Aridos de hormigón reciclado, normativas para su uso

Los residuos son los productos generados dentro del proceso de producción o consumo de otro producto, independientemente de su valor comercial(Soto 2008). Su generación constituye un problema tanto económico como ambiental, que se agudiza en la medida que se incrementa el volumen de producción de los mismos.

El reciclaje es la actividad de utilizar un residuo en un proceso productivo y la ventaja más importante que tiene es que soluciona, a un mismo tiempo, la problemática originada por la eliminación de subproductos de desecho y que, mediante el aprovechamiento de estos residuos se obtiene una nueva materia prima, con lo que se reduce la cantidad de recursos naturales primarios a extraer.

El sector industrial de la construcción es considerado un gran consumidor, ya que consume mayor volumen de materias primas. Por ello la utilización de residuos en la industria de la construcción posibilita la conservación de un gran número de recursos naturales permitiendo al mismo tiempo un ahorro considerable de energía y reduciendo la necesidad de apertura de nuevos vertederos. Considerando la minimización del consumo de recursos naturales y ahorro de energía, parece claro la necesidad y conveniencia de estudiar las propiedades de los materiales que se obtienen de los residuos producidos en cantidades importantes, en especial el caso de los áridos, debido al elevado volumen de áridos naturales que consume el sector de la construcción. Esto llevado al plano económico tiene enormes ganancias para cualquier país ya que se ahorra combustible por concepto de transporte en el traslado de estos materiales, monetariamente representa que el dinero que inicialmente se invertiría en la compra de los áridos en cantera para ser utilizado en la solución de otros problemas constructivos.(Soto 2008).

Generalidades

El sector de la construcción es uno de los principales renglones de la economía e interpreta su papel protagonista a la hora de generar residuos donde el problema es el gran volumen que se crea. El reciclado de los desechos de demoliciones en las construcciones ha sido ampliamente reconocido por tener un gran potencial en la preservación de los recursos naturales y la disminución de energía usada en la producción. Esto permitiría disminuir el consumo de fuentes no renovables, obtenidas de actividades extractivas y, al mismo tiempo, reducir la cantidad de escombros de demolición que termina en los vertederos. Los beneficios y debilidades de agregados reciclados en hormigón han sido ampliamente estudiados.

Los residuos sólidos se generan a medida que se desarrolla la actividad humana, la cual incluye la construcción y la demolición de edificaciones. El reciclaje de este tipo de residuos mediante su transformación en áridos reduce la demanda de extracción de materias primas naturales para nuevos emprendimientos en el sector de la construcción. Un propósito ineludible es utilizar materiales distintos de los áridos naturales con el objeto de ahorrar las reservas de áridos naturales para las obras más importantes. Las consideraciones con el desarrollo sostenible son básicas para estas cuestiones a fin de garantizar recursos suficientes destinados a las generaciones futuras. Esto llevado al plano económico tiene enormes ganancias para el país ya que se ahorra combustible por concepto de transporte en el traslado de estos materiales, monetariamente representa que el dinero que inicialmente se invertiría en la compra de los áridos en cantera para ser utilizado en la solución de otros problemas constructivos.(Lage 2006).

Se consideran residuos de construcción y demolición (RCD) aquellos que se generan en el entorno urbano y no se encuentran dentro de los conocidos como Residuos Sólidos Urbanos (residuos domiciliarios y comerciales, fundamentalmente), ya que su composición es cuantitativa y cualitativamente diferente. Se trata de residuos, básicamente inertes, constituidos por tierras y áridos mezclados, piedras, restos de hormigón, restos de pavimentos asfálticos, materiales refractarios, ladrillos, cristal, plásticos, yesos, ferrallas, maderas y, en general, todos los desechos que se producen por el movimiento de tierras y construcción de edificaciones nuevas y obras de infraestructura, así como los generados por la demolición o reparación de edificaciones antiguas. (GLINKA 2007)

Dentro de los tipos de RCD se pueden distinguir limpios y sucios. Los RCD limpios están compuestos en un 95% del peso por hormigón y el 5% restante corresponde a residuos inherentes no peligrosos, tipo plásticos, maderas o elementos metálicos.

