Estimación de generación y composición de residuos de construcción en la ciudad de Villavicencio.

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1 Estimación de generación y composición de residuos de construcción en la ciudad de Villavicencio. Agudelo Varela. Mateo. ingcivilmateo@gmail.com. Profesor asociado, Facultad de ingeniería civil. Universidad Santo Tomas, Villavicencio Rodríguez Miranda. Juan Pablo. jprodriguezm@udistrital.edu.co. Profesor asociado, Facultad del Medio Ambiente y Recursos Naturales. Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá. (Recibido: 25 de Junio de 2014; Aprobado: 04 de Julio de 2014) Resumen La metodología para estimar la cantidad y la composición de residuos de construcción en la ciudad de Villavicencio se centro en la medición directa en seis obras, tres destinadas a uso residencial y tres a uso comercial. Todos los residuos producidos en cada etapa de ejecución de las obras fueron medidos en volumen y a partir de la toma de muestras representativas se clasificaron y pesaron, obteniendo factores de generación en metro cubico de residuos de construcción por metro cuadro construido de 0,144 para uso residencial y 0,080 para uso comercial. Estimando de esta manera una producción en 2013 de m 3 de residuos de construcción para la ciudad de Villavicencio provenientes de las obras que contaron con licencia de construcción. Estos y otros resultados generados aportan información de base para la toma de decisiones en cuanto al manejo adecuado de los residuos de construcción en la ciudad. Palabras clave Composición, generación, residuos de construcción, Villavicencio. Abstract Methodology for estimating the amount and composition of construction waste in Villavicencio center on direct measurement in six buildings, three for residential and three commercial use. All waste produced at each stage of execution of the works were measured by volume and from taking representative samples were sorted and weighed obtaining generation factors in cubic meter of construction waste per square meter built 0,144 0,080 for residential use and for commercial use. Believing thus a production in 2013 of 6,699 m3 of construction waste for Villavicencio from the works that counted with building let. These and other information generated results offer a basis for making decisions about the proper handling of the construction waste in the city. Keywords Composition, generation, construction waste, Villavicencio. I. INTRODUCCIÓN La construcción de obras civiles tiene como uno de sus propósitos satisfacer necesidades básicas de la población acondicionando el entorno y mejorando notablemente la calidad de vida. A pesar de ello dicho beneficio se ve opacado por el pasivo ambiental que surge del manejo inadecuado de los residuos generados en las diferentes etapas del proceso, partiendo desde la generación de materiales de construcción hasta la ejecución misma de la obra. Siendo esta última el eje central de esta investigación debido a los residuos sólidos que surgen de la ejecución de las actividades que la componen. Los residuos de construcción (RC) requieren un manejo diferente al de los residuos solidos domiciliarios debido a sus componentes, por tal motivo es indispensable para un manejo adecuado de los RC tanto estimar su cantidad de generación como su composición. 1

2 Uno de los aspectos importantes dentro del manejo adecuado de los RC es el marco normativo. Desde la aparición de la resolución 541 de diciembre 14 de 1994 en el territorio nacional se regula el acopio temporal, transporte y depósito final de los escombros. Desde aquel entonces y hasta la fecha los esfuerzos realizados en la materia por los diferentes entes territoriales del país apuntan a legislar conforme a las características particulares de cada ciudad. No obstante pasados 19 años, desde la puesta en vigencia del decreto 541 de 1994, la ciudad de Villavicencio no contó con un sitio de disposición final autorizado por la autoridad ambiental competente para los RC generados en la ciudad. Fue hasta el primero de mayo de 2014 que la empresa Bioagricola del Llano inicia la prestación del servicio de disposición final de residuos de construcción y demolición (RCD). Cabe resaltar que son contadas las ciudades que presentan resultados concretos en lo referente al manejo de escombros, las más adelantadas Bogotá, Cali y Medellín. Así mismo debido al crecimiento poblacional, a la expansión urbana y a la baja cultura de los agentes generadores, los entes de seguimiento y control, y la comunidad en general hacia el manejo de los RC generados en la ciudad de Villavicencio, se evidencia una problemática que radica en que estos residuos no son clasificados adecuadamente en el sitio de generación, son transportados en vehículos que no cumplen lo establecido por la normatividad ambiental y adicionalmente son depositados inadecuadamente en lotes baldíos, orillas de cuerpos de agua y espacio público principalmente, originando aumento en el material particulado, contaminación visual, invasión del espacio público y alteraciones en el suelo. En esa misma vía se busca con la presente investigación aportar información que permita estimar la cantidad y tipo de RC que se generan actualmente en la ciudad, apoyando directamente el proceso de formulación de estrategias de manejo adecuado de los escombros que requiere la ciudad de Villavicencio. II. METODOLOGÍA En el presente articulo la cuantificación y clasificación de los escombros generados en la ciudad de Villavicencio se realizó a partir de la medición directa de los RC generados en las obras con mayor representación en la ciudad. Con el fin de identificar las obras mas representativas se partió de la información administrada por el DANE del área aprobada en metros cuadrados según destino entre enero 2007 a diciembre 2013 para la ciudad de Villavicencio, identificando los dos usos mas representativos que se le dan a las construcciones licenciadas en la ciudad. A partir de este punto y conforme al método en investigación cuantitativa, triangulación, se seleccionan tres obras de cada uso identificado en el paso anterior para la toma de las muestras. La triangulación usa varios métodos (tanto cualitativos como cuantitativos), fuentes de datos, teorías, investigadores o ambientes de estudio de un fenómeno, permitiendo aumentar la fortaleza y calidad de un estudio cualitativo (okuda, 2

