Mühlmann_De Schiller_Evans_Construccion+Salud+Ambiente_Materiales sanos para un hábitat sustentable

AVANCES EN LA INVESTIGACIÓN DE HORMIGONES CON PAPELES RECUPERADOS Y FIBRAS NATURALES

Directora: Caruso, Susana Inés
(CEP ATAE UBA FADU)
arqas1@yahoo.com.ar

Tutora: Yajnes, Marta Edith (Directora UBACyT GEF 20020130200132BA)
(CEP ATAE UBA FADU)
meyarch@gmail.com

Unidad de Investigación: Tecnología en Relación Proyectual

Resumen
Las técnicas constructivas tradicionales han naturalizado a través de los años el uso de materiales dotados de una gran carga energética.
El empleo de ladrillos, hierro, acero, cemento, hormigón, se tradujo, en el mejor de los casos, en edificios durables y sanos desde el punto de vista estructural, aunque no siempre desde la perspectiva del uso de los recursos y el ahorro de energía. Una mirada abarcativa que tome en cuenta todas las variables de la sustentabilidad, se presenta como indispensable para alcanzar la meta del equilibrio.
Cada vez con más frecuencia surgen investigaciones y patentes relacionadas a la fabricación de materiales con subproductos de procesos industriales no tóxicos, papeles no reciclados habitualmente, restos de cultivos o cultivos ad hoc realizados con métodos innovadores.
En el caso de las fibras vegetales, estas pueden utilizarse como materia prima con criterios de sustentabilidad siempre que se empleen desechos de cultivos y podas. Si se diera el caso de dedicar plantaciones específicamente a obtener materia prima, es condición necesaria que compitan mínimamente por el suelo y el agua necesarios para la agricultura tradicional proveedora de alimentos, valiéndose por ejemplo de torres de cultivo, aprovechando suelos degradados o superficies usualmente no cultivables.
La importancia de estos desarrollos que planteamos es que constituyen una respuesta integral como proceso productivo al considerar el ciclo de la cuna a la cuna con una segunda vida a los residuos, mientras que la búsqueda de productos de bajo peso contribuye tanto a la reducción de carga sobre suelos y estructuras como a la facilidad de manipulación en fábrica y montaje y la disminución del efecto de traslados en consumo de combustible.
Desde nuestro lugar, buscamos en esta instancia de la investigación, hacer foco en los ensayos realizados sobre el tema en instituciones y empresas a nivel nacional e internacional, a fin de compararlos con los llevados a cabo hasta el momento en este Proyecto, para avanzar ajustando fórmulas, procedimientos y métodos.
En el Centro al que pertenecemos consideramos la investigación en materiales sustentables como una posibilidad de abrir caminos alternativos, reformular conceptos, desenseñar antiguas maneras y enseñar a las actuales generaciones nuevas tecnologías para viejas formas. Sin perder nunca de vista la misión social de crear programas participativos e inclusivos, con criterios de desmercantilización, tratando de propiciar la participación de los municipios como adoptantes y promotores de estos nuevos desarrollos.

Palabras Clave: ahorro de energía, subproductos industriales, papeles no reciclados habitualmente, fibras naturales

Estado de la cuestión

Se está realizando un relevamiento de los adelantos a nivel nacional e internacional tendiente a la elaboración de una base teórica y protocolar para la fabricación y ensayo en Argentina, de materiales constructivos sustentables con papel cemento y fibras naturales autóctonas.
Hay algunos casos ya mencionados en papers anteriores de esta investigación a escala local, aunque no se aprecian grandes avances aún en nuestro país.
Por el momento se investigó en distintos sitios académicos de Internet para conocer dichos avances y de este modo poder obtener conocimientos, realizar comparaciones y sacar conclusiones valiosas para este trabajo en curso, en la búsqueda de nuevos aditivos con carácter sustentable que permitan mejorar las propiedades de las mezclas investigadas.
Se relevaron papers, tesis, informes, patentes y páginas web de empresas. A continuación y sólo a modo de ejemplo, se transcriben algunas citas representativas del material investigado.

Preservación de las fibras naturales del alto grado de alcalinidad de la matriz cementicia

Existen ensayos dirigidos a preservar las fibras naturales del alto grado de alcalinidad de la matriz cementicia, lo que provoca su debilitamiento a lo largo del tiempo. Como se ha descripto en un paper anterior de esta investigación, se aplica por el momento el aditivo carbonato de calcio con el doble propósito de acelerar el endurecimiento y proteger a las fibras dentro de la mezcla.
Se exponen a continuación conceptos de dos trabajos relativos al tema en cuestión.
1 – Durabilidad mejorada del compuesto de cemento reforzado con fibra vegetal sujeto a carbonatación acelerada a temprana edad:
«Los compuestos a base de cemento reforzado con fibras vegetales se utilizan cada vez más como materiales de construcción. La adición de fibra celulósica puede resultar en la mejora de propiedades mecánicas y es esencial en el procesamiento del fibrocemento cuando se aplica el proceso de Hatschek. Además, estas fibras son derivadas de recursos renovables y son más baratas que las fibras poliméricas. Sin embargo, la durabilidad a largo plazo de estos compuestos curados al aire es un problema debido al deterioro causado por varios mecanismos asociados con el medio ambiente (es decir, desgaste natural), que han sido investigados con el fin de mitigar la degradación. Además del efecto ambiental, la hidrólisis alcalina de las moléculas de celulosa en la matriz cementicia altamente alcalina debido al contenido de hidróxido de calcio es un mecanismo importante. Composiciones químicas de las fibras naturales (por ejemplo, lignina) son susceptibles de disolución en este medio alcalino, resultando en una disminución en la resistencia a la tracción de estas fibras. La carbonatación acelerada es una tecnología en desarrollo que puede tener potencial para el tratamiento de residuos y suelos contaminados y para el secuestro de C02, un gas invernadero importante. Se ha estudiado el efecto de las reacciones de carbonatación acelerada en las fases sólidas de los diferentes materiales teniendo en cuenta los resultados positivos de esta técnica.» (traducción propia). (Almeida et al, 2013: p 1).
2 – Durabilidad de los compuestos de pulpa de fibras y cemento, uso de Escoria Industrial
«Para la producción comercial a gran escala de estos compuestos (N de T: cemento + fibras), el uso de Escoria en más del 90% en peso de cemento portland como matriz, es una alternativa viable a un compuesto de cemento portland puro. Este agregado también podría ser manufacturado con un ahorro económico significativo como escoria de un subproducto industrial a un valor comercial de aproximadamente la mitad que el del cemento portland. En adición, mezclas ternarias y cuaternarias del 10% de Humo de Sílice/70% Escoria, 10% Metacaolín 235/70% Escoria y 10% Metacaolín 235/10% Humo de Sílice/70% Escoria, también eliminaron completamente la degradación del compuesto. Sin embargo, debido al alto coste del Humo de Sílice y del Metacaolín, estos agregados podrían ser fabricados a un costo ligeramente superior al que contiene sólo cemento portland. Sin embargo, teniendo en cuenta la severa degradación de los compuestos con cemento portland puro, los mayores costos iniciales pueden compensar significativamente los costos del ciclo de vida a largo plazo de la utilización de un material con durabilidad pobre.» (traducción propia). (Mohr, B. J., 2005: p 216).

Avances en la formulación de los cementos para hacerlos más sustentables. Valor puzolánico de los lodos de la industria papelera y ventajas de otros residuos industriales usados como aditivos