En España ha habido un incremento experimentado en el sector de la construcción, que ha involucrado la generación de importantes cantidades de RCD, los cuáles, debido a la falta de programación para una adecuada gestión final de los mismos, se han ido depositando en vertederos, en muchas ocasiones, de forma incontrolada. Al realizar estos depósitos de RCD, no sólo se está malgastando o desaprovechando energía y material potencialmente reutilizable, reciclable o valorizable, sino que, además, se afecta de manera muy negativa al entorno. La afección de los depósitos de RCD, se debe a que llegan a verterse sin haber separado los componentes llamados residuos peligrosos, y en emplazamientos no acondicionados para inmovilizar la contaminación. La Unión Europea está situando la política de gestión de los RCD hacia un reciclaje intensivo de los mismos, por esta razón, un posible agrupamiento de los RCD podría realizarse en base a su composición, relacionándolos con asuntos tales como la separación selectiva, la recogida selectiva (demolición selectiva) y también la peligrosidad de parte de los mismos. (MARTÍNEZ 2010)

Gestión de residuos.

Gestión de residuos se entiende por reducir al mínimo la cantidad de desechos enviados al vertedero.

Estos esfuerzos incluyen el reciclaje, convertir los desechos en energía, diseñando productos que usen menos material, por ejemplo: los subproductos de una industria pueden ser una materia útil a otro, lo que redunda en una disminución de los desechos finales.

Algunos futuristas han especulado que los vertederos podrían ser algún día excavados: ya que algunos recursos se hacen cada vez más escasos, podría ser rentable excavar estos vertederos para obtener materiales que antes fueron desechados por carecer de valor. Una idea relacionada con esto es el establecimiento de un vertedero 'selectivo' que contiene sólo un tipo de desechos (por ejemplo, neumáticos de vehículos), como un método de almacenaje a largo plazo.

La Unión Europea, abanderada en la gestión de RCDs ha planteado el llamado Principio de Jerarquía con el objetivo de reducir el impacto en el medio ambiente que ocasiona la generación de residuos. Se entiende por Principio de Jerarquía: 1º prevenir; 2º reutilizar; 3º reciclar; 4º aprovechar el residuo como fuente energética; 5º disponer el residuo en el vertedero).

De manera general, el diseño sustentable de materiales, reconoce que:

• Los productos y los procesos son interdependientes del medio ambiente, de la economía del lugar y de la sociedad en cuestión, es decir, de un sistema sustentable.

• Implementa las medidas para prevenir la afectación al medio ambiente.

• Usa los recursos de manera eficiente previendo sus límites dentro del sistema.

1.2.1 Manejo sustentable de los materiales de construcción y sus desperdicios.

Existen cuatro métodos para el manejo sustentable de los materiales de construcción y sus desperdicios.

• 1. Reuso: sugiere volver a usar los materiales tal y como los recuperamos, sin invertir ningún recurso.

• 2. Reciclaje: sugiere invertir en la recuperación de un material por medio de una transformación física o química.

• 3. Refabricación: Es un proceso similar al reciclaje, pero sugiere más de un producto para la elaboración de otro final.

• 4. Recuperación de energía: sugiere recuperar algún tipo de combustible que genere energía con base en desperdicios de la construcción.(2009)

La autora del trabajo considera que es válido el principio de jerarquía planteado por la Unión Europea y sería válido en las condiciones cubanas diseñar un modelo gestión de residuos sustentable basado en el reciclaje de desechos de hormigón.

Clasificación de los áridos

Teniendo en cuenta que el hormigón reciclado es aquel en el cual se realiza una sustitución parcial o total de los áridos que conforman el esqueleto del hormigón por otros materiales susceptibles de ser reutilizados se abordan a continuación diversos criterios de clasificación de los áridos reciclados:

• Clasificación por composición: según este método, el árido reciclado se clasifica en función de rangos prestablecidos que delimitan la cantidad de los elementos, pétreos o

no, que deben componer el material (material cerámico, de hormigón, asfáltico y mixtos). Este criterio de clasificación es bastante usual entre las normas europeas.

• Clasificación por granulometría: el árido reciclado se clasifica en función de rangos prestablecidos que delimitan el árido por tamaños máximos y mínimos del material. Generalmente se presenta asociado a otro criterio de clasificación.

• Clasificación por limpieza: el árido reciclado se clasifica en función de la limpieza del material. Generalmente, las categorías se definen en función de rangos prestablecidos que delimitan la cantidad de determinados elementos no pétreos que pueden estar presentes en el material.

• Clasificación por calidad: el árido reciclado se clasifica directamente en función de sus distintas propiedades técnicas. Las categorías se definen en función de la idoneidad técnica del material para una determinada utilización prevista.

• Clasificación por uso: según este método, para cada tipo de uso se establece una clasificación particular, bien sea por criterios de clasificación, de composición y/o de calidad.

