Eco-eficiencia en la cadena productiva de construcción de una vivienda prototipo
Enviado por Miguel Sánchez
- Resumen
- Introducción
- Desarrollo
- Resultados después de aplicado el procedimiento presentado
- Conclusiones
- Bibliografía
Resumen
El presente trabajo aplica el procedimiento metodológico de (Cancio D, 2014) para evaluar la eco-eficiencia de la cadena productiva de construcción de una vivienda prototipo, ubicada en la provincia de Sancti Spíritus. Para ello se han sometido a evaluación comparada dos escenarios posibles; el primero (real): utiliza los cementos P-35 y PP-25 y el segundo (supuesto) sustituye las cantidades del primero por cemento de bajo carbono. La investigación contiene los fundamentos conceptuales relacionados con la eco-eficiencia como herramienta de gestión, los eco-materiales y la cadena productiva. Se caracteriza de manera general el sistema constructivo empleado y los entes tecno-económicos de la cadena productiva asociada a dicha construcción; de forma tal que el relevamiento de toda la información contribuya al resultado final de la eco-eficiencia. Con la aplicación del procedimiento se obtuvieron resultados positivos; ya que la posible sustitución de un cemento por otro, produjo una disminución en los costos de 8,25% y de las emisiones de 27,3%, provocando un aumento en la eco-eficiencia de un 49,9%.
El mundo de finales del Siglo XX y principios del Siglo XXI se ha caracterizado en granmedida por las secuelas del llamado desarrollo moderno al estilo occidental. Entre las prioridades más acuciantes está la de garantizar condiciones adecuadas de hábitat para cada ser humano, problema con soluciones cada vez más alejadas del bolsillo de las amplias mayorías con bajos niveles de ingresos.
La industria de la construcción ocupa un lugar importante y un papel decisivo en los procesos transformativos a escala del sistema de relaciones socioeconómicas. En dicho sistema, el hormigón constituye un material de crucial importancia, por constituir el compuesto fundamental de cualquier sistema constructivo, teniendo en cuenta que este material es el segundo más utilizado por el hombre después del agua. De acuerdo con (Flatt R and Cheeseman, 2012)el hormigón es el material de mayor volumen de uso en todo el mundo y actualmente es irremplazable para un gran número de aplicaciones infraestructurales.
Conscientes de la importancia de minimizar la afección provocada por las construcciones al medio ambiente, para poder así preservarlo, y que futuras generaciones puedan sacar provecho de sus recursos; se hace necesario, recurrir a la utilización de materiales alternativos de la construcción. Suplir la falta de viviendas de la isla, fue el propósito que se plantearon -en la década del 90 – investigadores de la Facultad de Construcciones de la UCLV cuando crearon el Centro de Investigación y Desarrollo de Estructuras y Materiales (CIDEM). Entre estos materiales alternativos se encuentra el conocido por la comunidad científica mundial como cemento de bajo carbono (CBC) o LC3 (Calcined Clay Cement).
Teniendo en cuenta ello el objetivo general propone: evaluar la eco-eficiencia en la cadena productiva de una vivienda prototipo de Sancti Spíritus bajo el presupuesto de reemplazo del cemento tradicional por el cemento de bajo carbono.
La eco-eficiencia es una cultura administrativa que guía al estado a asumir su responsabilidad con la sociedad, y lo motiva para que sus acciones sean más competitivas, adaptando y readecuando las gestiones existentes a las necesidades del mercado y del ambiente, y de esa forma consolidar niveles más altos de desarrollo económico, social y ambiental (Pulgar V, 2013).
La primera definición: "La eco-eficiencia se obtiene por medio del suministro de bienes y servicios a precios competitivos, que satisfagan las necesidades humanas y proporcionen calidad de vida, mientras progresivamente reducen los impactos ecológicos y el consumo de recursos a lo largo de su ciclo de vida, por lo menos hasta un nivel acorde con la capacidad de carga estimada de la Tierra"(WBCSD., 2000).
Para medir e instrumentar la eco-eficiencia se cuenta con la Norma(ISO) Gestión medioambiental. Evaluación de la eco-eficiencia de sistemas productivos. Principios, requerimientos y directrices. La norma establece un marco internacional de referencia a través de un procedimiento para su evaluación en cualquier sistema-producto; de ello se deriva presenta un carácter general.
Fomentar la eco-eficiencia es un gran reto para los especialistas de todas las áreas de la empresa, porque en cualquiera de ellas se pueden encontrar o identificar oportunidades eco-eficientes. Estas oportunidades no solo se reducen a los límites internos de la organización, en ellas se involucran otras entidades y actividades relacionadas a lo largo de la cadena productiva. Es por ello que el estudio de las cadenas productivas reviste gran importancia en este contexto.
