las soluciones descritas
en este estudio son: el consumo energético y las
41
'
NuM.
Material genérico
Acero
Agua
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Listado total de materiales
Varilla
Alambrón
Alambre recocido
Armex
Clavo
Malla electrosoldada
Falso plafón
Agua
Acero galvanizado
Acero laminado
Agua
Agregados
Arena de río
Tierra natural
Grava de río
Piedra natural
Calhidra
Agregados
Cal
Piedra natural
Cal
Cemento
Cemento
Cerámica
Cerámica
Pinturas
Madera
Resinas
Pintura vinílica
Madera
Resinas acrílicas
Cemento gris portland
Ladrillo rojo común
Ladrillo media tabla
Pintura vinílica
Madera de pino
Impermeabilizantes
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Material
Costo energético por kg de
materia
Emisión de CO2 por kg de materia
MJ
kWh
kg
Resinas
110.000
30.560
Resinas
16.28
Acero
35.000
9.720
Acero
2.800
Pintura
24.700
6.860
Pintura
3.640
Cemento
4.360
1.211
Cemento
0.410
Cal
3.430
0.953
Cal
0.320
Cerámica
2.321
0.645
Cerámica
0.180
Madera
2.100
0.583
Madera
0.060
Agregados
0.100
0.028
Agregados
0.007
Agua
0.050
0.014
Agua
0.000
Cuadro2. Impactos medioambientales por material de mayor a menor cantidad.
Fuente: Arguello y Cuchi (2008).
Cuadro 1. Materiales genéricos. Fuente: Arguello y Cuchi (2008)
emisiones de CO2 producidas en la fabricación de
los materiales y en el transporte al lugar de la obra.
Se tomaron estos dos indicadores del impacto
ambiental global asociados a la construcción
ya que son los de mayor relevancia, puesto que
son indicadores del calentamiento global y de la
incidencia en la capa de ozono.
Los instrumentos de cuantificación de impactos
ambientales emplean un listado de materiales
genéricos usados en la edificación. Para elaborar
el listado de materiales de construcción utilizados
por vivienda, fue necesario determinar los tipos y
cantidades de acuerdo a cada sistema constructivo, a
partir de las descripciones técnicas de los conceptos
de obra. Con la finalidad de reducir el número de
42
materiales genéricos se analizaron los sistemas
constructivos de cimentación, muros y techos.
No se consideraron las instalaciones eléctricas e
hidráulicas, ni puertas ni ventanas, pues representan
un porcentaje menor en el total de materiales
empleados en las viviendas, y existe una variación
considerable en cuanto a diseño y material en estas
últimas (Cuadro 1).
Para determinar los insumos y cantidades de
materiales por tipo de sistema se empleó el
programa Neodata 2009 para lo cual fue necesario
realizar previamente un análisis de los conceptos y
cuantificación de obra de cada una de las viviendas.
Se organizó la información y se convirtieron las
cantidades de medición de los diferentes materiales
'
NuM.
a kilogramos, unidad de medida requerida por los
sistemas de evaluación de impacto ambiental.
Al no contar con una base de datos de los materiales
de la ciudad de Oaxaca, ni en otros sitios del país
se recurrió a la información de la base de datos
metaBase del Instituto de tecnología de Cataluña.
De esta base se seleccionaron los materiales
básicos que guardan mayor similitud, tanto en sus
materias primas como procesos de producción de
las viviendas seleccionadas. Además se consideró
la energía requerida para transportar los materiales
empleados desde las fábricas hasta el sitio de la
construcción, así como las cantidades de CO2
emitidas en este proceso (Cuadro 2).
Viviendas y sistemas
constructivos.
El presente documento trata de un estudio enfocado
específicamente al impacto de los materiales
de construcción en su aplicación a viviendas
económicas de un nivel. El trabajo consistió en
calcular el impacto ambiental de cuatro viviendas;
dos de ellas construidas como prototipos, una
tercera adaptada a los resultados obtenidos a partir
de la construcción de un módulo experimental,
y la cuarta de referencia, que emplea el sistema
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'
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constructivo de mayor uso en la actualidad con
muros de mampostería y losa de concreto armado.