La composición y la categoría no establecen directamente la adecuación del árido a un uso determinado. Deberán ser el cumplimiento de los requisitos técnicos exigidos para cada uso determinado los que determinan finalmente su adecuación a ese uso. La calidad técnica del material, independiente de su composición, es el elemento que determina la viabilidad de uso del material en una aplicación. (anexo 2)

1.3.1 Categoría de los áridos reciclados.

La clasificación en base a la composición está formada por cuatro tipos o categorías de áridos reciclados: (anexo 2)

• Categoría ARH: Áridos Reciclados de Hormigón: el contenido de hormigón y piedra natural (sin mortero adherido) es del 90% o más en peso. Se suma el contenido de hormigón al de piedra natural, por considerar que tienen un comportamiento asimilable.

• Categoría ARMh: Áridos Reciclados Mixtos de Hormigón: el contenido de hormigón y piedra es menor al 90% y el de material cerámico no alcanza el 30%.

• Categoría ARMc: Áridos Reciclados Mixtos Cerámicos: el contenido de material cerámico supera el 30%.

• Categoría ARC: Áridos Reciclados Cerámicos: el contenido de material cerámico supera el 70%.

Características de los áridos reciclados

Generalidades.

Los áridos reciclados, al igual que los naturales, se pueden caracterizar bien por su fracción granulométrica en: áridos finos y áridos gruesos y por su procedencia en: áridos de hormigón, áridos de asfalto, áridos de cerámico, materiales inertes.

Para poder determinar las aplicaciones de los áridos reciclados, hay que conocer la procedencia del RCD y la composición final del árido.

Los áridos reciclados procedentes de hormigón son los más estudiados y los que presentan un mayor número de aplicaciones.

El árido reciclado (AR) de hormigón se entiende por el árido resultante del proceso de machaqueo, cribado y procesado en plantas de reciclado de residuos de hormigón utilizados previamente en el proceso constructivo, bien como residuos del propio proceso de construcción o bien de la demolición o deconstrucción de estructuras existentes.

Mortero adherido.

La principal diferencia entre los áridos reciclados y áridos naturales estriba en la cantidad de mortero adherido que incorporan los primeros debido al original del que proceden. La cantidad de mortero adherido hace que los áridos reciclados presenten propiedades distintas a los naturales que se reflejan en un aumento de la absorción de agua, menor densidad, menor resistencia, menor dureza y una menor resistencia a la fragmentación. (Estructural. 2006).

El hormigón fabricado con ellos estará directamente condicionado por dichas propiedades.

No existe un procedimiento normalizado para evaluar estas cantidades, aunque suelen emplearse métodos que tratan de eliminarlo de la superficie de árido original para, mediante diferencia de pesadas antes y después de su eliminación, establecer el porcentaje en peso que corresponde al mortero adherido en árido. (B. Gonzales 2011). Otra forma de evaluarlo consiste en fabricar un hormigón nuevo con los áridos reciclados y con el cemento coloreado. Una vez

cortada las probetas en rebanadas y pulidas sus caras se procede a evaluar mediante un planímetro la superficie del mortero adherido distinguiéndose del nuevo por su coloración. De esta forma puede estimarse el volumen del mismo.

Granulometría.

La granulometría del árido reciclado depende fundamentalmente del sistema de trituración que se haya empleado en su proceso de producción. Los trituradores de impacto, por general, son los que permite alcanzar residuos con mayor volumen en los áridos produciendo como consecuencia mayor cantidad de finos. (Estructural. 2006).

A estas trituradoras las siguen las de conos con una producción de finos inferior y las machacadoras de mandíbulas.

La cantidad de árido grueso generado oscila entre el 70% y el 90% de la producción. Por lo general, esta fracción gruesa se ajusta a los requerimientos que exigen las normativas vigentes quedando enmarcada dentro de los usos granulométricos de referencia establecidos en ellas. Es evidente que el tamaño obtenido en la trituración depende fundamentalmente del tamaño que tenía el hormigón de procedencia. Los áridos reciclados presentan formas angulosas debido al proceso de machaqueo y un aspecto rugoso como consecuencia del mortero adherido a ellos.

Forma y textura.

Las partículas de árido reciclado obtenidas suelen presentar una textura más rugosa y porosa que la de los áridos naturales debido a la presencia de mortero adherido a la superficie del árido origen. Estas circunstancias hacen que los hormigones que se fabriquen con ellos presenten problemas de trabajabilidad.