(Cancio D, 2014), plantea que existe una gran analogía conceptual entre la cadena productiva y el ciclo de vida de un producto. Este último rebasa las fronteras témporo-espaciales del primero, toda vez que considera la durabilidad del producto y su reciclabilidad. De manera que un análisis de eco-eficiencia implica el estudio riguroso de las relaciones técnico-económicas que se producen en toda la cadena productiva, indagando en las actuales y potenciales reservas de eficiencia económica y ambiental.
Utilizando los eco-materiales se lleva a la práctica la eco-eficiencia. El término eco-materiales fue creado por Eco-Sur en 1991 para denominar los materiales viables económica y ecológicamente. Los eco-materiales promueven el uso de tecnologías tradicionales utilizando materiales locales, pero también nuevas interpretaciones y desarrollos. Sin embargo, a veces es difícil encontrar métodos y costumbres tradicionales en los lugares, ya que la propaganda para productos industriales ha marginado muchas soluciones populares(Benítez and Iglesias, 2013).
El cemento de bajo carbono LC3, eco-material en estudio, es un tipo de cemento mezclado capaz de sustituir hasta un 40% del clínquer (uno de los componentes más costosos) del cemento Portland ordinario (CPO) por el material cementicio suplementario (MCS) llamado metacaolín (MK). El metacaolín se obtiene de la calcinación de la arcilla caolinítica a una temperatura de entre 650-800°C. Este material en proporción del 30%, combinado en la molienda con un 48% de clínquer, 7% de yeso y un 15% de carbonato de calcio como relleno, produce el nuevo tipo de cemento más ecológico y económico.
Procedimiento metodológico aplicado
En la presente investigación se aplicó un procedimiento para evaluar la eco-eficiencia en la cadena productiva de construcción de una vivienda. Su síntesis queda contenida en el diagrama de la figura 1.1. El procedimiento fue desarrollado por (Cancio D, 2014), y es contentivo de las mejores experiencias en el ámbito internacional, tomando como referencias la Norma (ISO, 14045: 2012). Gestión medioambiental: Evaluación de eco-eficiencia de un sistema productivo. Principios, requerimientos y directrices; así como toda la serie de Normas (ISO, 14040: 1997) hasta la 14 049, relacionadas con el Análisis de Ciclo de Vida de productos-sistema.
Dicho procedimiento tiene como objetivo: Diseñar un instrumento metodológico para realizar evaluaciones de eco-eficiencia en edificaciones cubanas.
El objeto de estudio práctico de la investigación lo constituye la vivienda ubicada en Carlos Roloff No.16 Reparto La Bolera. La construcción fue ejecutada utilizando el método de albañilería tradicional y se circunscribe en la tipología de vivienda Nro. 1, de acuerdo con las especificaciones contenidas en la Norma Cubana 50-03/1984.
Para la evaluación de eco-eficiencia y con ello la aplicación del procedimiento, se hizo necesario hacer un estudio detallado de la cadena productiva asociada a la construcción de la vivienda. Se tuvieron en cuenta el origen y el trayecto de todos los materiales que componen la cimentación, albañilería y estructura y cubierta de la vivienda; asumiendo elementos que contiene el hormigón, con la excepción del acero.
La figura 2.2 muestra el mapeo de la cadena productiva objeto de estudio.
Figura 1.2. Diagrama de cadena productiva de la obra
Fuente: Elaboración propia
La cadena productiva se resume en el párrafo a continuación:
1. La Obra fue construida por la ECM SS, Brigada Constructora #1
2. Cemento: Fábrica de Cemento de Siguaney (PP-25 y P-35 a granel) y Almacén la Sierrita de UCT Escambray (P-35 en bolsa de 42,5kg).
3. Bloques de 10 y 20 cm Centro Bloques Cubanos de UEB Hormigón de EMCOS.
4. Cal: Empresa de Materiales del Poder Popular Sancti Spíritus.
5. Arena cernida: Arenera San Andrés, arena lavada: Arenera de Algaba, gravilla y piedra: cantera Nieves Morejón; UEB Cantera EMCOS.
6. Losas prefabricadas para la cubierta: Unidad Producción Industrial de ECM SS.
7. La Unidad de Transporte de ECM SS: servicio de transportación.
Resultados después de aplicado el procedimiento presentado
Se sometieron a proceso de evaluación dos escenarios posibles, el primero: usando cemento PP-25 y P-35, (que es el cemento que tradicionalmente se utiliza), en la construcción de la obra y el segundo: presupone la sustitución de este cemento por el cemento de bajo carbono SIG –B45, considerando que este tipo de cemento ecológico aún se encuentra en fase de prueba.
Para calcular las cantidades totales de materiales no solo se tuvo en cuenta el cemento, el árido, la cal y el agua que se utilizó a pie de obra, también se conservaron los datos de los materiales que se usaron para la fabricación de las losas prefabricadas, los bloques y el hormigón que fue necesario en la obra.
