“ industria del hormigÓn; avanzando hacia la sustentabilidad en la infraestructura vial.”
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“ INDUSTRIA DEL HORMIGÓN; AVANZANDO HACIA LA SUSTENTABILIDAD EN LA INFRAESTRUCTURA VIAL.” . Mauricio Salgado Torres Jefe de Pavimentación Instituto del Cemento y del Hormigón de Chile - ICH Noviembre , 2013. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
“INDUSTRIA DEL HORMIGÓN; AVANZANDO HACIA LA
SUSTENTABILIDAD EN LA INFRAESTRUCTURA VIAL.”
Mauricio Salgado Torres Jefe de Pavimentación
Instituto del Cemento y del Hormigón de Chile - ICH
Noviembre , 2013
Porque es fundamental el adoptar prácticas sustentables en el diseño, construcción y mantenimiento de la infraestructura pública, cual es La tendencia mundial y cual es la postura del ICH frente a este tema.
“INDUSTRIA DEL HORMIGÓN; AVANZANDO HACIA LA SUSTENTABILIDAD EN LA INFRAESTRUCTURA VIAL.”
Sustainability Opportunities with Pavements
Oportunidades Sustentables con Pavimentos
Todas las estrategias de sustentabilidad comúnmente adoptadas son importantes y deben ser aceptadas!
• La industria de pavimento de hormigón se ha comprometido con los enfoques sustentables en la construcción de carreteras... Sin embargo, es útil saber dónde podemos ser más impactante
• La revisión exhaustiva de recientes estudios de Análisis de ciclo de vida (LCA) nos están dando pistas sobre dónde está el mayor impacto...
ACPA, American Concrete Pavement Association
• Lograr las metas de ingeniería para el que fueron construidas.
• Preservar y restaurar los ecosistemas circundantes.
• Utilizar los recursos (incluyendo dinero) eficientemente.
• Satisfacer las necesidades humanas básicas como la salud, la seguridad, la equidad, el empleo, la comodidad y la felicidad
Los criterios de decisión modernos están por encima de una simple ponderación de su costo
inicial
Pavimentos Sustentables
Qué esperamos de un “Buen” pavimento?
• Seguro (Safety)• Durable (Durable)• Con altos de los estándares de
calidad (High quality standards)• Confortable (Comfortable)• Económico (Economic)• Requiera de Mínimo
Mantenimiento (Requires minimal maintenance)…Pero sobre todo hoy en día queremos
que la infraestructura ante todo sea sustentable.
… Se opta simplemente por lo más barato!!!,
… ó simplemente no se valoraron los atributos de un «Buen Pavimento» en la decisión
Y se espera que milagrosamente el
pavimento construido cumpla con todas las
expectativas!!!
Realidad:
Las tendencias mundiales están principalmente dirigidas promover e incentivar el uso de tecnologías que hagan los PAVIMENTOS SUSTENTABLES.
Por lo tanto, las tendencias están dirigidas tener una CONCIENCIA de uso eficiente de los recursos físicos y
monetarios en el LARGO PLAZO.
Pavimentos Sustentables
(Ambiental) (Económico)
(Social)
(Equitativo)
(Soportable)
(Viable)
El Progeso NO es antónimo a la Sustentabilidad
El verdadero desafío es precisamente lograr un mayor crecimiento con armonía, equilibrio y desarrollo del medioambiente y la sociedad
Management Sustainable - Gestión Sustentable
Management Sustainable - Gestión Sustentable
Lograr las metas y objetivos deseados utilizando los recursos disponibles con
eficiencia y eficacia, de manera compatible con los principios de
sustentabilidad.