Para determinar la forma del árido grueso se emplea el método de índice de lajas donde se obtienen valores menores en el árido reciclado. SE debe a que el espesor de las partículas aumente debido a la acumulación de mortero en las caras planas de las partículas con forma de laja. De esta forma se reduce el porcentaje de lajas. La norma española EHE-08 establece el 35% como el valor mayor que puede tomar el índice de lajas.

El coeficiente de forma de las partículas se ve directamente afectado por el sistema de trituración empleado en la obtención del árido reciclado. Los machacadores de mandíbulas proporcionan áridos reciclados con un coeficiente de forma más adecuados que las trituradoras de impacto o de cono. (Gómes 2005).

Densidad.

La densidad del árido reciclado es menor que la de un árido convencional ya que el primero presenta una capa de mortero adherido cuya densidad es inferior a la del árido. La fracción fina obtenida es la que menor densidad tiene debido a la mayor cantidad de mortero adherido que poseen sus partículas por unidad de peso.

Los factores más influyentes sobre la densidad son: el proceso de producción del árido, el tamaño de las fracciones obtenidas y su grado de contaminación.

Si en el proceso de fabricación del árido se empleó una trituradora de impactos, el valor obtenido en la densidad del árido reciclado grueso es ligeramente superior que en los casos en que para su obtención se hayan empleado trituradoras de conos o machacadores de mandíbulas. Esto es debido a que la trituradora de impacto elimina mejor el mortero adherido en el árido grueso. Sin embargo, en la producción d áridos finos son los otros sistemas de trituración los que permiten obtener mejores resultados, obteniéndose valores de densidades mayores.

Combinando varias trituradoras diferentes, en el proceso de producción se obtienen áridos reciclados de muy buena calidad ya que se consigue reducir en mayor proporción la cantidad de mortero adherido a los áridos originales. Así, dichos áridos alcanzan un valor correspondiente al 90% de la densidad del árido natural, después de haberlos sometidos a dos etapas sucesivas de triturados mediante machacadora de mandíbula y trituradora de impacto. Dicho valor alcanza 95% cuando son cuatro las etapas de trituración.

Absorción.

La absorción de los áridos reciclados tiene una relación directa con la relación a/c del hormigón de origen. La absorción de estos alcanza valores muy superiores a los obtenidos en los áridos naturales. Sin duda alguna esto es debido a la cantidad de mortero adherido que presentan dichos áridos. (Alaejos 2008). En áridos naturales los valores de absorción oscilan entre un 0% y un 4% mientras que en los diferentes estudios consultados los valores obtenidos en áridos reciclados van desde un 3.3% hasta un 13% aunque, por lo general, la mayoría sobrepasa el valor límite de un 5% establecido por la norma española EHE-08.

El tamaño del árido reciclado influye de manera decisiva sobre la absorción. En las fracciones más finas la absorción es mayor, ya que en ellas las cantidades de mortero adherido es superior que, en las fracciones más gruesas, siendo más acusado dicho efecto cuanto menor sea la densidad del árido reciclado.

También, el sistema empleado en el procesado de los RSD para la obtención de áridos reciclados permite reducir la absorción, ya que a medida que los RSD pasan por diferentes trituradores la cantidad de mortero adherido de los áridos disminuye. Estudios realizados han obtenido valores de la absorción algo mayores cuando se utilizan machacadores de mandíbulas o molinos de impacto.

Cuando los áridos reciclados proceden de hormigones que presentaban resistencia elevadas la absorción es menor que en los de resistencias más bajas.

Porosidad.

Al igual que la absorción, la porosidad del árido reciclado presenta desventajas con respecto al árido natural debido a la doble composición que presenta: árido natural y mortero adherido.

Estudios realizados han demostrado que, con el uso de separadores de densidad industriales y áridos reciclados seleccionados procedentes de RCD con densidades superiores a 2.2kg/dm3, se producen áridos con baja porosidad (menos de 17%), permitiendo así la producción de árido reciclado con un buen rendimiento para la producción de hormigón.(Alaejos 2008)

Resistencia a la abrasión.

El ensayo de resistencia a la abrasión se emplea con el objetivo de conocer la resistencia al desgaste de los áridos.

El coeficiente de Los Ángeles presenta valores superiores debido a que en dicho ensayo no solamente se produce la correspondiente pérdida de peso del árido natural sino también la derivada de eliminar la totalidad de mortero adherido.

En las fracciones más finas el coeficiente de Los Ángeles es mayor debido a que, el porcentaje de mortero adherido es mayor.