Dos de las viviendas (VAC y VFP) que se
seleccionaron para el estudio fueron construidas
como prototipos experimentales en las instalaciones
del Centro Interdisciplinario de Investigación
para el Desarrollo Integral Regional IPN, Unidad
Oaxaca. La vivienda VFR se caracterizó a partir de
un modelo experimental de 16 m2 construido en una
colonia precaria del municipio de Zaachila, cercano
a la ciudad de Oaxaca. Con respecto a la vivienda
con materiales convencionales se consideró una
vivienda de interés social de 30 m2, que se construye
por parte de constructoras privadas en la región.
A
B
C
Figura 1. Prototipo de viviendas: A) de
ferrocemento prefabricado (VFP), B) de adobe
compactado y ferrocemento (VAC) y C) de Vivienda de ferrocemento prefabricado (VFP).ferrocemento y material reciclado (VFR).
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'
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El prototipo de esta vivienda tiene una cimentación
de cadenas corridas de concreto armado.
Los muros son de canaletas prefabricadas sección
“C” de ferrocemento de 0.50 m de ancho y 2.40
m de altura, que se anclan en la cimentación con
tramos de varillas de 3/8” que se dejan ahogadas
previamente. Las canaletas se rigidizan y unen en
la parte superior con elementos de cerramiento de
concreto armado. El sistema de techo es a base de
vigas “U” y canaletas de ferrocemento como las
empleadas en los muros, se termina con una capa
de ladrillos de los conocidos como “media tabla”
que se asientan con mortero sobre los elementos
prefabricados (Figura 1A).
m2 con la tecnología producto de la investigación.
Lo anterior permitió el análisis de conceptos de
obra y la explosión de insumos de materiales que
componen una vivienda con tipología equivalente
a las otras en estudio. La cimentación es a base de
cadenas corridas de concreto armado a partir de la
cual se desplantan paneles de sección 0.90 m x 2.40
m habilitados con malla electrosoldada, botellas
PET de 600 y 2000 ml, cartón y malla de falso
plafón, que posteriormente se recubren con mortero
cemento-arena. El techo es con el mismo sistema de
los muros; con paneles que conforman un sistema
nervado que rigidizan la cubierta y transmiten las
cargas a los elementos de cerramiento de los muros
(Figura 1C).
Vivienda de Adobe compactado (VAC).- Vivienda
con cimentación de zapatas de concreto corridas,
muros de enrase con tabique de concreto y cadenas
de desplante. Los muros son de adobe compactado
elaborados con una máquina de compactación
manual, a los cuales se les adicionó como
estabilizante un porcentaje de cemento (10%).
El refuerzo de los muros se realizó con castillos
y cadenas de cerramiento de concreto armado.
La techumbre es mixta con canaletas de
ferrocemento y una capa de ladrillos media tabla.
Los muros no tienen acabados y el terminado es
aparente sin aplanados (Figura 1B).
Por otra parte y con la finalidad de comparar el
impacto ambiental de los sistemas constructivos
alternativos, se analizó también el impacto
asociado a la construcción de una vivienda con
dimensiones y tipología arquitectónica similar,
pero construida con el sistema convencional; que
se caracteriza por el empleo de cimentación de
concreto armado, muros de tabique de cementoarena y estructuras de concreto reforzado (castillos,
columnas, vigas, trabes) y losa colada en sitio.
El desglose de cantidades de materiales usados
por sistema constructivo considera exclusivamente
las partidas de cimentación, muros y techo
Vivienda de ferrocemento y reciclados (VFR).- (Cuadro 3).
Este prototipo de vivienda aunque no está construido
se basó su diseño a partir del proyecto experimental:
“Desarrollo de la Tecnología fe + reciclado para
vivienda económica y su evaluación sísmica en la
zona metropolitana de Oaxaca” (Caballero, 2010).
En dicho proyecto se construyó un espacio de 16
45
'
NuM.
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Cuadro 3. Cantidades de materiales e impactos ambientales asociados a la producción de los materiales
usados en la vivienda VFP, VAC, VFR y VC.