Uno de los objetivos de esta investigación es la reducción en el consumo de cemento.
Distintos trabajos dan cuenta de las ventajas de utilizar subproductos industriales ya sea para reemplazar parte del cemento a utilizar en las mezclas como para mejorar sus propiedades, con las ventajas ambientales de emplear como aditivo un material que de otro modo se desecharía causando contaminación y del ahorro energético obtenido al evitar la fabricación de un nuevo producto virgen.
A continuación se citan párrafos ilustrativos de algunos de los trabajos relevados
1 – Utilización de Cenizas Volantes y otros subproductos:
«…La creciente degradación del medio ambiente y la preocupación de la industria para cumplir con las legislaciones de residuos hacen que algunos de ellos de origen industrial, como las cenizas volantes, sean cada vez más utilizados para sustituir parte del cemento en la producción de hormigón.
…se propone la reutilización de subproductos de origen plásticos, madereros y lodos de la industria papelera para la fabricación de hormigones reciclados de altas prestaciones (HP) y hormigones ligeros (ECOHUL).Se utilizan además nanomoléculas de sílice y adiciones activas (cenizas volantes) para aumentar la durabilidad de los hormigones. Las principales ventajas de este nuevo material son su baja densidad, haciéndolo idóneo para su función en zonas sísmicas y una alta impermeabilidad.
En general, los hormigones diseñados y analizados en esta investigación han demostrado que la utilización de áridos ligeros reciclados varía sustancialmente la densidad de los hormigones y sus resistencias a compresión (de forma prácticamente lineal). Sin embargo, y de forma muy positiva, se ha constatado que las dosificaciones adoptadas, con y sin residuos, se han comportado de forma similar en los ensayos de durabilidad- cloruros, carbonatación y absorción capilar- destacando la pequeña carbonación, y baja penetraciones de cloruros (menores de 1 cm) en todos los hormigones estudiados.» (Miñano et al, 2017: pp. 987-998)
2 – Uso de Cenizas de Lodos Residuales provenientes de la Fabricación de Papel como potencial reemplazante parcial de cemento:
…» Las adiciones cementicias son materiales que presentan propiedades puzolánicas o hidráulicas que permiten mejorar el desempeño ya sea en estado fresco o a largo plazo, como también, presentan una ventaja medioambiental, ya que al reemplazar al Clínker mejora la huella energética del cemento aprovechando residuos de otras industrias con el consiguiente beneficio que significa tanto económicamente para la industria como también un alivio para el medioambiente.
Entre los diferentes tipos de puzolanas naturales y artificiales que se usan actualmente en Chile y que cumplen parámetros establecidos en las normas chilenas están las siguientes:
2.3.1 Ceniza volante
Las cenizas volantes son subproducto de los hornos de centrales termo eléctricas alimentadas a carbón, por ende, son consideradas una puzolana artificial.
Las centrales termo eléctricas dejan en suspensión en los humos de combustión partículas fundidas de carbón pulverizado, no combustible, las que posteriormente al enfriarse se solidifican formando cenizas volantes vítreas, las que posteriormente son obtenidas por precipitación utilizando precipitadores electrostáticos evitando la emisión de material particulado a la atmósfera atrapando hasta el 99% de este.
El resto de las cenizas que por ser de mayor tamaño no quedan en suspensión, se retira antes del proceso de precipitación y son las cenizas escoria.
2.3.2 Microsílice
Es un material puzolánico de alta reactividad que proviene de la producción de material silíceo o ferro silíceo. Tal como la ceniza volante se obtiene de los hornos a carbón de centrales termo eléctricas, la microsílice se obtiene de las chimeneas de hornos de arco eléctrico. La microsílice es extremadamente fina, formando un polvo alrededor de 100 veces más fino que el cemento y se utiliza como adición para cementos de alta resistencia o que requieran baja permeabilidad de agua.
2.3.3 Escoria básica granulada de alto horno
La escoria básica granulada de alto horno es un subproducto no metálico formado por silicatos proveniente de la fusión de hierro en un alto horno. La escoria se obtiene de enfriar bruscamente la masa fundida no metálica proveniente del horno, la que es molida hasta llegar a una finura similar a la del cemento Portland y tiene propiedades cementicias de por sí, las que se ven mejoradas al mezclarse con cemento Portland.» (Dreyse Ortuzar., 2016: p 5)
3 – Nuevos materiales ecoeficientes a partir de residuos de la industria papelera como adiciones activas para la fabricación de cementos portland.
«... en los últimos años se ha iniciado una nueva línea de investigación sobre el aprovechamiento de estos residuos como adiciones activas para la fabricación de futuros cementos comerciales. Esta línea representa una importante
novedad medioambiental por la obtención de metacaolinita reciclada y no a través de una caolinita natural, preservando así los espacios naturales y contribuyendo a un desarrollo más sostenible.
… En la búsqueda de nuevas fuentes para la obtención de esta puzolana se vislumbró la posibilidad de obtenerla por activación de lodos de destintado generados en la industria papelera, en las que se utiliza papel reciclado como materia prima para obtener celulosa. Los primeros trabajos demostraron que la calcinación de estos lodos a temperaturas inferiores a 750ºC produce un producto basado en metacaolinita altamente reactivo. Posteriormente, grupos de investigación españoles (IETcc-CSIC, UAM y TECNALIA), profundizaron tanto en la generación de conocimiento científico-técnico como en la innovación que representa esta vía de reciclado.
… De lo expuesto anteriormente, se puede deducir que:
Los residuos papeleros por sus características son una fuente alternativa de caolinita, mineral base para la obtención de metacaolinita, producto altamente puzolánico.
• Desde el punto de vista medioambiental, la puzolana obtenida es más ecológica que el propio clinker portland, contribuyendo a un desarrollo más sostenible del proceso industrial cementero.
• La temperatura de activación más idónea se encuentra entre 650 y 700ºC, desde el punto de vista científico, técnico, energético y medioambiental.
• Las matrices de cemento elaboradas con estos lodos activados mejorar sus propiedades técnicas y su comportamiento frente a acciones agresivas externas.» (Frías et al, 2011: pp 1- 13)
4- Efecto de la adición de lodos de papel activados térmicamente en las propiedades mecánicas y de porosidad de pastas de cemento:
«El presente trabajo muestra el resultado de una investigación llevada a cabo en pastas de cemento que contienen un 10 y un 20% de lodo de papel calcinado a 700º C, durante 2h. Se estudia cómo afecta esta adición activa en la estructura porosa y las resistencias mecánicas. Se demuestra que tanto la porosidad total como la capilar dependen del porcentaje de lodo calcinado añadido a la matriz cementante. Así, un 10% de adición muestra para ambas porosidades valores ligeramente superiores al de la pasta de referencia, sin embargo la incorporación de un 20% produce un resultado contrario, disminuyendo ambas porosidades con respecto a la pasta control. Para el caso de poros de tamaño inferior a 0,01 μm (poros de gel) se detecta un importante proceso de refinamiento con la incorporación del lodo calcinado, este refinamiento es tanto mayor cuanto mayor es el porcentaje añadido. En cuanto a los valores de resistencia, para los dos porcentajes de adición se produce una disminución a partir de aproximadamente 15 días, respecto a la pasta patrón. Se muestra una buena correlación entre la porosidad total y la resistencia a compresión para ambas adiciones.» (Rodríguez Largo et al, 2009: pp. 41-52)
5 – Caracterización y transformación de un residuo industrial (lodo de papel estucado) en un material con propiedades puzolánicas:
«El lodo de partida y los respectivos productos calcinados están formados principalmente por sílice, alúmina y cal. La difracción de rayos X relativa a los lodos iniciales muestra que calcita, caolinita, ilita, clorita y talco son los componentes mineralógicos principales. Una vez calcinados, no se detecta la presencia de caolinita y se observan transformaciones en filosilicatos y calcita a 750 ºC.
2. El aumento de la temperatura de calcinación tiene una gran influencia en la morfología y mineralogía de los componentes presentes en los lodos calcinados respecto al lodo inicial. En general, se observa la formación de agregados ricos en calcio, metacaolín y talco junto a cristales de calcita, todos con superficies más porosas a medida que se incrementa la temperatura de calcinación.
3. Los valores de L* (luminosidad) de los calcinados son superiores al especificado para cementos blancos, detectándose que la luminosidad aumenta con la temperatura de calcinación, por lo que tendrían, además, una aplicación directa en la elaboración de cementos blancos con adiciones.
4. Los ensayos de activación puzolánica indican que los lodos de papel calcinados presentan alta actividad puzolánica desde las 24 horas de reacción, en el rango 600-750 ºC, aunque, considerando aspectos económicos y medioambientales, se recomienda temperatura de calcinación en el intervalo 600-650 ºC. De los resultados obtenidos se pone de manifiesto la viabilidad de reciclar lodos de papel estucado para la obtención de productos calcinados de alta actividad puzolánica (metacaolín) como vía alternativa a la calcinación de caliza natural, con el consiguiente beneficio medioambiental. Por otro lado, es importante resaltar que debido a la blancura de los lodos calcinados pueden ser catalogados como puzolanas blancas, imprescindibles para la fabricación de cementos blancos comerciales.» (Sabador et al, 2007: pp 45-59)

Productos de mercado con fibras de celulosa, aditivos y avances en productos existentes