Mediante el empleo de trituraciones sucesivas se logra mejor la calidad del árido y obtener un coeficiente de Los Ángeles con valores más próximos a los de un árido natural.

El hormigón del que proceden los áridos reciclados también influye en el valor obtenido en el ensayo ya que, al aumentar la resistencia, el valor del coeficiente de Los Ángeles disminuye. (Calderón 2014).

A continuación, se muestran diferentes coeficientes de los Ángeles para áridos naturales y reciclados, según diversos autores.

Tabla1.1: Coeficiente de los Ángeles según diferentes fuentes.

Tecnología para la obtención de áridos reciclados

Los áridos reciclados se obtienen en plantas de tratamiento que, de forma general, son similares a las empleadas en áridos naturales, incorporan de forma específica elementos para la separación de impurezas y otros contaminantes.

Las instalaciones de reciclaje se construyen en dos versiones básicas: fijas y móviles. El principio de funcionamiento de ambas es el mismo. Se trata de combinar procesos de machaqueo del escombro recibido con cribados, por tamaño. Todo ello según sea el material recibido y el producto que desea obtenerse. En ambos casos, los tipos de escombros tratables son los de material cerámico, asfálticos, hormigón en masa, armado y prefabricado, mezclas de tierras y piedras naturales.

Las instalaciones fijas se diseñan para dar un servicio continuo a una zona concreta. Por ello es imprescindible contar con una ubicación relativamente céntrica en el ámbito geográfico de producción de escombros, para disminuir los costes de transporte.

Los diseños de estas plantas abarcan desde las más simples, donde se utiliza una sola fase de trituración y generalmente se obtienen materiales de baja calidad y poca variación en su granulometría, hasta las más complejas, en las que obtienen amplias gamas de productos limpios y de calidad mejorada. Los principales equipos empleados en ellas son, los transportadores de bandas para el movimiento de los materiales, cribas de barras y vibratorias para la clasificación, electroimanes para la separación de partículas magnéticas y trituradoras de conos, mandíbulas y/o de rotor para la fragmentación del escombro. La principal ventaja de estas plantas radica en la posibilidad de garantizar mejor calidad y variedad del producto a obtener; debido a la posibilidad de emplear mayor cantidad y variedad de equipos potentes y de un adecuado proceso de trituración y limpieza. (Ledesma 2011).

En la figura 1.1 se observa una planta fija para el tratamiento de los residuos en España.

Figura 1.1: Planta fija de reciclaje del país vasco, España.

Las figuras 1.2 y 1.3 muestran las dos plantas fijas instaladas en la capital del país, para el tratamiento de los RCD.

Figura 1.2: Planta fija de reciclaje de Husillo, Ciudad Habana, Cuba.

Figura 1.3: Planta fija de reciclaje del Paso Superior de Luyanó, Ciudad Habana, Cuba.

La planta de Husillo se encuentra en los alrededores del Parque Metropolitano de la Habana y se encarga de procesar residuos mayoritariamente cerámicos y de mampostería. La planta del Paso Superior de Luyanó se encuentra cercana a la intercepción de Avenida Vía Blanca y Fábrica debajo del paso elevado, en el municipio 10 de octubre, y la misma se encarga de procesar residuos de cerámica, mampostería y hormigón. Está a cargo de la Oficina del historiador.

Las instalaciones móviles se diseñan con el objeto de desplazarse dentro de escombreras, según la disposición de los materiales en la misma, entre distintas obras o zonas con varias obras para tratar los escombros producidos. Este tipo de instalación se caracteriza principalmente porque cada elemento (criba, machacadora, etc.) está instalado sobre un equipo auto portante, normalmente de orugas, que permite su propio desplazamiento y la carga sobre camión. La combinación de varias de estas unidades, según necesidades, puede alcanzar incluso mayor versatilidad que una instalación fija. (Valle 2003).

En su mayoría están compuestas por transportadores de bandas, una criba vibratoria y una trituradora o molino, garantizando con esto, uno de sus requerimientos más importantes, la simplicidad de la instalación. El diseño de una planta móvil debe ser recomendado cuando la cantidad de escombros disponibles en una zona no es suficiente como para justificar la inversión en una planta estacionaria, siendo conveniente su traslado a otro lugar con materia prima disponible, o cuando se requiere utilizar importantes cantidades de áridos reciclados en lugares cercanos a donde son producidos desechos pétreos. (Ledesma 2011).

En la figura 1.4 se observa una planta móvil para el tratamiento de los residuos en España.