El costo de la vivienda asociado al escenario 1 se calcula con el costo de la cantidad total del cemento PP-25 y P-35 y con el costo de los demás materiales ya descritos. El escenario 2 presupone que la cantidad de cemento utilizado en el primer contexto se sustituya por cemento LC3 o cemento de bajo carbono, para calcular el costo del mismo. El costo de las demás magnitudes se mantienen constantes para este último; proporcionando el análisis más real. Los datos de costos de cemento fueron proporcionados por Sánchez (2015) y no por los datos que tiene la empresa constructora con respecto a esto.
La tabla 1.1 presentada contiene el costo total por materiales a partir del precio unitario y el volumen total de los mismos; teniendo en cuenta el escenario 1 donde se utilizó cemento PP-25 y P-35 y el 2 donde se utilizó LC3. El costo de la vivienda atendiendo al primero está por encima del costo del segundo con una diferencia porcentual de 8,25% debido a la diferencia del precio del cemento.
La tabla 1.2 presenta el consumo total de combustible (diesel) por la transportación de cada unidad funcional considerada.
Atendiendo a la tabla anterior la mayor parte de gasto de combustible por concepto de transportación se le debe a los áridos, fundamentalmente a la arena lavada utilizada en la obra, es originaria de la Arenera de Algaba, del poblado de Condado, Trinidad; a una distancia de 65 km. Ello representa el 79,49% del total excluyendo aquí el análisis de la transportación del cemento.
Cálculo de las emisiones
El resumen de las emisiones generadas por las diferentes fuentes emisoras en los distintos nodos de la cadena productiva es presentado en la tabla 1.4. Las emisiones del cemento fueron también calculadas por Sánchez (2015) y como se observa, el mayor valor de kg de CO2 es generado por la fabricación del cemento en ambos escenarios aunque el dos un poco menos.
Determinación de los indicadores de Eco-eficiencia
Para el cálculo del indicador de eco-eficiencia se utilizó el método del inverso del costo. Eco-eficiencia se determina
La tabla anterior reportó que: el costo de la vivienda del escenario 2 con respecto al escenario 1 tuvo una variación descendente, de un 8,25% aproximadamente, las emisiones también variaron de esta forma pero en un 27,32%; ello conjuntamente proporciona el incremento de la eco-eficiencia en un 49,96% aproximadamente.
1. Los eco-materiales y con ello el cemento de bajo carbono constituyen una forma de introducir la eco-eficiencia en el sector cubano de la construcción; como forma alternativa e innovadora que al mismo tiempo busque reducir las emisiones contaminantes y los costos de producción.
2. La productividad y eficiencia de la producción de cemento, bloques, áridos y otros materiales intermedios determinan conjuntamente la eficiencia económica del producto final (la vivienda): en ello radica justamente el concepto de encadenamiento productivo. Dicho enfoque resulta la base analítica para demostrar la eco-eficiencia a lo largo de todo el circuito económico.
3. En el análisis de comparación entre los escenarios propuestos, se evidencia la superioridad técnica, económica y ambiental del cemento de bajo carbono sobre el cemento tradicional; produciéndose una disminución de los costos de 8,25% y de las emisiones de 27,3% y un aumento de la eco-eficiencia en un 49,9%.
BENÍTEZ, A. & IGLESIAS, S. M. 2013. El uso de los eco-materiales y residuos para la producción de materiales de la construcción.
CANCIO D, Y. 2014. Propuesta de procedimiento para la evaluación de eco-eficiencia en aplicaciones a sistemas constructivos cubanos. Esbozo de ponencia para la IX Conferencia Internacional de Ciencias Empresariales (CICE-2014).
FLATT R, N. & CHEESEMAN, C. 2012. Concrete: an eco material that needs to be improved.
ISO 14040: 1997. Gestión Ambiental-Análisis de Ciclo de Vida-Principios y Marco de referencia.
ISO 14045: 2012. Environmental management-Eco-efficiency assessment of product systems-Principles, requirements and guidelines.
LEHNI, M. 2000. La eco-eficiencia creando más valor con menos impacto.
MARTIRENA H, J. F. 2013. Cemento Ternario en base a arcilla calcinada, carbonato y clínquer.
PULGAR V, M. 2013. Instituciones Públicas Eco-eficientes. Informe Anual Perú.
SÁNCHEZ, S. 2015. Economic and environmental impacts of LC3. Specific case of Cuba. PPT Presentation on LC3 International Meeting. Zurich, Switzerland. May, 2015.
WBCSD. 2000. Creando más valor con menos impacto.
Autor:
MSc. Miguel de la Caridad Sánchez Valera
Universidad de Sancti Spíritus "José Martí Pérez". Profesor Auxiliar
MSc. Milvia Saucedo Bernal
Universidad de Sancti Spíritus "José Martí Pérez". Profesora Asistente
Lic. Dailén Abreu Rodríguez
Universidad de Sancti Spíritus "José Martí Pérez". Adiestrada
MSc. Yudiesky Cancio Díaz
Universidad Central "Marta Abreu" de las Villa. Profesor Auxiliar