Se han relevado nuevos productos de mercado con fibras de celulosa, aditivos y avances en existentes (Econovate)
Se citan a modo de ejemplo:
– BIPROCEL, BIOTECHNOLOGICAL PROCESS ON CELLULOSE, S.L., es una compañía de biotecnología industrial nacida en la Universitat Politècnica de Catalunya a partir de un proyecto de investigación sobre la transformación de residuos de papel.
En el año 2010, la UPC presentó la solicitud de patente, que fue publicada internacionalmente en el año 2011. Ese mismo año el proyecto se convirtió en una spin-off de la UPC y sus fundadores se propusieron explotar industrialmente la licencia de la patente en exclusiva.
Sus aplicaciones son: a) Construcción: Estructural y aislamiento, b) Embalajes: Paneles o moldeados, c) Horticultura: Paneles y moldeados, d) Logística: Palets moldeados o a partir de paneles, e) Otros: Puertas cortafuegos, decoración, muebles, etc.
– ECONOVATE (Reino Unido): Fabrica un solo modelo de bloque de 44 x 21,5 x 10 cm, Ecoblok, con un 85% aproximado de fibra de celulosa proveniente de papeles no reciclables o desechos industriales, usando cemento con hasta un 70% de materia prima reciclada. Puede utilizarse para muros exteriores e interiores, portantes y no portantes. Posee características de liviandad, aislación térmica y acústica. Cumple con las normas ISO 14040:2006, 14044:2006 y otras normas europeas.
– ECOCEM GGBS, cemento ecológico (Irlanda): Se utiliza en combinación con cemento Portland para producir concreto de duración superior. Su fórmula incluye escoria granulada de alto horno, un subproducto de la fabricación del hierro.
– FAURECIA, partes para automotores (Internacional): El uso de materiales de origen vegetal contribuye a la movilidad sostenible por:
Reducir el peso de las piezas internas, mediante el uso de fibras de origen vegetal, Faurecia ha conseguido reducir el peso de algunos componentes en 20 a 25% (en comparación con materiales tradicionales de fibras no renovables, por ejemplo, de fibra de vidrio). Ayudar a reducir las emisiones de CO2, vehículos más ligeros utilizan menos combustible y por lo tanto liberan menos dióxido de carbono. Reducir el uso de productos petroquímicos: el uso de materiales basados en plantas, a veces junto con resinas naturales, reduce la demanda industrial de productos petroquímicos como plásticos.
Utilizan fibras de cáñamo y lino.
– HARDIEPANEL, Swisspearl, paneles de fibrocemento (Suiza): Los paneles de fachada HardiePanel® están compuestos por cemento Portland, arena, fibras de celulosa y aditivos. Los paneles se atornillan sobre subestructura de acero o de madera, en este caso sin necesidad de taladrarlos previamente. Ofrecen gran durabilidad, buena resistencia a impactos, al fuego y reducida variación dimensional. Están disponibles en 21 colores o bien preparados para pintar en obra.
– HYDROPANEL, placas de fibrocemento (España): está compuesto de Cemento Portland, Minerales seleccionados que proporcionan alta estabilidad y bajo movimiento hídrico, Fibras naturales de refuerzo y Aditivos funcionales. La marca CE está basada en el estándar europeo EN 12467 «placas planas de fibrocemento».
– PAPERSTONE, placas composite de papel reciclado, (EE UU): La gran mayoría de productos PaperStone son creados con entre 50% y 100% de papeles reciclados más una resina propietaria libre de petróleo, con certificación del Forest Stewardship Council. Es utilizado para proyectos de construcción doméstica y comercial, incluyendo mesadas, tabiques de baño, revestimientos, paneles y muebles, mangos de utensilios, tablas para cortar, señalética, bolas de billar y fingerboards de guitarras.

Patentes internacionales relativas a Papel Cemento

Algunas Patentes internacionales relevadas relativas a papel cemento:
1 – Método de construcción para producir bloques ligeros de fibra de celulosa (Econovate Ltd., UK):
«Esta invención pretende ofrecer un material que se utilizará para la producción de componentes usados en la industria de la construcción, como paneles de pared, piso y tejas, bloques y dinteles. El material es un concreto de papel con un 50% a un 90% de papel reciclado en la mezcla base. Esta invención también pretende proporcionar un proceso para hacer un bloque de construcción con la mezcla base de papel concreto. El proceso para la fabricación de los bloques de construcción ligeros con este papel concreto tiene tres pasos principales con dos etapas. Los dos primeros pasos del proceso incluyen la preparación de la materia prima y la mezcla, mientras que el siguiente paso tiene como objetivo conseguir un bloque de construcción conformando y comprimiendo la mezcla. Existen posibilidades para la producción de estos bloques con diferentes colores agregando pigmento a la pasta durante su tratamiento y agregando moldurados artísticos en el molde durante la etapa de moldeo.» (traducción propia). (Zavala, J. R., 2013)
2 – Aislamiento con capacidad portante y método de fabricación y uso (Mason Greenstar, LLC (Mason, TX, US):
«Material de construcción que comprende cemento, aditivos y fibras de celulosa, se utiliza en la fabricación de ladrillos, paneles u otros productos de construcción. La fabricación de este material se logra mediante la adición de agua, papel, un repelente del agua compuesto por estearato de calcio y silicato de sodio que actúa como retardante de fuego. La mezcla es entonces empastada con cemento y un segundo lote de aditivos de hormigón incluyendo un superplastificante compuesto de un poliester poli acrílico poliol y una resina incorporadora de aire o surfactante para crear un material ocluido al aire, viscoso para colar en un molde o extruir a través de una prensa, formando materiales de construcción portantes y aislantes. El producto resultante puede ser formado como bloques o paneles y los paneles pueden ser revestidos con una capa de Poliuretano/poliurea para ser a prueba de balas y de explosiones.» (traducción propia). (Hargrove, J. W.; Rabon, Z., K., 2009)
3 – Mezcla seca de papel cemento (US): «Una mezcla seca de papel cemento se forma preparando una pulpa de material fibroso como papel de diario y arena fina mezclando la arena, el material fibroso y agua en un mezclador continuo, secando la pulpa a un contenido de humedad debajo de lo que causaría una reacción con el cemento Portland y adición de arena y/o cemento Portland y piedra pómez. La mezcla seca que resulta puede ser manejada entonces, almacenada y usada en la manera convencional para hormigón. La mezcla seca de papel cemento también puede ser aplicada vertiéndola en un molde en estado seco e inyectando agua hasta que esté suficientemente húmeda, sin mezclar de la forma común para el hormigón. Módulos estructurales y una técnica para unirlos en una estructura son particularmente apropiados para el uso de esta aplicación seca de papel cemento.» (traducción propia). (Brock, J. R., 2014)

Porcentaje de papel utilizado en relación a los otros componentes de la mezcla

Para poder establecer una comparación entre el porcentaje de papel utilizado en las fórmulas de las investigaciones en otros países y el utilizado en esta investigación, se elaboró una Tabla de la relación entre los componentes, de la fórmula más utilizada hasta el momento, que es la misma aplicada a las placas del Estudio de Caso (Tabla 1).

Tabla 1 Relaciones entre los componentes de la dosificación más utilizada en la Investigación para placas de Papel Cemento hasta la fecha: Densidad 929,78 kg/m3. Fuente: elaboración propia.

Industrias en Argentina que producen desechos de papel potencialmente aprovechables para materiales 

De acuerdo a los ejemplos anteriormente comentados, se puede apreciar la tendencia mundial al aprovechamiento de los desechos industriales para generar nuevos productos o insumos para nuevos procesos. Respecto a esta investigación, cobra relevancia la posibilidad de aprovechamiento de los lodos que producen las fábricas de papel en Argentina. Además de utilizar el lodo como componente de mezclas para fabricación de materiales existe la posibilidad de convertir ese desecho en un material cementante en reemplazo parcial del cemento Portland.
La Asociación de Fabricantes de Celulosa y Papel 1 tiene 43 empresas asociadas que serían potenciales proveedores de esos insumos. – Otra fuente posible de insumos para reciclar son las embotelladoras de cerveza cuyas etiquetas de papel pueden tener un nuevo uso. Estas etiquetas provienen de los envases retornables o de deficiencias en el etiquetado.

Avances de la Investigación

• Investigación Teórica:
Obtención de datos relevantes en relación al ahorro de cemento en las mezclas, aditivos naturales, desechos industriales de papel, aditivos provenientes de residuos de procesos industriales, preservación de las fibras, nuevos productos de mercado y nuevas patentes relacionadas a hormigones con papel y fibras naturales a través de la investigación en sitios académicos, patentes y páginas comerciales de fabricantes.
• Estudio de Caso: Colocación de placas de pared en una vivienda en Capital.
Continuando con la refacción del hall de entrada de la vivienda estudio de caso donde en el año 2015 se habían colocado placas de cielorraso, se instalaron en febrero de 2017 placas para cubrir una pared, atornilladas sobre montantes de acero galvanizado, con resultado muy satisfactorio hasta el momento. Se constató como en la colocación del cielorraso, su liviandad, facilidad de manipulación y mecanizado, así como la sencillez y rapidez en su colocación. (Fig. 1)
Estas placas fueron fabricadas por alumnos de la Pasantía SI PIA TRP 08 durante el año lectivo 2016.