Figura1.4: Planta móvil para el residuo de tratamientos en España.

La figura 1.5 muestra una de las plantas móviles con que se cuenta en la capital del país, para el tratamiento de los RCD de la zona del Casco Histórico de la Habana Vieja.

Figura 1.5: Planta móvil de reciclaje, Oficina del Historiador, Ciudad Habana, Cuba.

En la Habana vieja existen 10 plantas móviles de este tipo que constituyen pequeños molinos que procesan residuos de cerámica, mampostería y hormigón.

Trituración y molienda de los RCD

El objetivo fundamental en el sistema de trituración es la obtención de un material granular con un tamaño inferior a 40 mm. La maquinaria empleada para lograrlo suele ser similar a la utilizada en las instalaciones de la minería, como en las canteras, pero está adaptada a las condiciones del material reciclado.

Independientemente de cuál sea el procedimiento de trituración utilizado, hay que tener en cuenta que el proceso de demolición debe proveer medidas individuales que puedan ser aceptadas en la plana por un triturador primario (1200mm para la mayoría de plantas fijas y de 400 a 700mm para plantas móviles). Asimismo, este proceso determina también diferentes características del árido reciclado como son, entre otros, la forma y distribución de las partículas y la cantidad de mortero adherido. Las trituradoras pueden ser: de mandíbula, de impacto o de cono.

• Molino de impacto: trituración por impacto rotativo, que permite la entrada de materiales muy heterogéneos, con características físicas muy diferentes. Las trituradoras de impacto producen áridos de buena calidad. El principal inconveniente que presentan es que las partículas sufren un gran desgaste con los impactos y producen una gran cantidad de finos (hasta un 40%).

• Trituradoras de mandíbula: sistema de machacado basado en el movimiento de una mandíbula móvil sobre otra fija, sobre la que cae el material antes de ser aplastado. Las trituradoras de mandíbulas producen áridos con una buena distribución granulométrica para su utilización en hormigón, la que el contenido de finos es reducido (inferior al 10%), aunque la forma de las partículas es más angulosa.

• Trituradora de cono: basado en triturar a través del impacto de martillos libres y oscilantes unidos a un eje giratorio. El diseño permite la entrada de cualquier tipo de material, aunque la presencia de materiales de baja granulometría puede producir bloqueos. En las trituradoras de conos, el tamaño máximo del árido admitido es aproximadamente de 200mm, por lo que son más apropiados para un machacado secundario. En este método se produce una cantidad intermedia de hasta (menor del 20%).

Pueden existir uno o varios procesos de trituración en los que se combinen diferentes tipos de maquinaria, para la elección de cada una de ellas depende, esencialmente, de tres factores: consumo de energía, coste de producción y calidad del producto. La trituradora de mandíbulas se utiliza para la trituración primaria debido a su alta capacidad y reducido coste, y la de impacto para la trituración secundaria, logrando así una mejor calidad del árido debido a una mayor eliminación del mortero adherido. (ECKAR 2008).

1.6.1. Ventajas del reciclaje y la producción de áridos.

• Reduce el transporte.

• Es posible producir un material de relativamente buena calidad sin necesidad de grandes inversiones.

• No hay que recorrer grandes distancias para el acarreo de las materias primas

• El consumo energético es muy bajo.

• Ideal para pequeños productores de áridos, que produzcan y vendan áridos en el mercado local (cuentapropistas).

Contaminantes y eliminación de impurezas.

La presencia de impurezas y contaminantes en los áridos reciclados perjudican notablemente las propiedades del hormigón fabricado con ellos. La madera, plásticos, yeso, metales, vidrio, ladrillos, asfaltos, materia orgánica, son los contaminantes que se presentan con mayor frecuencia.

Unos de los mayores prejuicios que provocan sobre el hormigón es la caída de su resistencia a compresión. Cuando los elementos contaminantes son restos arcillosos o de cales la disminución en la resistencia es mayor que si el árido reciclado incorpora restos de asfaltos o pinturas. (Fe 2012).

La presencia de un tipo u otro de contaminante depende de la procedencia del árido reciclado. El árido reciclado procedente de escombros de hormigón presenta un contenido de impurezas bastante inferior al que incorporan los áridos procedentes de demolición.

Previamente, durante la demolición, se debe evitar que los escombros de hormigón se mezclen con tierra y conseguir que se reduzca al máximo el contenido de otros materiales de construcción no deseados, lo que repercutirá favorablemente en la reducción de tratamientos posteriores.