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Sistema: Muros y techo con sistema de paneles tipo sándwich de ferrocemento con relleno de
botellas PET (VFR)
Costo energético
Sistema: Muros y cubierta con canaletas prefabricadas de ferrocemento (VFP)
Costo energético
Material
Emisión de CO2
kg
%
MJ
kg
Acero
593.76
1.44
20781.6
1662.53
Agua
350
0.84
17.5
0
34345
83
3434.5
240.42
0
0
0
0
Agregados
Cal
Cemento
4710
11.39
20535.6
1931.1
Pintura
47
0.11
1160.9
171.08
Madera
1333.4
3.22
2800.14
80
Resinas
0
0
0
0
TOTAL
41379.1
100
48730.24
4805.13
Sistema: Muros de adobe compactado y cubierta con canaletas prefabricadas
ferrocemento (VAC)
Costo energético
Material
Material
kg
%
MJ
kg
Acero
683.05
1.3
23906.75
1912.54
Agua
4750
9.07
237.5
0
38867
74.21
3886.7
272.07
0
0
0
0
Cemento
7100
13.56
30956
2911
Pintura
47.52
0.09
1173.74
172.97
Madera
838.4
1.6
1760.64
50.3
Resinas
91
0.17
10010
1481.48
TOTAL
52377
100
71931.33
6799.36
Agregados
Cal
Sistema: Muros de bloque de concreto pesado con refuerzos estructurales y losa colada en
sitio de concreto armado (VC)
de
Emisión de CO2
Emisión de CO2
Material
Costo energético
Emisión de CO2
kg
%
MJ
kg
kg
%
MJ
kg
Acero
1335.24
1.5
46733.4
3738.7
Acero
790.43
1.43
27665.05
2213
Agua
6000
6.77
300
0
Agua
6540
11.84
327
0
Agregados
70560
79.56
7056
493.92
Agregados
40280
72.91
4028
281.96
Cal
0.007
0
0.024
0.002
Cal
0.046
0
0.16
0.015
Cemento
9460
10.67
41245.6
3878.6
Cemento
7000
12.67
30520
2870
Pintura
12
0.02
296.4
43.68
Pintura
44
0.05
1086.8
160.16
Madera
624
1.13
1310.4
37.44
Madera
1200
1.35
2520
72
Resinas
0
0
0
0
Resinas
91
0.1
10010
1481.48
TOTAL
55246.5
100
64147.01
5446.1
TOTAL
88690.2
100
108951.82
9824.86
46
'
NuM.
47
'
NuM.
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A
Por otra parte se calcularon los impactos asociados a
la producción de materiales de construcción usados
en cada sistema constructivo que se reportan en las
mismas tablas.
Resultados y discusión.
Los materiales principales y de mayor peso
empleados en la cimentación, estructura, muros y
techos fueron la arena y grava, tanto en las viviendas
con SA como en la de tipo convencional. Dichos
agregados en esta última tienen un mayor porcentaje
comparado con las tres viviendas con SA, debido
al tipo de cimentación y refuerzos estructurales
(castillos, cadenas y trabes de cerramiento), además
del componente que más repercute: la losa de
concreto armado. El estudio de Arreaza (2009)
señala que los materiales pétreos en un sistema
convencional acaparan más del 90% del peso de
las edificaciones, y se debe al tipo de estructuras de
refuerzo empleadas que representan en promedio el
70% de los componentes en un edificio.
El menor consumo energético entre las viviendas
corresponde al de la VFP debido a la técnica de
construcción empleada en los elementos de muros
y techo, que al ser prefabricados disminuyen y
evitan desperdicios de materiales, de tal forma que
el consumo de los agregados pétreos y el cemento es
menor que las otras viviendas estudiadas. Otro de
los beneficios del sistema prefabricado empleado en
la VFP fue el peso de las placas que se construyeron
para el habilitado de muros y techo, del orden
de 110 kg por elemento (Cano, 2006). Con lo
anterior el peso de la estructura de la vivienda se
vio favorecido disminuyendo las cargas actuantes
hacia la cimentación, la cual se construyó con
cadenas de concreto f´c=150 kg/cm2 y refuerzo con
armex estructural.