Fig 1. Placas de pared colocadas en el hall donde anteriormente se había construido un cielorraso con placas perforadas. Fuente: Las autoras

• Lay outs para fábricas de placas
Pasantes de Diseño Industrial desarrollaron distintos lay outs para el montaje de una micro empresa de fabricación de placas de papel cemento, estudiando los recorridos más convenientes para los proceso de preparación, fabricación, estiba y despacho. (Fig. 2). El que ilustra la figura fue desarrollado por el pasante Gonzalo Kaiser Rojo tomando como base un container, lo que abriría la posibilidad de constituirse en una fábrica trasladable a lugares con falta de equipamiento o servir como módulo itinerante para la transferencia de capacidades técnicas.

Fig.2. Lay out de fábrica de productos de papel cemento para una micro empresa o cooperativa. Fuente: arq. Caruso

• Ensayos en el INTI
– Ensayo a la Compresión Simple y Deformación Plástica:
A fin de clarificar el resultado de un anterior ensayo de Compresión que no permitió obtener conclusiones, se ideó un método que consistió en medir ladrillos de papel cemento interrumpiendo el ensayo para evaluar la deformación de los mismos cada 20 kN adicionales de carga hasta verificar la primera falla.
Se realizaron mediciones iniciales en cada una de las marcas. Seguidamente, se procedió a ensayar a compresión simple cada bloque, a una velocidad de carga de 0,05 MPa/s, deteniendo el ensayo en escalones de 20 kN. En cada pausa, se midieron las dimensiones señaladas, es decir se evaluó la deformación plástica remanente en cada uno de los escalones de carga, tanto la deformación plástica en altura como la deformación plástica lateral. Se examinaron los bloques en busca de fisuras y se indicó la carga para la cual aparecieron las primeras. El ensayo se detuvo a los 115 kN, por observarse un estado de aplastamiento (contracción en altura) mayor del 15%.
De esta manera pudo comprobarse que para la fórmula ensayada la carga de rotura promedio fue de 2,5 Mpa, valor mínimo considerado por la Norma IRAM 11561-4:1997 para bloques no portantes.

– Conductividad Térmica:
Se fabricaron y presentaron en el INTI para su ensayo 2 especímenes de papel cemento de 0,60 x 0,60 x 0,08 m para evaluar la capacidad térmica de la fórmula utilizada en el Estudio de Caso. El ensayo arrojó el resultado de 0,23/WmK, por lo cual el material se manifiesta más eficiente que otros de similar densidad como Placas de Yeso, Hormigón normal con escoria de alto horno, Hormigón de arcilla expandida, Hormigón celular, Hormigón con poliestireno expandido, Fibrocemento y algunos tipos de Madera, según la Norma IRAM 11601.

• Placas con aplicación de Diseño Gráfico y Placas texturadas
– Se buscaron sistemas sencillos y económicos para agregar atractivo a las placas de papel cemento. La pasante de Diseño Gráfico Eliana Rizzo experimentó con distintas formas de transferir diseños. Se fabricaron y probaron estenciles, sellos de goma eva y rodillos texturados para aplicar pintura acrílica sobre placas con su textura original o luego de haber recibido un fondo de color.
– Se aplicaron también técnicas de bajorrelieve utilizando distintas piezas generadoras de textura.
– Se perfeccionó la coloración, textura y desmolde de placas símil piedra con molde comercial, para un futuro micro emprendimiento, habiéndose constatado que son mucho más baratas de fabricar que las de mercado, agregando las propiedades del papel cemento (liviandad, aislación térmica y acústica, regulación de la humedad interior). (Fig. 3)
– Estas experiencias abrieron un panorama de variadas posibilidades expresivas con gran economía de medios, siempre en la búsqueda de contribuir a la creación de empleos verdes.

Fig. 3. Placas con aplicación de Diseño Gráfico y Placas texturadas. Fuente: arq. Caruso

• Pruebas de pegado de placas
Para explorar las posibilidades de colocación se realizó una prueba pegando placas de papel cemento sobre placa de yeso con el adhesivo Pla-K, de Durlock, con excelente resultado (Fig. 4). También se experimentó con un mortero de papel cemento sobre placa de yeso, el que tuvo buena adherencia aunque la humedad del mismo perjudicó la placa soporte. No obstante, de esta experiencia puede deducirse que la placa de papel cemento puede pegarse sobre mampostería sin problemas utilizando este mortero del mismo material el cual presenta un muy buen poder adhesivo.

Fig. 4. Pruebas de pegado de placas. Fuente: arq. Caruso

• Pruebas de empastinado
Se realizaron pruebas de empastinado sobre baldositas de papel cemento tratadas con impermeabilizante tapagoteras al agua. El resultado fue satisfactorio. La técnica aplicada fue la de ir quitando el exceso de material a medida que se realiza el empastinado. Se lograron juntas definidas y prolijas.

Desafíos de la Investigación
Lograr la caracterización de mezclas de papel y fibras naturales autóctonas con ligantes como cemento, cal y arcilla tendiente a aportar datos y experiencias para la elaboración de normas nacionales aplicables a nuevos materiales sustentables que posean menor densidad y resistencia que los tradicionales.

Dificultades de la Investigación
• Inconvenientes en laboratorios certificados por normas y equipamiento no adaptados a ensayos de nuevos materiales
• Obligatoriedad de comprar las Normas IRAM para acceder a sus contenidos
• Inexistencia en la FADU de un laboratorio de materiales para realizar ensayos preliminares y evitar costos en ensayos pagos.
• Inexistencia de convenios entre la FADU y laboratorios certificados para la realización de ensayos a un costo preferencial.

Conclusiones
Se está desarrollando cada vez más a nivel internacional el uso de fibras naturales por su bajo costo y disponibilidad.
En muchos casos se adicionan con productos derivados del petróleo o resinas que suelen ser muy tóxicas, por el contrario, en esta investigación se trata de usar aditivos naturales o lo más inocuos posible.
Asimismo a nivel internacional existen varias patentes que protegen materiales y procesos de fabricación.
Se vienen investigando desde hace un tiempo aditivos para mejorar las cualidades del cemento, que provienen de residuos industriales, la experimentación con algunos de ellos seguramente permitirá ahorrar cemento y progresar en el diseño de nuevas mezclas.
Nuestro país está en una posición favorable por tener a disposición materia primas como cemento y fibras naturales en abundancia. Se estima que la persistencia en las investigaciones y la difusión continua de los avances será la
clave para dar impulso a una actividad de fabricación de materiales sustentables con la consiguiente creación de empleos.
Consideramos un factor clave para el avance de esta Investigación, la creatividad de los alumnos de la Pasantía en el plano del diseño, tanto de máquinas y herramientas que mejoren la trabajabilidad del material como respecto a la creación de materiales constructivos y objetos de uso que constituyan un aporte al cambio de paradigma.