Trade-OffsRara vez se una alternativa pavimento cumplir con todos los objetivos de sostenibilidad
– Algunas características admiten un objetivo de sostenibilidad, pero se oponen a otra
• Considere posibles compensaciones mediante un análisis de costo / beneficio
• Evaluar las prioridades y valores de la organización o proyecto
• Establecer las medidas de desempeño• Costo, magnitud y duración de
impacto, y el riesgo• Evaluación del ciclo de vida
Analizar las opciones disponibles en el contexto de la sostenibilidad para hacer la mejor elección
Evaluación del ciclo de vida (LCA, Life Cycle Assessment)
Materiales
Construcción
Uso
Mantenimiento & Rehabilitación
Final de la Vida
Extracción y producción de materiales
Demoras de tráfico
Localización de equipos en el sitio
•Resistencia al rodado•Carbonatación•Iluminación•Albedo
Transporte
Evaluación del ciclo de vida (LCA, Life Cycle
Assessment) La Fase de uso, incluye todo lo que ocurre mientras que el pavimento se encuentra en servicio y son atribuibles directamente a las propiedades y características del mismo. Algunos de los componentes que son más relevantes desde la perspectiva de LCA son:
• Resistencia a la rodadura;• Albedo;• Iluminación de la demanda;• Desgaste de los
neumáticos.La Fase de uso quizás sea la
más impactante sin embargo es a su vez la más incierta
Evaluación del ciclo de vida (LCA, Life Cycle
Assessment)
La Fase de uso quizás sea la más impactante sin embargo es a su vez la más incierta
Evaluación del ciclo de vida (LCA, Life Cycle
Assessment)
Fuente: Santero, N et al. Methods, Impacts,and Opportunities in the Concrete PavementLife Cycle
Evaluación del ciclo de vida (LCA, Life Cycle
Assessment)
Ecoprofile of different life cycle stages of a typical road
Centre d’Energetique de l’Ecole des Mines de Paris
Evaluación del ciclo de vida (LCA, Life Cycle
Assessment)
FASE DE USO
Si hacemos un mejoramiento en energía contenida o huella de energía de un 30% …
podemos estar perdiendo grandes oportunidades al centrarse exclusivamente en los aspectos de producción y construcción
(menos de 5% de la huella)
“ECOPROFILE”
Extracción, Producción, ConstrucciónFin vida útil
Evaluación del ciclo de vida (LCA, Life Cycle
Assessment)
FASE DE USO
Si se encuentra el camino para reducir cerca del 5% de dicha energía en la fase de uso…
“ECOPROFILE”
Extracción, Producción, ConstrucciónFin vida útil
Greenhouse Gas (GHG) Emissions by Sector in U.S.
Emisiones GHG• La contribución de en las
emisiones GHG de la construcción de pavimentos es relativamente pequeña.
• Caracteristicas del pavimento inciden en la eficiencia en uso de combustibles de los usuarios
• Otros impactos ambientales y sociales son más significativos
Albedo
El uso de materiales de construcción con un albedo alto, haría que las temperaturas en las zonas urbanas fueran más bajas y ayudaría
a reducir la energía de enfriamiento.
El uso de materiales de construcción brillantes y claros con un albedo
alto reduciría la temperatura de la
superficie, así como las temperaturas del aire
máxima.
Las simulaciones y los resultados medidos y muestran que la temperatura sentida en el ámbito de una calle se
puede reducir notable debido a la utilización de hormigón brillante como material de construcción.
Isla Calor (Heat Island)
Global Cooling• Ciudades 1% de la superficie
terrestre del planeta
• 60% de las ciudades son techos y pavimentos
• Los techos frescos y pavimentos (hormigón) pueden aumentar el albedo urbano por 0,1
• Si se aplica en 100 ciudades más grandes en el mundo, esto se puede compensar 44GT de CO2 emitido (1,1 billones a $ 25/ton) - Propuesta de ONU.
• La superficie del pavimento de hormigón es naturalmente más brillante y reflectante que otras. Por lo tanto, requiere menos energía para iluminar zonas comparables.
Contar con superficies más claras proporciona mejores condiciones de seguridad a los usuarios y una mayor eficiencia
energética en términos de iluminación
Resplandor en el pavimento«shinning light on pavement»
La reflectividad superficial - Iluminación
• Mejora la visibilidad nocturna– Mejora de la seguridad de
peatones y vehículos• Reduce la Iluminación
y energía requerida:– Reducción de hasta el 33%
• Impacto presupuestario enorme!
Pavimentos Fotocatalíticos“Photocatalytic road-
concrete”• Una mezcla o revestimientos de TiO2 en los pavimentos de
hormigón puede generar una purificación del aire. • El efecto fotocatalítico de la pavimentación reduce en gran
medida los niveles de contaminantes atmosféricos, tales como NOx, SOx, NH3, CO, tolueno, etc.
Fuente: S. RiffelHeidelbergCement AG, Development &
Applications Leimen, Germany
Ahorro energético y de combustible al circular sobre una
superficie rígidaLa superficie rígida sufre una deflexión insignificante. ... Lo que significa que no hay desperdicio de energía ni de desperdicio de combustible al circular los vehículos
Fuente: http://www.pavements4life.com
economía de combustible: Rigidez
Fuente: US DOT data
En USA el consumo de
combustible de camiones
~ 39 mil millones de galones por año
Con tan sólo una mejora del 3% en más o menos 70%
de la red
el ahorro ascendería a aproximadamente 820 millones
de galones de diesel / año
economía de combustible: Rigidez
Fuente: US DOT data
60 millas de carretera larga arterial; 2
0.000 vpd; 15% de los camiones; 5.5mpg, vida
de diseño30yr Un promedio
de 150.000 toneladas de CO2.
Más de tres veces más CO2 que emiten durante la
fabricación del cemento!
CO2 asociadas con pavimento de hormigón se compensa durante
los primeros años
Fase de Diseño• Diseños que maximicen la longevidad
• Diseños que minimicen el uso de material virgen & energía
Longevidad Menor Frecuencia de Rehabilitaciones
y Reconstrucciones
Oportunidades Antes de la Construcción
Oportunidades Antes de la Construcción• Diseño de Pavimentos
– AASHTO Mechanical-Empirical Pavement Design Guide• Optimizar espesores• Reducir sobredimensionamientos • Aumentar la confiabilidad
Meta: Diseño de pavimentos de larga vida con alta certidumbre y confiabilidad
• Menos operaciones de construcción intensiva de combustibles implican un enorme ahorro económico y de emisiones de CO2.
• Uso de subproductos industriales (cenizas volantes y el cemento de escoria) mejora la durabilidad del pavimento, ahorra dinero, reduce su huella de CO2, reduce el coste, conserva los recursos naturales.
Reducción de CO2
Oportunidades alrededor de la Construcción
• Reducir al mínimo el uso de combustible y las emisiones durante la construcción
• Minimizar las demoras al tráfico• Proteger los recursos hídricos• Reducir el uso de materiales
vírgenes• Mejorar la calidad superficial inicial• Aumentar la vida útil a través de la
construcción de calidad• El equilibrio entre el ruido y la
fricción
Oportunidades alrededor de la Construcción
• Mejorar la eficiencia energética
• Mejoramiento de la rugosidad
• Mejoramiento de la textura
• Reducción del ruido
Selección de Materiales y diseño de Mezclas
• Agregados– Adiciones– Material reciclado
• Cemento– Con adiciones (cenizas
volantes y/o puzonalas.– Cementos fotocataliticos
Oportunidades Antes de la Construcción
Menor demanda en los recursos no renovables
La resistencia y la rigidez del hormigón se traduce en menos y más delgadas capas de los materiales necesarios sub-base, y una menor necesidad de recursos materiales.
Los pavimento de hormigón tienen una menor demanda en los recursos no renovables.
Oportunidades Durante la Construcción• Localización de materiales disponibles
– Plantas moviles– Construcción por el sistema “Two lift” – Materiales reciclados en la mezcla de
hormigón– Reciclado in-situ
economía de combustible: Rugosidad
• Pavimentos con buen IRI permiten ser más eficientes en el consumo de combustibles. Por lo tanto:– Se debe especificar y construir pavimentos con un buen IRI
inicial
FHWA reportó ahorros del 4,5% en el consumo de combustible (en camiones) cuando el IRI paso de 2,4 m/km a 1,2 m/km
Importancia de la textura del pavimento
Texturas optimizadas de la superficie se puede lograr en pavimentos de hormigón nuevos y existentes que se traducen en pavimentos de larga duración, seguros, suaves y silenciosos.
Pavimentos Silenciosos“Less noise on the
pavement”Textura
(emisión de ruido)
Porosidad (absorción de ruido)
• Mejoramiento de sistemas de dosificación de mezclas
• Ensayos No- destructivos – Madurez (facilitar la rapida apertura al tránsito)– Registro del IRI en tiempo real
• Innovaciones en equipos– Pavimentadoras de ancho variable– Sistemas de Inserción de barras– Pavimentadoras sin cable guia (stringless paving)
Oportunidades Durante la Construcción
Oportunidades Durante la Construcción• Construcción
Acelerada y reducción del congestionamiento– Pavimentación con “Fast
Track”– Modelos de
comportamiento del hormigón a edades tempranas)
I-25 Colorado [Colorado DOT]
Oportunidades Durante la Construcción• Sistemas de
constratación Flexibles– Incentivos – Arriendo de pista–Mezclas innovadoras– Equipos Innovadores
I-25 Colorado [Colorado DOT]
Oportunidades después de la Construcción• Conservación de pavimentos
– Objectivo: extender la vida util del pavimento
– Minimizar las interrupciones del tránsito y maximizar la eficiencia
– Extracción sustentable de materiales• Sin adición de material virgen• Minimizar la huella de Carbono
Oportunidades después de la Construcción
Recapados de Hormigón
– Eficiencia de recursos
– Eliminación de desperdicios
– Rapidez de construcción
– Ampliación de la vida útil
Oportunidades después de la ConstrucciónEstrategias de conservación de pavimentos
• Incorporación de la técnica de Diamond grinding
“Collaboration among stakeholders is the key to quick adoption of sustainable approaches to concrete pavements” Peter Stephanos, FHWA
"La colaboración entre actores interesados es la clave para la rápida adopción de enfoques sostenibles para pavimentos de hormigón"