El sistema de adobe compactado aplicado en la VAC
requirió como materia prima arcilla de la región
para la construcción de los bloques, así como de
cemento en un porcentaje del 10% en cada pieza
como material estabilizador para incrementar su
resistencia. La práctica anterior tiene una afectación
en el costo energético aunque en menor medida si se
compara con la elaboración de bloques de concreto.
Alavéz et al. (2012), en su estudio indican que para la
producción de 1m3 de material para fabricar adobes
compactados estabilizados con cemento los costos
energéticos son de 772 MJ y 73 kg en emisiones
de CO2.
Los cuatro sistemas constructivos para las cubiertas
de las viviendas (losa de concreto, elementos
prefabricados de ferrocemento y paneles con
materiales reciclados con capa de mortero de
compresión) usaron como materiales básicos
concreto y mortero armado, aunque los sistemas de
las viviendas VFP y VAC tienen piezas cerámicas
(ladrillo tipo petatillo común de la región) como
capa que contribuye a la impermeabilización de
las losas. Sin embargo el uso del petatillo rojo no
representa una gran afección al medio, ya que para
su producción requiere como combustible biomasa
(leña), cuyo valor en los análisis del ciclo de vida
(ACV) es neutro (Arguello y Cuchi, 2008).
La cimentación y el sistema de losa en las cuatro
tecnologías de las viviendas en estudio emplearon
estructuras de concreto y mortero armado que
hacen que agregados (arena y grava), cemento, acero
y agua sean los materiales con mayor porcentaje
48
'
NuM.
usados. Tanto el acero como el cemento son
materiales que provienen de estados del centro o
norte del país, ya que no hay fábricas de producción
de estos materiales en la zona, lo que incrementa
la energía requerida para el transporte, además
de toda la contaminación que dicho transporte
genera. Venkatarama y Jagadish (2003) en su
investigación señalan que se requiere de 1 MJ de
energía para transportar 1 tonelada de cemento
a una distancia de 1 km. Los datos anteriores dan
una idea de la cantidad de energía que se requiere
para transportar toneladas de cemento y acero de la
ciudad de Monterrey, uno de los centros productores
principales de estos materiales en el país ubicado a
1372.24 km del estado de Oaxaca en el sureste de
México.
Los valores obtenidos de costo energético por m2 de
área construida están cercanos a los que Ventakarama
y Jagadish (2003) reportan para viviendas de uno y dos
niveles construidas con sistema convencional: entre 2.9
GJ y 4.2 GJ.
De igual forma, Debnath et al. (1995), reportan
valores de consumo energético entre 3 y 5 GJ/m2 en
viviendas construidas con muros de tabique y losa
de concreto reforzado. Dichos autores sugieren el
uso de materiales de construcción alternativos, ya
que con ello se puede reducir aproximadamente un
50% del consumo energético si se compara con una
construcción con materiales convencionales; según
sus resultados se redujo el costo energético de 2.9 a 1.6
GJ/m2. En el caso de este estudio, las viviendas VFR,
VAC y VFP tuvieron reducciones de costo energético
de 34%, 41%, y 55% respectivamente comparadas con
la VC; reducciones con valores de 1.22 GJ (VFR), 1.48
GJ (VAC) y 2 GJ (VFP) con respecto a los 3.6 GJ que
presenta la VC (Figura 2A).
Figura 2A) Costo energético (MJ/m2) y B)
Emisiones de CO2 kg/m2 por sistema constructivo
para viviendas con un área de 30 m2.
El uso generalizado de concreto reforzado y
mampostería con bloques de mortero en la vivienda
VC, da como resultado que las tres viviendas con
sistemas de construcción alternativos VFP, VAC
y VFR resulten con menor costo energético, y
por consiguiente, emisiones menores de CO2
(Figura 2B).
B
También la VC representa la de mayor peso en
materiales (88,690 kg), resultado del empleo de
concreto armado en la cimentación, elementos de
refuerzo y techo. Si bien el concreto no se considera
un material de altas emisiones de CO2, siempre
cuenta con refuerzo de acero que sí las generan.
49
'
NuM.
Conclusiones.
Los sistemas constructivos alternativos aplicados
en las viviendas (VFP, VFR y VAC) tienen
requerimientos tecnológicos mínimos al no emplear
equipo mecánico, vibradores o herramientas que
requieran de consumo de energía; sin embargo,
usan concreto, mortero y acero de refuerzo en
muros y techos para garantizar la seguridad y la
durabilidad en las viviendas. No obstante las VFP y
VFR están encaminadas a dar solución al problema
térmico al emplear dobles muros de ferrocemento
en la primera y de aislantes con botellas de plástico
en la segunda.
Por otra parte los espesores en los muros de las VFP y
VFR son del orden de 2.5 cm, y en el caso de los techos
de 6 cm, aunado a las técnicas prefabricadas que se
emplearon en su construcción, reflejan un consumo
de materiales menor, principalmente de cemento
y agregados pétreos, comparados con el sistema
constructivo convencional, lo que comprueba las
ventajas que tienen los
sistemas
prefabricados.
Las tres viviendas con SA presentadas en el estudio
tienen menores consumos de materiales que la
vivienda de referencia (VC), en consecuencia
representan ahorros energéticos y de emisiones
contaminantes como el CO2. En este caso de estudio,
solamente se cuantificó el consumo energético y
las emisiones de CO2 (gas que contribuye de una
forma importante al calentamiento global), pero
este mismo trabajo puede ser ampliado a otros
contaminantes nocivos para el ambiente, por
ejemplo las emisiones de metales pesados hacia la
50
ISSN 1665-85-31
atmósfera, el uso de energía de fuentes no renovables
y los efectos debido al inadecuado manejo del agua.
Los resultados de esta investigación son valiosos
para diseñar viviendas con criterios sustentables,
en particular con el uso de materiales no
convencionales como el ferrocemento, el adobe
compactado y sistemas de construcción híbridos
como el que se analizó en este trabajo, compuesto
de ferrocemento y materiales reciclados. Los datos
obtenidos son información técnica que podrán
servir para que los constructores tengan mejores
criterios para seleccionar materiales y/o sistemas
constructivos dando preferencia a aquellos que
ofrezcan beneficios, no solo económicos, sino
también ambientales. Aunque el presente estudio
no evaluó los costos de las viviendas, se puede
asegurar que los proyectos de vivienda con SA, por
su menor consumo de materiales como el cemento,
acero y agregados pétreos, resultan ventajosos
económicamente comparados con el sistema de
construcción de mayor uso en la actualidad.
Por lo anterior se puede concluir que es necesario
buscar alternativas constructivas que sean eficientes,
económicas y benignas desde el punto de vista
ambiental, para lograr desde la etapa de diseño de
las viviendas tender hacia un desarrollo sustentable
y contribuir en la mejora de la calidad de vida. En
este sentido adquiere importancia la elección de los
materiales que se utilizan en la construcción, no
solo de viviendas sino en todo tipo de edificaciones.
'
NuM.
ISSN 1665-85-31
Agradecimientos.
Literatura citada.
Al CONACYT por el apoyo para la realización
de estudios de doctorado en el Programa
Interinstitucional de Doctorado en Arquitectura
(Universidad de Colima) del autor principal de este
trabajo. A la SIP del IPN por el apoyo financiero del
proyecto: “Desarrollo de la tecnología fe+reciclado
para vivienda económica y su evaluación sísmica
en la zona metropolitana de Oaxaca”, SIP20100365,
así como a la COFAA del IPN por la beca de
exclusividad otorgada. A los investigadores M.C.
Valentín Morales D., M.C. Tertuliano Caballero
A., y el Dr. Francisco Castellanos León del CIIDIR
Oaxaca por la información proporcionada de los
prototipos de vivienda analizados en el estudio.
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Cita sugerida: Caballero Montes, J. L. y A.
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Desarrollo 10 (2), 38-53.
Recibido:
24/08/11
Aceptado:
24/04/12
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Beneficios ambientales inherentes al uso de sistemas de

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