¹http://www.afcparg.org.ar/asociados/

Bibliografía Citada
– Almeida, A. E. F. S., Tonoli, G. H. D., Santos, S. F., & Savastano, H. (2013). Improved durability of vegetable fiber reinforced cement composite subject to accelerated carbonation at early age. Cement and Concrete Composites, 42, 49-58.
– Biprocel. http://www.biprocel.com/es/productos. Recuperado el 18/04/16
– Brock, J. R., (2014). Patente de Mezcla Seca para papel cemento (2014). En línea. https://www.google.ch/patents/US20140014005. Recuperado el 10/05/17
– Dreyse Ortuzar, M. T. (2016). Factibilidad de uso de cenizas de lodos residuales provenientes de la fabricación de papel como potencial reemplazante parcial de cemento en la fabricación de hormigones Informe final para optar al título de ingeniero civil. Universidad Católica de Chile.
– Ecocem. http://www.ecocem.ie/. Recuperado el 10/05/17
– Econovate. http://www.econovate.com/. Recuperado el 10/05/17
– Faurecia. http://www.faurecia.com/en. Recuperado el 15/06/17
– Frías; M.; Vegas, I.; García, R; Vigil, R. (2011). Nuevos materiales ecoeficientes a partir de residuos de la industria papelera como adiciones activas para la fabricación de cementos portland. Universidad Politécnica de Valencia.
– HARDIEPANEL. http://www.swisspearl.com. Recuperado el 15/06/17
– Hargrove, J. W.; Rabon, Z., K. (2009) http://www.freepatentsonline.com/y2009/0065978.html. Recuperado el 15/06/17
– Miñano, I., Benito, F. J., Parra, C. J., & Hidalgo, P. (2017). Hormigones sostenibles ligeros y de altas prestaciones. In Proceedings of the 3rd International Congress on Sustainable Construction and Eco-Efficient Solutions. (2017), (pp. 987-998). Universidad de Sevilla. Escuela Técnica Superior de Arquitectura.
– Mohr, B. J. (2005). Durability of pulp fiber-cement composites (Doctoral dissertation, Georgia Institute of Technology).
– Paperstone. http://paperstoneproducts.net/wordpress/. Recuperado el 15/06/17
– Rodríguez Largo, O.; Frías Rojas, M.; Sánchez de Rojas, M. I.; García, R.; Vigil, R. (2009). Efecto de la adición de lodos de papel activados térmicamente en las propiedades mecánicas y de porosidad de pastas de cemento. Materiales de construcción, Nº. 294, 2009, pp. 41-52.
– Sabador, E.; Frías; M.; Sánchez de Rojas, M. I.; Vigil, R.; García, R.; San José, J. T. (2007). Caracterización y transformación de un residuo industrial (lodo de papel estucado) en un material con propiedades puzolánicas. Materiales de Construcción. Vol. 57, 285, 45-59

LA SELECCIÓN DE MATERIALES CON CRITERIOS DE SUSTENTABILIDAD COMO HERRAMIENTA PARA EL EJERCICIO PROFESIONAL*

Arq. Susana I. Mühlmann

Introducción

Desde el surgimiento del concepto Sustentabilidad o Desarrollo Sustentable, han aparecido numerosos criterios para la selección de materiales, tanto de construcción, como para todo tipo de diseños y su concreción en la realidad. Ahora bien, ¿qué significa Selección de Materiales con Criterios de Sustentabilidad? Desde fines de los 80, cuando el término no estaba generalizado ni se le prestaba mayor atención, hasta la fecha, en el mundo se han creado desde sistemas de certificación ambiental, hasta manuales, guías, corralones y almacenes “verdes”, que proveen tanto a los profesionales como usuarios, de información y orientación en lo que representa un nuevo paradigma, en el que se priorizan las consecuencias de acciones directas o indirectas sobre el ser humano y el planeta, la reducción de los elementos que puedan contener substancias tóxicas, y el cuidado y conservación de los recursos naturales y del equilibrio climático. Con este panorama, cabría preguntarse entonces, ¿cómo se sabe qué es sustentable y por qué? La realidad indica que a pesar de la profusa información que inunda la Web, y la diversidad de publicaciones y eventos para promover la temática, no existe aún, una metodología clara que compile los saberes de investigaciones, documentos y organismos, y contribuya a que se realice una selección conciente de materiales, acorde a cada contexto, obteniendo suficiente información para analizar, comparar, evaluar y finalmente, tomar decisiones.

Los materiales pasan, los criterios quedan.

Este es un trabajo diseñado especialmente para que los profesionales puedan incorporar criterios concretos, que les faciliten la búsqueda de los materiales necesarios para los requerimientos  proyectuales, más allá de la información disponible brindada por proveedores, fabricantes y distribuidores. A través del desarrollo fundamentado de esos criterios, está concebido como una herramienta de aplicación permanente, que trasciende lo que los mercados ofrecen en un momento dado, y que permite saber qué hace que un material o producto sea considerado sustentable, o qué grado de sustentabilidad puede tener, así como también, cómo realizar la búsqueda de esa información, cómo evaluarla y sopesarla en función de qué conviene y es factible, en concordancia con los demás aspectos que intervienen en un proyecto.

Marco de Referencia

Para poder determinar la selección de un material en el marco de la sustentabilidad, es necesario tener criterios técnicos y metodológicos, orientados sobre una filosofía que sirva de paradigma a través del tiempo.

Cualidades de los Materiales para la Prevención de:

• Consecuencias directas o indirectas sobre el ser humano y el planeta.
• Reducción de los elementos que puedan contener substancias tóxicas.
• El cuidado y conservación de los recursos naturales y del equilibrio climático.

Criterios de Selección

Se está indagando en función de un discernimiento sobre determinados aspectos a tener en cuenta, en los que no hay materiales perfectos pero sí algunos mejores que otros según sea el perfil de la obra a abordar, sobre la que a su vez hay una permanente evolución en ese sentido. En nuestro país, la mayoría de los materiales no están certificados, por eso hay que investigar los atributos y hacer una evaluación y un cálculo costo-beneficio integral, no sólo referido al costo económico, sino también a todas sus características a mediano y largo plazo para cada obra. Esto marcará un antes y un después en la filosofía de la construcción. Donde al día de hoy prima un perfil netamente financiero, la propuesta está orientada al capital más preciado: El futuro del planeta. Tampoco hay una única manera de evaluar un material en el mundo, sino que hay distintos métodos, algunos surgidos de los sistemas de certificación ambiental (LEED, BREEAM, CALGreen, GoGreen, CASBEE, HQE, GBAS, Green Mark, Green Star, etc.), otros de Guías de Productos para la Construcción “Verde”, otros de Locales de Venta de Productos “Verdes” para la Construcción y el Hogar, y por supuesto, de centros de investigación de universidades y organismos diversos, públicos y privados. A modo de aproximación, se puede iniciar un camino, que sin ser el definitivo, se oriente a dar un punto de vista desde el marco establecido en este encuadre.

Clasificación de Criterios

1. A) Según el Diseño

Este punto se refiere tanto al proyecto del edificio, como al diseño de materiales, elementos y productos para la construcción. En lo referente al diseño arquitectónico, es importante diferenciar la obra nueva de las intervenciones en el stock construido existente. Mientras que en la primera se podrán seleccionar materiales desde cero, en la segunda existirán partes del edificio a mantener, como así también, demoliciones parciales, y en algunos casos, obra nueva a través de ampliaciones. En todos los casos se deberá contemplar:

• Análisis y aprovechamiento de los elementos desmontados, deconstruidos y/o demolidos en la misma obra o su derivación a otras obras en los que puedan ser utilizados.
• Estudios de tecnologías nuevas y antiguas para asegurar que la compatibilidad entre materiales existentes y nuevos.
• Detección de materiales que en la actualidad se consideran nocivos para la salud y el medio ambiente y su tratamiento y remoción a través de procedimientos en condiciones de seguridad.
• Los empaques, envases, contenedores, soportes, sujeciones, ataduras, envoltorios y todo elemento con el que el material llegue a la obra.

1. B) Según el Ciclo de Vida Útil

A partir de las consideraciones mencionadas, es pertinente abordar dos conceptos que sintetizan estos enfoques. En las últimas décadas del siglo XX surge el concepto “De la Cuna a la Tumba”, que abarca todos los pasos y transformaciones a los que se somete un material desde que sale de la Tierra hasta que se transforma en Desecho. La existencia del desecho es un impacto en sí mismo, dado que hay que encauzarlo a través de determinados procedimientos para evitar posible daño (contaminación de agua, suelo y tierra, acumulación de residuos, aparición de focos infecciosos, etc.). A partir del segundo milenio, este concepto se profundiza, da un giro y se redefine como “De la Cuna a la Cuna” (Cradle to Cradle – Remaking the Way We Make Things, William McDonough & Michael Braungart) que implica que el material salga de la Tierra y vuelva a la misma sin que haya impacto negativo, o reduciendo significativamente los alcances nocivos. En la naturaleza se cumple un ciclo biológico espontáneo, mientras que en el mundo de la construcción y producción, se lleva a cabo un ciclo tecnológico que requiere un diseño planificado para lograr su objetivo de nulo o bajo impacto, y si bien se trata de una situación ideal, “De la Cuna a la Cuna” revoluciona la idea de consumo y uso sobre la aplicación de lo que se conoce como las tres R de la sustentabilidad: Reducir – Reusar – Reciclar. Este criterio toma en cuenta el tipo y la cantidad de material utilizado para la fabricación del producto, incluyendo los porcentajes de recursos rápidamente renovables y materiales reciclados (pre y post-consumo) que contiene. En el mundo real, estos conceptos influyen directamente en decisiones referentes a hábitos de consumo, criterios de diseño que se apoyan en lo anterior, y que al mismo tiempo se orientan a la innovación y hasta un cambio en la cultura de las necesidades (que van de las individuales a la conservación del planeta), y por ende, la selección de los materiales de construcción, para la cual es necesario comenzar con las etapas del Ciclo de Vida Útil que abarca:

• Obtención de Materia Prima
• Traslados y Procesamientos
• Aplicación y/o Instalación en Obra
• Uso
• Desecho

Este último punto, presente en todos los demás, se hace definitivo cuando el edificio se demuele y abarca las posibilidades de reúso y reciclado. En cuanto al impacto en salud y en medio ambiente, se estudia cada etapa del Ciclo de Vida Útil de cada material, elemento o producto, individualmente y en su interacción con los demás componentes del edificio.  Conocer las etapas del Ciclo de Vida ayuda a determinar cuándo y en qué parte del mismo las iniciativas ambientales se reflejan en los productos ecológicos. De igual manera, en relación a posibles impactos negativos, esto no significa que necesariamente estén en todas las etapas, por eso es preferible conocer los materiales a lo largo de su ciclo de vida útil, para preverlos y prevenirlos. El profesional de la construcción se debe considerar como un agente de preservación del medio ambiente, de ahí la importancia de incorporar esta filosofía. Para todas las etapas vale la evaluación  de riesgo para los trabajadores relacionados con el material o producto en cuestión y también se considera el impacto que ya instalado puede tener sobre la salud de los ocupantes del edificio.