La eliminación de estas impurezas se puede conseguir utilizando diferentes técnicas dependiendo de la naturaleza de los mismos.

Técnicas para la eliminación de impurezas:

• Pantallas: permiten la separación de los materiales por su tamaño. Para ello, tienen una malla en la superficie de la pantalla a través del cual los materiales pasan debido a la vibración o al pendiente del equipo.

• Clasificación manual: un proceso de selección manual utilizado, principalmente, para rechazar los materiales no deseados (materia orgánica, yeso, etc.) durante el proceso. Permite rechazar los contaminantes de mayor tamaño.

• Cribas: se utiliza para la eliminación de tierra, papel, plástico y otros contaminantes de los residuos para dejar un stock de material pétreo limpio. Mediante el cribado se eliminan las impurezas más pequeñas y se podrán realizar en varias etapas para que resulte más efectiva.

• Ventiladores: utilizado para la eliminación de materiales más ligeros como papel, madera, plástico o cartón a través de medios neumáticos.

• Ciclones: se crea un ciclón de aire que separa, gracias a la centrifugación, los elementos más ligeros como papel, madera, plástico y cartón.

Experiencias en el empleo de áridos reciclados

Países Bajos:

• En 1988 se empleó aproximadamente 500 m3 de hormigón reciclado en la construcción de los estribos de un viaducto en la carretera RW 32 cerca de Meppel. En 1990 se construyó un segundo viaducto en esa misma zona. En este caso se utilizó árido grueso reciclado (en un porcentaje del 20%) para todas las partes de hormigón del viaducto. La cantidad total de hormigón reciclado que se usó fue de 11.000 m3. En las obras de la compuerta del puerto en las proximidades de Almelo (en 1988) se emplearon unas 2.000 t de hormigón reciclado para la construcción de la losa de hormigón bajo el agua. Debido a los buenos resultados obtenidos en la utilización de hormigón reciclado, desde 1991 se exige la utilización de árido de hormigón reciclado en un porcentaje del 20% de la fracción gruesa en todos los proyectos de hormigón, con excepción de las estructuras de hormigón pretensado. (KENAI 2008)

Reino Unido:

• La primera experiencia práctica en la que se utilizó hormigón con áridos reciclados en el Reino Unido se llevó a cabo en Watford en el año 1995 durante la construcción de un bloque de oficinas. Se empleó hormigón triturado procedente de la demolición de un edificio de 12 plantas en el centro de Londres. El árido grueso se utilizó para la construcción de cimentaciones, pilares y forjados.

• Otras aplicaciones se han enfocado hacia la obtención de material pétreo producto de los procesos mismos de construcción y demolición para la producción de concreto. En este sentido, Khalaf y De Venny (2004) en el Reino Unido, se enfocaron a demostrar que el material reciclado de escombros de albañilería, especialmente de la demolición de muros, puede ser utilizado como agregado en la fabricación de concreto. Otros autores han efectuado investigaciones que revelan poca diferencia entre las características físicas del agregado grueso natural y el obtenido con materiales reciclados.

Bélgica:

• Para la ampliación del puerto de Antwerp, se procedió en 1987 a la demolición de varios muros del puerto y la construcción de una compuerta mayor. La demolición se realizó con explosivos, originando unos 80.000 m3 de escombros. Por consideraciones tanto ambientales como económicas se optó por la utilización de los escombros de hormigón para la fabricación de hormigón reciclado. El hormigón producido disponía de suficiente resistencia a compresión (0.035 KN/m2) y retracción aceptable. Para mejorar la trabajabilidad del hormigón se optó por pre saturar los áridos reciclados antes de incorporarlos a la mezcla, corrigiendo así la cantidad de agua añadida. Después de casi 15 años de servicio la estructura no ha presentado problemas de durabilidad. (MARTÍNEZ 2010)

Alemania:

• En Alemania se usó árido reciclado para la construcción de grandes bloques de hormigón como elementos decorativos en el Centro de Exposiciones de Magdeburg (1999). Estos bloques se encuentran en el exterior y en contacto con agua. En este caso, solo se empleó árido grueso reciclado.