3 2005). El número de muestras en cada obra se realizó conforme a Triola (2009), la estimación de la muestra cuando se desconoce la población puede calcularse a partir de la siguiente ecuación: Las muestras se toman directamente del acopio temporal para los RC de cada obra de manera aleatoria, utilizando un balde convencional de construcción y una báscula para pesarlas, la clasificación se hace manualmente y con ayuda de un tamiz de 5 mm, separando los materiales encontrados en seis grupos, Agregado grueso, agregado fino, mampostería, concreto, acero y otros. Seguido se pesa cada grupo de material para determinar el porcentaje de contenido en peso de cada uno de ellos en la muestra. El proceso se repite de manera sistemática en cada obra con el fin de determinar un factor de generación de RC por metro cuadrado construido y la composición de los RC, la ecuación aplicada para calcular el peso de los residuos es: III. RESULTADOS Cuando se aplicó la metodología descrita anteriormente se obtuvieron como resultado factores de 0,144 m3 de RC por cada m2 construido para uso residencial y 0,080 m3/m2 para uso comercial. La obtención de estos resultados surgió a partir de: A. Selección de obras. Examinando la información publicada por el DANE (2014), y con base en los registros de los últimos siete años en cuanto a los metros cuadrados licenciados para la ciudad de Villavicencio se identifico; los metros cuadrados de los dos usos mas representativos que se le dan a las construcciones licenciadas en la ciudad, estos son residenciales y comerciales con un porcentaje del 79,76% y 6,99% respectivamente como puede verse en la Figura 1. La Figura 2 muestra la totalidad de metros cuadrados licenciados por año para la ciudad de Villavicencio, la Figura 3 el discriminado para vivienda y otros usos. 3

4 FIGURA 1. LICENCIAS SEGÚN USO EN VILLAVICENCIO 2007 A 2013 Fuente: DANE, 2014 Autor del proyecto FIGURA 2. M 2 LICENCIADOS EN VILLAVICENCIO 2007 A Fuente: DANE, 2014 Autor del proyecto FIGURA 3. M2 LICENCIADOS PARA VIVIENDA EN VILLAVICENCIO 2007 A Fuente: DANE, Autor del proyecto 4

5 Conforme a lo anterior y de acuerdo a una selección aleatoria se identificaron seis obras, tres destinadas a vivienda y tres a uso comercial, la toma de muestras se realizó durante el mismo periodo de ejecución de las obras seleccionadas, entre enero y julio de Para las cuales se evaluaron lo RC generados, se clasificaron y se estimó el factor de generación. Las obras seleccionas corresponden a las indicadas en la Tabla 1. B. Proceso. TABLA 1. OBRAS SELECCIONADAS Ítem. Tipo Área (m 2 ) Dirección a Vivienda 198,44 Carrera 47 # b Vivienda 189,62 Calle 13 # c Vivienda 186,67 Carrera 36 # 14ª-16 d Comercial 420 Carrera 29 # e Comercial 1186,90 Calle 37 # 29-54/64 f Comercial 776,44 Carrera 28 con calle 26 Fuente: Autor del proyecto. Como se ha visto en la parte II, el proceso para la toma de muestras conlleva diferentes pasos, estos se reflejan en las Fotografías 1 a la 5. FOTO 1. PESO DEL BALDE VACÍO FOTO 2. TOMA DE LA MUESTRA FOTO 3. PESO MUESTRA TOTAL FOTO 4. CLASIFICACIÓN FOTO 5. PESO DE CADA COMPONENTE 5

6 C. Muestras. Las muestras tomadas bajo lo establecido en la metodología arrojaron los siguientes resultados para cada una de las obras seleccionadas, el la Tabla 2 se muestra el factor de generación de RC. TABLA 2. FACTOR DE GENERACIÓN DE RC Ítem. Tipo Área (m 2 ) Factor (m 3 /m 2 ) a Vivienda 198,44 0,151 b Vivienda 189,62 0,137 c Vivienda 186,67 0,144 d Comercial 420 0,086 e Comercial 1186,90 0,076 f Comercial 776,44 0,077 Fuente: Autor del proyecto. De acuerdo al promedio de los resultados obtenidos se puede estimar que en la ciudad de Villavicencio el factor de generación de los RC es de 0,144 m 3 de RC por cada m 2 construido para uso residencial y 0,080 m 3 para uso comercial por cada m 2 construido. A partir de esto puede estimarse la generación de los RC en la ciudad de Villavicencio conforme a la información de los metros cuadrados licenciados según lo muestra la Grafica 4. FIGURA 4. ESTIMADO DE M3 DE RC USO EN VILLAVICENCIO 2007 A 2013 Fuente: Autor del proyecto Concomitantemente a lo anterior y de acuerdo a la separación de los componentes de los RC realizada en cada una de las obras seleccionadas, se obtuvieron resultados que se ven reflejados en la Figura 5. 6

7 FIGURA 5. COMPOSICIÓN DE LO RC FUENTE: Autor del proyecto. C. Discusión. A partir de lo expuesto por diferentes autores en cuanto al tema de residuos de construcción y demolición (RCD) se encuentran similitudes que aplican al caso expuesto, como lo es la gran variabilidad en su composición (Natalini, 2000; Xuan,2012) que refleja el origen de los residuos de construcción (Hoffmann, Schubert, 7

8 Leemann, Motavalli, 2012). Por ejemplo, la demolición frente a la construcción, residencial frente a comercial, por tanto, la variabilidad en la actividad de la construcción regional y técnicas puede resultar en diferencias de composición dramática entre diferentes áreas geográficas (Cochran, 2007), en general, los RC se componen de concreto, asfalto, ladrillos y materiales cerámicos (Xing, Fraaij, Pietersen, Rem, Van, 2004). Al respecto conviene presentar la siguiente clasificación de los RC respecto a la actividad SEMAGEM (2008), la cual presenta alta concordancia con lo encontrado en la presente investigación. TABLA 3. CLASIFICACIÓN DE LOS RESIDUOS DE LA CONSTRUCCIÓN DE ACUERDO A LA ACTIVIDAD. Actividad Demolición Excavación Construcción, mantenimiento y remodelación Residuos sólidos urbanos Tipo de residuos Concreto armado, Concreto asfáltico, Mampostería, Ladrillo, Yeso, Tejas, Adobe, Hormigón, Cerámicos. Tierras, Rocas, Materiales arcillosos, Lodos de excavación Prefabricados arcillosos (tabique, ladrillo, bloques), Concreto Mortero, Yeso, Cal, Mampostería, Cerámicos. Vidrio, Cartón, Plástico, Metales (fierro, hierro, aluminio), Papel, Madera, Poda y derribo de arboles, alimentos, residuos depósitos en el predio. Fuente: SEMAGEM, 2008 Sin embargo la composición porcentual de los escombros, por residuos de concreto, asfalto, bloques, arenas, gravas, ladrillo, tierra y barro, representan todos estos hasta en un 50% o más. Otro 20% a 30% suele ser madera y productos afines, como formaletas, marcos y tablas; y el restante 20% a 30% de desperdicios son misceláneos, como metales, vidrios, asbestos, materiales de aislamiento, tuberías, aluminio y partes eléctricas (UICN, 2011). Por otro lado el MMA (1995) indica que el escombro está compuesto por un 20% de hormigón, un 50% de material de albañilería (cerámico, escayolas, etc.), un 10% de asfalto y un 20% de otros elementos como maderas. Así mismo Sandler (2003) indica que el contenido de concreto y mixtos varía del 40 al 50%, Hyder (2011) que el ladrillo corresponde a un 8% y la European Commission (2011) que la madera oscila del 2 al 4%. Por otro lado en cuanto al factor de generación, en España se estima para los nuevos edificios un volumen de residuos de construcción, sin tierra, de 0,125 m3/m2 construido, y en demoliciones un volumen de 0,732 a 0,874 m3/m2 demolido, el MMAE (2006) estima que por cada m2 construidos se genera como residuo 15 m3 de estructura, 55 m3 de cerramientos y 50 m3 de acabados, por otro lado D Appolonia (1999) indica que por cada m2 de construcción nueva se generan alrededor de 0.15m3 de residuos. Fernández (2011) indica que por cada m2 construido, se genera 1.42 m3 de escombros, constante establecida según estudio "Frecuencia de recolección de escombros" desarrollado por la Cámara de Comercio de Bogotá en el año 1994, mientras Muñoz (2011) estimó un índice de generación de residuos de 0,14m3/m2 construido. D. Recomendaciones. 8

9 Toda vez que el factor de generación y la cantidad de RC estimados en la presente investigación se realizó para edificaciones de uso comercial y residencial licenciados no se contemplaron criterios que pueden generar variaciones en los resultados obtenidos. Por ello se recomienda para próximos avances en la materia en la ciudad de Villavicencio; estimar el factor de generación teniendo en cuenta el estrato socio económico, identificar las variaciones en el factor conforme a los diferentes procesos constructivos industrializados que vienen ejecutando las obras de grandes superficies, estimar la construcción ilegal para ser tenida en cuenta en la cantidad de RC generados por año en la ciudad así como el aporte proveniente de las remodelaciones a los RC. IV. CONCLUSIONES Las edificaciones destinadas a uso residencial en la ciudad de Villavicencio generan un estimado de 0,144 m3 de RC por cada m2 construido y 0,080 m3/m2 para uso comercial. Los principales componentes de los RC de las obras destinadas a uso residencial y comercial en la ciudad de Villavicencio son; agregado fino, agregado grueso, concreto y mampostería, todo ello representa alrededor del 70% del total de los RC. Para el año 2013 en la ciudad de Villavicencio se generaron aproximadamente m 3 de RC provenientes de las obras licenciadas, sin embargo dicha cifra no contiene los residuos generados de adecuaciones viales, espacio publico, obras informales, demoliciones, remodelaciones y demás adecuaciones que no requieran licencia de construcción. V. REFERENCIAS Cochran Kimberly, Townsend Timothy, Reinhart Debra, Heck Howell, (2007). Estimation of regional building-related C&D debris generation and composition: Case study for Florida, US. En: Waste Management, vol. 27, pp D Appolonia; (1999). Informe preliminar Manejo integral de escombros y residuos de construcción. Washington, D.C. Banco Interamericano de Desarrollo. European Commission (DG ENV), ARCADIS, IEEP; (2011). Final Report Task-2. Management of CDW. Paris. UE Fernández Layton Sara, (2011). Guía metodológica para la reutilización del material de demolición de concreto en obras VIALES. En: df. (Octubre 2013). 9

10 Hoffmann Cathleen, Schubert Sandy, Leemann Andreas, Motavalli Masoud, (2012). Recycled concrete and mixed rubble as aggregates: Influence of variations in composition on the concrete properties and their use as structural material. En: Construction and Building Materials, Vol. 35, pp Hyder Consulting, Encycle Consulting & Sustainable Resource Solutions; (2011). Construction and demolition waste - status report management of construction and demolition waste in Australia. Melbourne. Department of sustainability, environment, water, population and communities. MMA -Ministerio del Medio Ambiente; (1995). Guía técnica para el manejo de escombros en las obras de construcción, Unidad de Soporte para el control de la contaminación industrial, Bogotá, Ministerio del Medio Ambiente. MMAE - Ministerio de Medio Ambiente Español; (2001). BOE 166 Plan Nacional de Residuos de Construcción y Demolición , Madrid. Ministerio de Medio Ambiente. Muñoz Alvear Edmundo, Fabres Jara Andrés, Cárdenas Ramírez Juan Pablo, (2011). Residuos sólidos del proceso de construcción de viviendas en Chile - cuantificación, caracterización y establecimiento de indicadores. En: (Noviembre 2013). Natalini Mario B., Klees Delia R., Tirner Jirina, (2000). Reciclaje y reutilización de materiales residuales de construcción y demolición. En: Okuda, B.M. y Gomez, R.C. (2005). Métodos en investigación cualitativa: triangulación. Revista Colombiana de Psiquiatría, 34, SEMAGEM - Secretaria del Medio Ambiente del Estado de México, (2008). Anteproyecto de Norma Técnica Ambiental Estatal para el Manejo de Residuos de la Construcción del Estado de México. México. Sandler Ken, (2003). Analyzing What's Recyclable in C&D Debris. En BioCycle, vol. 44, p Triola, M.F. (2009) Estadística (10ma edición). México. Pearson educación. UICN - Oficina Regional para Mesoamérica y la Iniciativa Caribe, (2011). Guía de manejo de escombros y otros residuos de la construcción. Costa Rica. Holcim. Xing WH, Fraaij A., Pietersen H., Rem P., Van Dijk K., (2004). The quality improvement of stony construction and demolition waste (CDW). En: J Wuhan Univ Technol Mater Sci. Vol 19 (3), pp

11 Xuan D. X., Houben L. J. M, Molenaar A. A. A., Shui Z. H., (2012) Mixture optimization of cement treated demolition waste with recycled masonry and concrete. En: Materials and Structures, vol. 45, pp