1. C) Según el Impacto del Material en el Tiempo

En la selección de materiales está implícita la filosofía del proceso, que señala que el material en cuestión va a impactar sobre su entorno, no sólo en el momento en que se instala, sino también durante su Ciclo de Vida y hasta cuando éste esté concluido, razón por la cual puede incidir en forma directa o indirecta sobre los puntos que se desarrollan a continuación y que constituyen la base de lo que se quiere proteger y preservar.

• Prevención del Calentamiento Global:
• Baja Huella de Carbono
• Conservación y Ahorro de Recursos
• Prevención de la Contaminación del Suelo / Aire / Agua
• Reducción de Substancias Químicas que no sean Biodegradables
• Conservación y Ahorro de Agua
• Reducción de Residuos
• Uso de Materiales Reciclados
• Posibilidad de Reciclado / Reutilización / Recargabilidad / Recambio
• Tratamiento de Residuos

1. D) Según sus Atributos

La construcción debe ser armónica con el medio ambiente y la salud, y orientada hacia la preservación. En una selección subyacen las propiedades de cada uno de los elementos que la componen y su aptitud en su aplicación o uso. Este criterio en particular, da un carácter distintivo basado en que la comparación entre materiales o productos similares se fundamenta en la protección del planeta, la salud humana y todos los organismos vivos.

• Calidad y Rendimiento
• Composición Química
• Mejoramiento de la Calidad de Aire Interior
• Comportamiento Ante el Fuego
• Conservación, Ahorro de la Energía y Eficiencia Energética
• Durabilidad
• Degradabilidad / Compostabilidad de Materiales

Conclusiones

La realización de cualquier proyecto es una impronta concreta del paradigma emergente en el momento en el que fue diseñado. Este trabajo expone a la selección de materiales como actitud transformadora con raíz en criterios que priorizan la salud de las personas, el cuidado del ambiente y la preservación del planeta. Se espera que la asimilación de criterios aún novedosos sean incorporados en forma sistematizada y se vuelvan parte natural del proceso proyectual, que es el objetivo de esta investigación.

* Este trabajo está encuadrado en la investigación correspondiente al Proyecto UBACYT 201120100100598 «Sustentabilidad en el Hábitat Construido: la contribución de Eficiencia Energética en el uso de Energía Renovables en la transformación de la matriz energética» CIHE-SI-FADU-UBA, bajo la dirección de los Dres. Profs. Arqs. Martin Evans y Silvia de Schiller.

————————————————————————————————————

Referencias editoriales: Mühlmann S. (2013) La Selección de materiales con criterios de sustentabilidad como herramienta en el ejercicio profesional, Revista de Arquitectura Nº 248 de la Sociedad Central de Arquitectos, Buenos Aires

Materiales de construcción en Buenos Aires: Ruptura y reparación de un origen sustentable

Arq. Susana I. Mühlmann

Durante sus primeros cuatro siglos, los materiales utilizados en las viviendas de la Ciudad de Buenos Aires fueron tradicionales y nobles. A mediados del siglo XIX se sumaron novedades tecnológicas como las redes de infraestructura, pero los materiales no variaron demasiado. Excepto por el plomo y el amianto, presentes en edificios de todo el mundo y ya prohibidos debido a su toxicidad, la construcción porteña se mantuvo sana, sin impactos relevantes en la salud humana ni el medio ambiente.

Con el desarrollo de la industria petroquímica y la necesidad de construcción masiva de viviendas después de la Segunda Guerra Mundial, nació en los países desarrollados un formidable mercado de nuevos materiales. Su llegada a la Argentina produjo la ruptura de nuestro origen sustentable, pues hasta el día de hoy, a la vez que presentan mejores propiedades generales y precios más económicos, muchos de sus componentes resultan nocivos y peligrosos. Actualmente, en los países centrales existen mercados de materiales de menor impacto. Sin embargo, no ocurre lo mismo localmente, donde se agrega además una fuerte degradación ambiental por la extracción sin control de determinadas materias primas.

Generar un mercado de materiales que otorgue los elementos necesarios para construir edificios “verdes” es la condición para reparar el quiebre de nuestro origen sustentable. Bajo esta premisa, y con el fin de contribuir a la toma de nuevas decisiones en el campo de la construcción, en el marco del CIHE se han investigado varias familias de materiales desde el punto de vista de la sustentabilidad. De ellos, este artículo toma cinco, de uso muy extendido: ladrillos macizos, cemento y hormigones, maderas, pinturas y aislaciones. Antes de presentarlos, se expondrán los principales lineamientos del trabajo

Criterios de investigación

Para cada material se han relevado una serie de puntos críticos en términos de sustentabilidad. Este planteo en detalle permite pensar respuestas específicas para los diferentes factores contaminantes y evaluar alternativas eficaces.

Los materiales fueron analizados en relación a las cinco etapas de su ciclo de vida útil (extracción de materia prima, traslado y procesamiento, instalación o aplicación, uso y desecho), pues cada una tiene un impacto particular derivado de las características del procedimiento mismo y de su consecuente generación de desechos. A partir de este criterio, se examinó la disponibilidad; esto es, el lugar de origen y destino en las distintas etapas, y las particularidades del mercado local. Asimismo, se estudiaron los procedimientos de regulación  y las diversas instancias de certificación, relevando los controles y verificaciones existentes y el rol de las distintas entidades regulatorias.

Cinco materiales de construcción: problemas y alternativas

¿Cuáles son, entonces, los aspectos de los materiales aquí estudiados que pueden resultar nocivos para el medio ambiente y la salud humana?

En el caso de los ladrillos macizos, aparecen como ítems críticos la extracción desregulada de materia prima (la tierra fértil, un recurso natural no renovable, que se obtiene de la región pampeana con grave perjuicio para el área) y la falta de análisis de su composición. Un punto fundamental, entonces, es evitar el uso de tierra de áreas cultivables que, según estudios, podría reemplazarse por material de dragado de ríos, canales de riego, lagunas y bañados, cuya calidad debería ser analizada para evitar la presencia de sustancias dañinas. No obstante, estas medidas serían insuficientes si no se pusieran en marcha instancias de regulación de la cochura, que actualmente se lleva a cabo en hornos a cielo abierto y sin control de posibles emisiones contaminantes.

En lo que hace a los cementos y hormigones, varios estudios han demostrado la posibilidad de obtener algunos de sus componentes a partir del reciclado. Así, el agregado grueso (piedra partida) puede producirse mediante la trituración de hormigón de demoliciones, y el agregado fino, a través de la recuperación de arena previamente lavada y triturada. Este procedimiento salvaría el principal impacto del hormigón: la extracción excesiva de piedra caliza, piedra partida y arena; práctica que, además de degradar el ecosistema, supone la necesidad de transportar la materia prima desde distancias cada vez mayores debido al agotamiento de reservas cercanas, con el consecuente aumento del uso de hidrocarburos.

Una cuestión urgente en términos de impacto ambiental es la tala indiscriminada para la obtención de maderas, uso que podría desalentarse impulsando la producción proveniente de bosques certificados, tanto nativos como de cultivo. A la deforestación, sin embargo, se le suma el empleo de preservantes y conservantes con sustancias nocivas, como el lindano o el ya prohibido pentaclorofenol; en el caso específico de las maderas impregnadas, se utilizan sales de CCA (cobre, cromo y arsénico), que al arder liberan este último elemento. Estas sustancias de alta toxicidad podrían ser reemplazadas por las sales de CCB (cobre, cromo y bórax), menos efectivas pero de impacto considerablemente menor.

Por su parte, las pinturas suelen estar aditivadas con componentes que emiten sustancias nocivas tanto durante su fabricación como durante su aplicación y uso. Afortunadamente, en esta industria ya desde hace años está teniendo lugar un progresivo reemplazo de los productos convencionales por otros de base acuosa, que no utilizan solventes. Dado que en la Argentina este mercado no está lo suficientemente desarrollado, un primer paso sería encargar y controlar la fabricación de pinturas con componentes de bajo impacto.

De manera similar, en las aislaciones térmicas y acústicas, el reemplazo de materiales carcinogénicos (como el amianto, que si bien está prohibido desde 2003, continúa presente en muchos edificios de la ciudad) o con mal comportamiento ante el fuego (por ejemplo, la espuma poliuretánica, que no propaga llama pero emite gas cianhídrico, versión gaseosa del cianuro) es una tendencia creciente, pero aún no suficientemente difundida. En el caso del amianto instalado, aunque en Argentina ya se han aplicado métodos para removerlo segura y eficazmente, no hay todavía una normativa que los regule ni centros de formación de profesionales o de mano de obra calificada. Además, la circulación de información sobre materiales sustitutos aún es acotada.

Conclusiones

El desarrollo de un mercado local de materiales “verdes” es una posibilidad concreta. Para ello, sin embargo, se debe alentar políticas de gestión ambiental que contemplen varios aspectos.

En primer lugar, es fundamental la realización de estudios acerca del impacto ambiental de extracciones y procesamientos que sirvan como base de las decisiones posteriores (permitiendo, por ejemplo, realizar la explotación de materias primas en los lugares y cantidades adecuados).

La regulación es una instancia decisiva para lograr un mercado confiable. El establecimiento de parámetros normativos permitirá controlar la composición de los materiales y desarrollar un sistema de eco-etiquetado que identifique los productos de bajo impacto. La manipulación de materiales peligrosos, por otro lado, también necesita un marco legal que garantice la seguridad de los trabajadores y, en general, de todos los habitantes de la zona afectada.

En tanto formadora de profesionales de la construcción, asimismo la universidad tiene un rol que cumplir. En este sentido, es preciso crear más canales de información para revertir la falta de actualización que los profesionales suelen tener respecto del tema. En las carreras de grado y de posgrado, la ampliación del enfoque respecto de la elección de materiales implicaría un salto cualitativo que permitiría responder a las demandas de usuarios ambientalmente concientizados, favoreciendo así el desarrollo de emprendimientos “verdes” públicos y privados.

———————————————————————————————————-

Referencias editoriales: Mühlmann S. (2009) Materiales de construcción en Buenos Aires: Ruptura y reparación de un origen sustentable, Revista de Arquitectura Nº 233 de la Sociedad Central de Arquitectos, ISSN 0327-330X, Buenos Aires.

Nota aparecida en el número 8 de la revista Arquisur (2015)

arquisur_n08_art02

Revista Arquis – Facultad de Arquitectura de la Universidad de Palermo

El Ladrillo Macizo en los Tiempos de la Sustentabilidad – Arq. Susana I. Mühlmann

Introducción

En 1999 asistí a una novedosa jornada sobre toxicidad de los materiales de construcción. En un momento dado, un señor mayor, muy humilde, se acercó al estrado y pidió dirigirse al público. La sorpresa de los organizadores y la mirada curiosa de los asistentes le dieron su apoyo. El señor alzó frente al auditorio una hoja de papel con un mapa coloreado a mano, y con suave firmeza, explicó que ese gráfico era la Provincia de Buenos Aires, y que los colores señalaban tierras habían sido campos de cultivos, pero que en la actualidad se explotaban para la fabricación de ladrillos. La contundente frase final quedó grabada en mi memoria y me heló el alma: “Estamos destruyendo nuestra Pampa”.

Años después, en el equipo del CIHE[1] surge este relato y se decide estudiar la situación del ladrillo macizo en la Argentina, que acorde a la afirmación que sostiene que la cultura hace hincapié en el momento que se vive, comienza con una breve reseña histórica para situarnos en contexto.

Composición, Tema: El Ladrillo

El ladrillo macizo es uno de los materiales de construcción por excelencia. Hijo directo del adobe, sus orígenes se remontan a más de nueve milenios en regiones asiáticas con escasez de piedra, en las que hasta hoy se yergue la evidencia de su extendido uso.  Desde los zigurats de la Mesopotamia y la Gran Muralla China, hasta los acueductos romanos y las pirámides precolombinas, el ladrillo macizo forma parte del legado constructivo, arquitectónico y cultural del mundo. Pero además de su evidente durabilidad y versatilidad, entre tantas cualidades y propiedades que lo mantienen vigente en el diseño y la construcción de hoy, ¿qué es lo que hizo posible su presencia en todos los continentes? La respuesta es muy simple, está hecho de la primera piel de nuestro planeta: la tierra.

El Ladrillo llega a las Indias

Si retrocedemos unos 500 años, cuando el ladrillo entró al continente de la mano de la Conquista Española, la prioridad era erigir construcciones con rapidez y acorde a lo que conocían: la tradición constructiva de la que provenían. El progresivo sometimiento de los indígenas permitió una mano de obra barata, que aprendió sin dificultad y con aportes de su propia cultura, la técnica del adobe primero, y del ladrillo macizo después. Son invalorables los ejemplos aún en pie de la Arquitectural Colonial y Pos Colonial en toda América Latina. Era una época en la que los recursos naturales se consideraban ilimitados, y la valoración, en el caso de los materiales de construcción, pasaba por la facilidad de su obtención y trabajabilidad. Se ponderaba el Uso, basado en el paradigma de lo Utilitario.

La Gran Inmigración, los Trenes y el Siglo XX

A partir de la Revolución Industrial, las prioridades del mundo occidental cambian y prima el Costo Económico, ahora basado en el paradigma del Costo Beneficio en relación a la Producción. Sin embargo, hay puntos del paradigma anterior que siguen rigiendo, como la idea de que los recursos naturales jamás tendrán fin, y también, la introducción de nuevas tradiciones constructivas, por ejemplo, la inglesa, con sus estaciones de ferrocarril, que pasaron a formar parte del paisaje argentino y que con poco o nulo mantenimiento, aún perduran en considerable número.

Ya avanzado el Siglo XX, nuevos movimientos arquitectónicos llegan a nuestras tierras, y si bien esto trae el desarrollo de nuevas tecnologías y materiales, el ladrillo macizo, ahora acompañado de su hermano moderno, el ladrillo hueco, no se va. En un mundo de innovación, la mampostería ladrillera es tradición en la Argentina, y con juntas de argamasa o de cemento, hecho a mano o salido de una máquina, el humilde ladrillo, adaptable todos los movimientos y estilos, sobrevive y habita construcciones de cualquier edad.

Milenios de historia deberían demostrar ventajas y beneficios de tan noble material, sin embargo, nuevos estudios con diferentes enfoques revelan que el apreciado ladrillo no es tan benigno, y sobre todo, no proyectable para el futuro, a menos que el deseo de su uso y la toma de conciencia de lo que determinados impactos están produciendo, decidan la implementación de drásticos cambios, sobre todo en políticas de estado.

El Ladrillo Macizo en los Tiempos de la Sustentabilidad

Con el progresivo agotamiento y contaminación de los recursos naturales, las relaciones entre determinadas tecnologías y substancias con el impacto en el ambiente y la salud, y el impacto a corto, mediano y largo plazo que la irreversibilidad de determinados daños y proyección de los mismos u otros (impacto) a futuro tendrán en el planeta, entramos en el paradigma de la Sustentabilidad, definida como “un crecimiento económico con bienestar para asegurar la satisfacción de sus necesidades, sin comprometer las de las generaciones futuras” (Brundtland, 1987)[2]

Tomamos como encuadre los aspectos que están relacionados con las cualidades de los materiales, y sobre la premisa de la prevención en las consecuencias directas o indirectas sobre el ser humano y el planeta, tales como, la reducción de los elementos que puedan contener substancias tóxicas que causen detrimento en la salud y/o degradación del ambiente, la reducción de toda contribución a la problemática del desequilibrio climático, y el cuidado y la conservación de los recursos naturales, aspecto éste, en el que se encuadra nuestro objeto de estudio: el ladrillo macizo.

Criterios de Evaluación

Dada la complejidad del tema, los aspectos tomados en cuenta en este artículo son el Ciclo de Vida Útil (obtención de la materia prima; procesamientos, transporte y estibado; aplicación o instalación en obra; uso y el final de su vida útil), la Composición química y el Comportamiento ante el fuego. 

Situación Local del Ladrillo Macizo

En principio, el ladrillo macizo proviene de un recurso natural no renovable, y según organismos especializados, el 99 % de la producción que llega al mercado es informal y en los hornos abiertos no hay control de las emisiones.

• En este sentido, los ensayos de calidad para verificar que no haya, por ejemplo, eflorescencia ni sales solubles, no son obligatorios.

• Otro factor a tomar en cuenta es que para fabricar ladrillos de buena calidad se necesita humus, que es el componente más fértil de la tierra y su extracción (se llama decapitación) degrada el suelo.
• La utilización de humus para ladrillos es un ejemplo de lo que es el desarrollo NO sustentable, porque no sólo degrada o baja la producción de un recurso natural, en este caso suelo productivo, sino que lo elimina.
• Un estudio realizado para el partido de La Plata muestra la situación actual de la tierra, en cuanto a urbanización, producción agrícola, localización de ganadería, tierras que han sido decapitadas y localización de hornos ladrilleros, en la que se verifica una franja óptima de suelos con capacidad agraria al norte del Río Salado, en la que se encuentra Chacabuco, cuyos suelos han sido de los más ricos de la región, y que en este momento están gravemente degradados.

Otros Componentes del Ladrillo Macizo:

Dependiendo de dónde se realiza la extracción, es usual que la tierra pueda contener substancias propias de actividades de la zona, las cuales pueden ser inocuas o no, por ejemplo:

• Si hay contenido de trapos y /o pelusas de lana o algodón, paja o materia vegetal diversa en estado natural (sin agregados químicos), y/o excremento vacuno y equino (bosta, ya sin emanaciones de gas metano), las emisiones surgidas de la quemazón no producirán efectos adversos en la salud ni en el ambiente.
• Si hay contenido de fibras sintéticas, y/o plásticos y acrílicos, el resultado de la quemazón será tóxico, y si hay contenido de ácido fluorhídrico, tanto en la tierra como en el agua de amasado, será carcinogénico.
• Hay una tendencia a usar residuos de la producción agraria y de otras industrias, cuyas substancias habrá que estudiar en relación a la salud de las personas y el impacto ambiental.
• Un estudio sobre la utilización de virutas de cuero proveniente de curtiembres basa su seguridad en que las virutas queden confinadas en el interior de los ladrillos, alternativa altamente cuestionada dado que estas virutas contienen substancias peligrosas como el cromo.

Alternativas Sustentables para la Fabricación de Ladrillos Macizos:

Ante este panorama, la fabricación de ladrillos macizos en el marco de la Sustentabilidad no parece posible, sin embargo, hay estudios que demuestran que bajo determinadas condiciones, puede serlo.

Existe desde siempre, una competencia de usos entre la producción agropecuaria, el uso urbano y la actividad extractiva. Con una estrategia apropiada se podría realizar extracción con urbanización sin afectar las actividades productivas.

• Si la extracción (decapitación) de suelo fértil se hiciera estratégicamente bordeando lo que ya es zona urbanizada, y en tierras previamente destinadas mediante ordenanzas a ser urbanizadas a corto plazo, no habría degradación, ya que esos suelos terminarían siendo cubiertos por construcción. Sería una excavación de obra en dos pasos, primero retirando la capa de suelo apta para hacer ladrillos, y luego realizando el resto de la excavación.
• Otra alternativa es la utilización de suelos menos ricos (al sur del Río Salado), a los que se pueden agregar aditivos químicos y minerales para mejorar su calidad.
• También se está investigando la utilización de materiales alternativos al humus, como por ejemplo, los sedimentos de ríos y lagunas. Estos sedimentos son material en suspensión que naturalmente decanta. Un ejemplo lo tenemos en Mendoza, en fincas con actividad agrícola,  cruzadas por canales de riego que se dragan una vez al año. Estudios hechos a escala de laboratorio demuestran su efectividad para fabricar materiales de construcción. Si se hiciera un estudio a nivel de planta productiva, probablemente se podría fabricar un considerable volumen de ladrillos. Actualmente, el material extraído del dragado se deja en los bordes, pero si se planificara su utilización, esto implicaría que el gasto de extracción ya estaría solventado.
• Otra posibilidad es la utilización de material de las obras del dragado del Río Salado y otras vías navegables. Los ríos siempre trasportan material de arrastre (por el fondo) y en suspensión, que por múltiples razones (lluvias, cambios de curso, cambios en la sección de escurrimientos (Delta del Paraná), formación de embudos, cambios de velocidad, etc.), decantan. Estudios internacionales y uno para La Plata demuestran la aptitud de estos materiales finos para la industria de la construcción y cerámicos.
• Otra alternativa para la Provincia de Buenos Aires sería el aprovechamiento de los “bajos” localizados en la denominada Pampa deprimida del Salado, (cauces de arroyos, lagunas, bañados). Estas áreas funcionan naturalmente como elementos reguladores ante problemas de inundaciones. Cuando se colmatan (rellenan), totalmente, pierden su capacidad reguladora, con lo cual se agrava el problema de las inundaciones. Si se pudiera recuperar estas cuencas como elementos reguladores, dragándolas, ese material serviría, además, para revertir la utilización de humus para la fabricación de ladrillos.
• En la medida que se resuelvan los problemas obtención de materia prima y se realicen estudios de composición en cada lugar de extracción, quedaría por resolver la cochura, que podría realizarse en hornos cerrados como los de los ladrillos huecos (que tienen mayor contenido de arcillas que los macizos, es decir, no utilizan tierra fértil). De esa manera se podrían controlar temperatura y humedad, lo que reduciría deformaciones y cambios de color, y también las emisiones al exterior.

Conclusiones:

Hacer un edificio de ladrillos macizos en Argentina es y será sustentable, siempre y cuando se cumpla con:

Alentar políticas de gestión ambiental que contemplen:

• Estudios de impacto ambiental en extracciones y procesamientos.
• Extracción de materias primas en lugares adecuados.
• Control de la composición y cochura de los ladrillos.
• Control de las condiciones de seguridad en cavas y plantas de producción (amasado, moldeo, secado, horneado y estibado).
• Control de los ladrillos macizos que se comercializan.
• Normativas para manipulación de eventuales materiales peligrosos.

El mercado de materiales está en permanente evolución, y no se puede cambiar abruptamente, como así tampoco modificar las políticas de manera inmediata; son procesos en los que es necesario objetivar un futuro, formar las estrategias y vehiculizarlas a través de métodos flexibles, en concordancia y obligado ajuste a la dinámica existente.

Sí es importante conocer lo que seleccionamos, tomando en cuenta todas las etapas y detectar en dónde se produce (o puede producirse) un impacto negativo, para reducirlo tanto para las personas como para el ambiente, y en caso del ladrillo macizo, proteger nuestra Pampa, que es el objetivo de esta publicación.

Asesoramiento Científico-Técnico recibido:

Instituto de Geomorfología y Suelos de la Universidad de La Plata – Arq. Mirta Cabral y Arq. Luis Forte.

Dr. Felipe Monk, químico especialista en Patologías de la Construcción

Agradecimientos:

Al Arq. Juan Ignacio Cantiri, Pasante de Investigación CIHE-SI-FADU-UBA, por su aporte en la reseña histórica.

(*) Este artículo está basado en el capítulo “Sustentabilidad de los materiales”, de la investigación correspondiente al Proyecto de Investigación UBACYT A013 “Certificación de edificios sustentables y el MDL aplicado al sector edilicio” CIHE-SI-FADU-UBA, bajo la dirección de los Dres. Profs. Arqs. Silvia de Schiller y Martin Evans.

———————————————————————————————————-

Referencias editoriales: Mühlmann S. (2011) El ladrillo macizo en los tiempos de la sustentabilidad, Arquis – Documentos de Arquitectura y Urbanismo, Editado por la Universidad de Palermo, ISSN 0328-2384, Buenos Aires.

[1] Centro de Investigación Hábitat y Energía de la Facultad de Arquitectura, Diseño y Urbanismo de la Universidad de Buenos Aires

[2] Bruntland, G. H. (1987), UN Documents, Gathering a Body of Global Agreements, The Report of the Brundtland Commission, Our Common Future, Chapter 2: Towards Sustainable Development, Oxford University Press.

DKozak_FOrtiz_Llegar a CU en bici_2015