• En 1993-1994 se construyó la sede de la Fundación Alemana para el Medioambiente (Deutsche Bundesstiftung Umwelt). Se empleó árido reciclado en la construcción de los elementos estructurales de hormigón, realizándose una estricta selección de los áridos reciclados y exhaustivo control de calidad. Se utilizaron 290 kg/m3 de cemento Portland CEM I 42,5 R; el árido grueso era reciclado (con tamaños comprendidos entre 4 y 32 mm) y el árido fino arena natural. La mezcla contenía además 70 kg/m3 de cenizas volantes y plastificantes. Con un contenido de agua de 201 kg/m3 se consiguió una resistencia cúbica de 35 N/mm2. (KENAI 2008)

Dinamarca:

• Uno de los proyectos más significativos sobre reutilización de escombros de demolición para la fabricación de hormigón ha tenido lugar en Dinamarca. La construcción del "Great Belt Link" una gran red de enlace entre Dinamarca y Suecia, suponía la modificación de la red de carreteras existentes y la demolición de varias estructuras, entre las que se encontraba la demolición de un puente de hormigón armado. En esta demolición se llevaron a cabo distintas investigaciones sobre técnicas de demolición y utilización del hormigón triturado como árido para un nuevo hormigón. Finalmente, los escombros fueron procesados y empleados en la fabricación de hormigón, que se utilizó para la construcción de "La casa reciclada", en Odense (OLSEN, 1997) y las cimentaciones de pantallas acústicas. Esta casa reciclada consiste en un bloque de 14 apartamentos de tres pisos con sótano. (M. MARTÍN-MORALES 2004)

España:

• La construcción de la ciudad Olímpica de Barcelona (MOREL & GALLIAS, 2012). Las construcciones situadas en esta zona fueron demolidas (alcanzando una cantidad aproximada de escombros de 1,5 millones de toneladas), para ello se utilizaron procedimientos selectivos de demolición, realizando in situ una primera eliminación de impurezas. Sólo se trataron materiales inertes como hormigón, piedra, procedentes de la demolición de estructuras, cerramientos y cimentaciones. Otros materiales mezclados o aquellos que contenían impurezas como madera, plásticos o acero se rechazaron. Los materiales reciclados se utilizaron para construir las calles y carreteras de la Ciudad Olímpica y estructuras de escollera en la línea litoral. (MARTÍNEZ 2010).

1. En España, Huete y Blandón (2004) se avocaron a la caracterización de material reciclado de residuos cerámicos de construcción, determinando que el material granular obtenido es apto para distintas aplicaciones en la industria de la construcción como sub-bases de carreteras, firmes de grava-cemento y áridos para empedrados y engravillados.

Cuba:

• En Cuba, aunque se han hecho intentos por recuperar los hormigones con el fin de utilizarlos como áridos reciclados, según la experiencia de la Oficina del Historiador de La Habana, éstos son casos aislados y se continúan llevando a cabo trabajos de investigación donde se estudian los residuos de nuestro país. La utilización de árido reciclado será cada vez más habitual en el campo de la construcción, en ámbitos muy variados como son la construcción de explanaciones (terraplenes y rellenos), capas de firmes de carreteras, o en la fabricación de hormigón. Los destinos de estos materiales reciclados dependerán de la naturaleza o composición mayoritaria de los residuos. Así, mientras que para explanaciones se suelen utilizar materiales procedentes tanto de residuos mixtos, como de asfalto, de hormigón o mezclas de estos, para otras aplicaciones más restrictivas, como la fabricación de hormigón, los materiales reciclados suelen proceder de residuos de hormigón o en algunos casos de mezcla de residuos de hormigón.

Normativas de áridos reciclados

A pesar de que se están llevando a cabo diversas acciones en el ámbito tanto de la investigación como de la experimentación de los usos de áridos reciclados en obra civil, se han realizado proyectos con grandes esfuerzos de coordinación y recopilación de experiencias e investigaciones, y de experimentación directa, orientada a proponer recomendaciones técnicas y directrices de uso y aplicación específicamente elaboradas para los áridos reciclados procedentes de RCD.

Nuestro país está limitado de una normativa que incluya las restricciones de los áridos reciclados producto a la escases y gran demanda de áridos naturales necesitados en la construcción.

1.9.1. Ejemplos de normativas europeas.

EUROPA:

NORMA UNE-EN 13242:2003+A1:2008. Áridos para capas granulares y capas tratadas con conglomerantes hidráulicos para uso en capas estructurales de firmes.

• Especifica las propiedades de los áridos obtenidos por tratamiento de materiales naturales, artificiales y reciclados, para materiales tratados con conglomerantes hidráulicos y no tratados, empleados en obras de ingeniería civil y construcción de carreteras. Establece la metodología de evaluación de la conformidad para los productos, y una serie de categorías para cada propiedad especificada.

HOLANDA: