Embed Size (px)
Citation preview
1
ICCYC
Carlos M. Chang, Ph.D., P.E.
Pavimentos de Concreto y Sostenibilidad Ambiental
2
Reflexión Inicial
El Ingeniero de pavimentos se concentratradicionalmente en:
Diseño estructural
Materiales que componen el pavimento
Construcción
Ampliar la perspectiva para considerar en los proyectos la conservación del medio ambiente.
¿Estamos perdiendo el objetivo principal?
3
El agujero en la capa de ozono sobre el Antártico cadaprimavera se incrementa ocasionando un incrementogradual de la temperatura en el medio ambiente.
El incremento de la temperatura promedio se proyectaentre 1.5 oC a 4.5 oC entre hoy y el año 2050.
Se estima que el nivel del mar se incrementará entre 4.7 pies a 7.1 pies para el año 2100.
Los niveles de los mantos freáticos están cayendorápidamente en partes de Africa, China, India y Américadel Norte mientras que la necesidad de agua se incrementa.
Nuestro Medio Ambiente
4
Nuestro Medio Ambiente
Más de 50 pesticidas contaminan el agua subterránea.
Se pierden 26 billones de toneladas de suelo porerosión anualmente.
Anualmente se forman 6 millones de hectáreas de desiertos por una mala administración de los suelos.
Las selvas tropicales se han reducido 11 millones de hectáreas por año.
Varios miles de especies de animales y plantas se extinguen al año.
5
Hay una Solución ???
Sí, Desarrollo Sostenible
6
Los Principios de Hannover
El documento se desarrolló en la ciudad de Hannover en el año 2000 durante la exposición “Humanidad, Naturaleza, y Tecnología”
También se le conoce como Carta de Derechos de la Tierra.
Estos principios deben ser considerados por diseñadoresplanificadores, personal gubernamental, y todos los queestén involucrados en proyectos que afecten el medioambiente.
Estos principios son para cumplir con las necesidades del presente sin comprometer la habilidad del planeta para mantener un futuro igualmente sostenible.
Dr. Carlos M. Chang, Ph.D., P.E.
1
7
¿Qué se está haciendo?
Muchos proyectos se han desarrollado con el fin de contribuir a la preservación del medio ambientemediante la aplicación de la sostenibilidad endiferentes niveles:
Comunidad Educación Empresarial / Industrial
8
Sostenibilidad: Deriva del latín:
En esencia, la capacidad para perdurar en el tiempo.
Término aplicado de manera muy amplia a todas las facetas de la vida, pero cada vez más en el contexto de la sostenibilidad humana en la Tierra
8Libro – Pág. 42
¿ Qué es Sostenibilidad ?
9
Habilidad de mantener cierto proceso o estado.
Sostenibilidad = Sustentabilidad
La ingeniería es la interface entre la Ciencia y la Sociedad
10
Desarrollo Sostenible
El desarrollo sostenible no solamente es
preservar el medio ambiente sino tambiėn
considerar aspectos sociales y económicos.
Evaluar el impacto económico y social durante
el ciclo de vida de los proyectos es
indispensable.
11
Ciudad Inteligente (Smart City)
Con el fin de responder a la crisis financiera
mundial y satisfacer las necesidades de
desarrollo de la ciudad moderna, en 2009,
IBM de Estados Unidos propuso el concepto de
"ciudad inteligente" (Smart City) (IBM Institute
for Business Value 2009).
12
Ciudad Inteligente (Smart City)…
Smart City es un nuevo enfoque de gestión para la ciudad (Sotiris 2012) que tiene varios retos para su implementación porque involucra actividades multidisciplinarias que emplean la tecnología de la información como plataforma común para promover el desarrollo.
Dr. Carlos M. Chang, Ph.D., P.E.
2
13
Ciudad Inteligente (Smart City)
La ciudad inteligente implica desarrollo de la tecnología de la comunicación, la creación de redes, la nube virtual y otros de tecnología de punta como el para hacer la infraestructura, servicios públicos y mejorar la conectividad entre la infraestructura de la ciudad -detección e inteligente - para acelerar la eficiencia operativa de la ciudad, mejorar la ventaja competitiva a largo plazo, y mejorar la calidad de vida de las personas.
14
Tabla 1. Análisis de Caminos Construcción de Ciudad Inteligente
Tipos Concepto
Orientada a la Innovación
Basada en la aplicación de la nuevas tecnología de informática y redes virtuales, para promover el desarrollo de la ciudad.
Orientada a la Industria
Basada en la industria de alta tecnología para promover una red industrial inteligente como motor principal del desarrollo.
DesarrolloSostenible
Con un enfoque orientado a la protección del medio ambiente y el desarrollo sostenible de los recursos como punto de partida, la formando redes de gestión inteligentes, reutilización racional y eficiente de los recursos existentes.
DesarrolloMulti-objetivo
Desarrollo multi-objetivo considerando la actualización inteligente industrial continua, el potenciador de los servicios de la gestión pública, la mejora de las condiciones de vida y el uso sostenible de los recursos en el proceso de desarrollo de la ciudad inteligente.
Orientada a los Serviciosde Gestión
Optimización del servicio de gestión público para que la ciudad administrativamente sea más eficiente, inteligente y conveniente.
15
Sostenibilidad y Pavimentos
17 18
La existencia de las actuales carreteras hasignificado un esfuerzo permanente no sóloeconómico en recursos monetariosinvertidos, sino también en esfuerzopersonal de millones de pobladores desdeépocas remotas, que necesitabanintegrarse entre ellos.
Nuestras Carreteras
Dr. Carlos M. Chang, Ph.D., P.E.
3
19
Los Incas• Siglo XIII – XVI
• 1.8 millones Km2
• Idioma oficial: Quechua
• Zona: Occidental Americadel Sur Peru, Chile, Argentina,
• Bolivia, Ecuador y Colombia
• Capital: Cusco
• Economia : Agricultura, Ganaderia y Metalurgia.
• Administracion eficiente no habiahambruna y se habia desterrado lapobreza.
• No habia ni moneda, ni mercado, ni comercio, ni impuestos.
21
Tipos de Pavimento
Flexible: Pavimento constituido por capas múltiples de materiales siendo la capa superior de mezcla de asfalto en caliente.
Rígido: Pavimentos de concreto compuestos por una mezcla cemento portland con agua y agregados. El pavimento de concreto convencional se coloca con encofrado fijo o con equipos de encofrado deslizante. Una variante es el concreto rodillado.
22
Pavimentos Flexibles
22
Capas granulares (con o sin estabilización) de base y subbase
Capas de rodadura: asfalto o tratamiento superficial
asfalto
berma
base
subbase
zona de tránsito
subrasante (terreno de cimentación)
estructurapavimento
23
Poseen capa de rodadura de Concreto Portland
Con y sin base granular Hay distintos tipos dependiendo del diseño y
de la existencia de armaduras de refuerzo
concreto
berma
subbase
zona de tránsito
subrasante (terreno de cimentación)
estructurapavimento
Pavimentos Rígidos
24
Asfalto y Concreto: Diferencias en los Pavimentos de Asfalto y Concreto
Dr. Carlos M. Chang, Ph.D., P.E.
4
25
Sostenibilidad… y Pavimentos
¿ Qué es la sostenibilidad en el contexto de las carreteras y de los pavimentos específicamente ?
26
Pavimentos Sostenibles
a. Aspectos Medio Ambientales
b. Aspectos Económicos
c. Aspectos Sociales
Sostenibilidad
Aspectos Sociales
Aspectos Económicos
Aspectos Medio ambientales
27
Sostenibilidad y Pavimentos…
Fundamentalmente,
¿Cómo equilibramos:
Entorno natural,
Necesidades de la sociedad ,
Vitalidad económica
en el diseño, construcción, mantenimiento, y rehabilitación de los pavimentos ?
28
Resistente Soportar cargas de tráfico y condiciones medio-ambientales a lo largo de su vida útil
ServiciabilidadRegularidad Superficial / Comodidad al Transitar
EconómicoBajo costo inicial de la construcción
Bajos costos de mantenimiento
Amistoso al Medio Ambiente
SeguridadFricción
Drenaje
Características un Pavimento Sostenible
29
Pavimentos Sostenibles
a. Aspectos Medio Ambientales El calentamiento global y las emisiones Consumo de energía Materias Primas / Reciclaje / Contaminación del aire / ruido Residuos
b. Aspectos Económicos Costos Iniciales Costos durante el Ciclo de Vida incluyendo costos del usuario
c. Aspectos Sociales Seguridad Vial Comodidad del usuario al manejar Tiempos de desplazamiento del usuario
301924. Av. Venezuela – Salida de Lima
Dr. Carlos M. Chang, Ph.D., P.E.
5
31
1968. Vía Expresa - Lima
Pavimento: losa de concreto. de cemento Pórtland de 19 cm. deespesor, con ensanche en los bordes hasta un total de 24 cm.
Dr. Carlos M. Chang, Ph.D., P.E.
6
1
ICCYC
Carlos M. Chang, Ph.D., P.E.
El Pavimento de Concreto como Estructura Sostenible
2
Calentamiento Global
Las temperaturas globales han aumentado 0.6 oC en los últimos 130 años.
Este “cambio climático” podría tener un gran impacto en nuestras vidas.
Este aumento de la temperatura global conduce a un enorme impacto en una amplia variedadde actividades afectadas por el clima.
Las actividades humanas y el clima tienen unarelación directa.
El continuo crecimiento de las ciudades y el calentamiento global causan altas temperaturas en zonas densamente pobladas.
Efecto de Isla Calor (Heat Island)
4
¿Por qué Mitigar el Efecto Isla Calor ?
La reducción del efecto isla calor beneficia al medio ambiente mejorando la salud humana y nivel de confort de los habitantes.
El incremento de la temperatura tiene un efecto directo en el consumo de energía y en las condiciones de confort térmico en zonas residenciales.
5
¿Cómo Mitigar el Efecto de Isla Calor ?
Agencia de Protección Medio-Ambiental (EPA) de los E.U. propone como estrategias para reducir el efecto isla de calor:
Aumentar áreas cubiertas con vegetación
Construir con “materiales frescos"
Construir “pavimentos ecológicos o verdes“
6
Áreas Cubierta en Ciudades de los E.U.
Source: Rose, L.S., H. Akbari, and H. Taha, “Characterizing the Fabric of the Urban EnvironmenCase Study of Greater Houston, Texas,
Ciudad Pavimento Vegetación Techos Otros Total
Sacramento 45% 20% 20% 15% 100%
Chicago 37% 27% 25% 11% 100%
Salt Lake City 36% 33% 22% 9% 100%
Houston 29% 37% 21% 12% 100%
Dr. Carlos M. Chang, Ph.D., P.E.
7
Efecto de Isla Calor (Heat Island)
Alrededor del 30% de la superficie total de una ciudad es ocupada por los pavimentos.
Por lo tanto reducir las temperaturas de la superficie cubierta por los pavimentos es muy beneficioso.
1-01
8
- Los pavimentos tienen una alta capacidad de absorción térmica.
- Los pavimentos son considerablemente más calientes que la temperatura del medio ambiente y emiten este exceso de calor al aire.
- El balance energético que ocurre en la superficie del pavimento está relacionado al efecto isla calor.
Pavimentos y el Efecto Isla Calor
9
El Espesor del pavimento influye en la cantidad de calor que puede almacenar.
Permeabilidad para permitir que el agua y el vapor de agua pase a través de ellos (o ser almacenadas dentro de los vacíos del pavimento). Pavimentos permeables aprovechan el efecto de enfriamiento de la evaporación.
Flujo de aire por convección, pavimentos porosos se enfrían más rápido que los pavimentos densos.
Factores que Influyen la Absorción, Almacenamiento el Calor en el Pavimento
10
Absorción, Almacenamiento, e Irradiación del Calor en los Pavimentos
Conductividad mide la velocidad a la cual el calor se transfiere a través del pavimento. Un pavimento con baja conductividad se calienta en la superficie rápidamente, pero no almacena más calor que uno con mayor conductividad.
Emisividad es una medida de la velocidad a la que un objeto puede irradiar el calor de su superficie. Los objetos con mayor emisividad irradiaran el calor más rápido.
11
- Entre los factores de mayor influencia se encuentran las propiedades térmicas de los materiales de construcción.
- Las propiedades termofísicas de los materiales, especialmente el albedo solar y la reflexión infrarroja, tienen un fuerte impacto en el equilibrio energético de las ciudades.
Materiales y el Efecto Isla Calor
12
Absorción, Almacenamiento, e Irradiación del Calor en los Pavimentos
Albedo o reflectancia solar es la capacidad de una superficie para reflejar la radiación de onda corta (luz visible en su mayor parte), un albedo más alto significa una mayor capacidad para reflejar la luz.
Por lo tanto, un albedo más alto reduce la cantidad de energía solar absorbida por el pavimento y lo mantiene más fresco. En general, el albedo se correlaciona con el color. Colores más claros tienen una albedo más alto .
“El uso de materiales de construcción brillantes y claros reduciría la temperatura ambiental.”
Dr. Carlos M. Chang, Ph.D., P.E.
8
Si se utilizan agregados brillantes en el pavimento de concreto de cemento Portland, éste será más más reflectivo que otras superficies de pavimento.
La reflectancia en el pavimento de concreto de cemento Portland es de cuatro a cinco veces mayor que la del pavimento de asfalto.
Fuente: Research Institute of the Austrian Cement Association, Vienna, Austria
Reflectancia
14
Pavimentos “Frescos”
El concepto de pavimento “fresco” se basa en el principio de que al aumentar la reflectancia de la superficie del pavimento, menos luz solar (calor) es absorbida, bajando la temperatura del pavimento.
15
El pavimento de cemento Portland ha sidopropuesto como un pavimento “fresco” debidoa que tiene mayor reflectividad.
Esta mayor reflectancia implica unadisminución entre 1 y 3 ºC en el medioambiente frente a la obtenida con lospavimentos asfálticos.
Pavimento “Fresco” de Cemento Portland
16
El uso de materiales de construcción con un albedo alto también reduce el consumo de energía. Esto tiene un efecto positivo sobre las emisiones de gases de efecto invernadero, especialmente en la reducción de CO2, que se acumula debido a la generación térmica de energía eléctrica.
Los pavimentos de concreto tiene un albedo entre un 10 y un 15% mayor que el los pavimentos de asfalto (obscuros), lo que equivale a una reducción del CO2 de 25 a 38 kg por metro cuadrado (60% y el 90% del CO2).
Pavimento “Fresco” de Cemento Portland
17
Los tipos de pavimento se agrupan en 4 categorías de
reflectancia en un rango desde R1 (alta reflectancia) a R4
(baja reflectancia):
R1: Pavimento de Concreto de Cemento Portland
R2: Pavimento de asfalto de 10 cm de espesor con 60% de
agregado grueso
R3: Pavimento de asfalto con agregados de color oscuro y
textura áspera después de unos cuantos meses de uso
R4: Pavimento de asfalto con una textura muy lisa
Albedo y Reflectancia
18
La reflectancia del pavimento tiene una relación directa con el consumo de energía eléctrica en lo que a iluminación respecta.
Para lograr el mismo nivel de iluminación en una calle, el pavimento con una reflectancia R3 (asfalto) requiere 47.7% más de iluminación que el pavimento tipo R1 (concreto).
Reflectancia y Ahorro de Energía
Dr. Carlos M. Chang, Ph.D., P.E.
9
19
Reflectancia y Ahorro de Energía
Se afirma que los pavimentos de cemento Portland demandan un costo por consumo de energía del 50% menor que los pavimentos asfálticos para obtener un nivel de iluminación equivalente.
20
Debido a la mayor reflectancia de los pavimentos de concreto de cemento Portland, se puede obtener el nivel especificado de luminancia con un número menor de luminarias.
El pavimento R1 requiere 27 postes instalados por milla, mientras que el pavimento R3 requiere 39. Esta es una diferencia de 12 postes de iluminación por milla.
A US$ 2,000 por unidad de iluminación, las cuales incluyen equipo y costos de instalación, el pavimento R1 ahorra US$ 24,000 por milla solamente en costos iniciales.
Reflectancia y Ahorro de Energía
21
Reflectancia y Seguridad
Las superficies de pavimentos de concreto de cemento Portland reflejan mucho más la luz.
Influencia directa sobre la seguridad vial tanto de los peatones como de los vehículos, al aumentar la visibilidad nocturna.
22
Diseño, Construcción, y Mantenimiento de Pavimentos
y los Principios de Ingeniería “Verde”
23
¿ Qué es la Ingeniería Verde ?
Diseño, comercialización y uso de productosy procesos que son factibles y económicosmientras se reduce al mínimo:
Riesgo para la salud humana y el medioambiente
Generación de la contaminación en el origen
24
¿ Cuáles son los PrincipalesObjetivos de la Ingeniería Verde ?
Seleccionar materiales de bajo impacto para el medio ambiente
Evitar los materiales tóxicos
Elegir los procesos de producción más limpia
Maximizar la eficiencia de energía y agua
Diseñar para minimizar residuos
Diseñar tomando en cuenta el reciclaje y la reutilización de materiales
OPTIMIZACION DE RECURSOS!!!
Dr. Carlos M. Chang, Ph.D., P.E.
10
25
Introducción al Análisis del Ciclode Vida (ACV) o (LCA)
26
Análisis del Ciclo de Vida (ACV) Definición
Un enfoque sistemático que sirve para evaluar el impacto de los proyectos en el medio ambiente, porun producto, proceso, o sistema (PPS).
27
Análisis del Ciclo de Vida (ACV) (cont’…)
Se refiere a todas las actividades en el transcurso de la vida del producto considerando:
28
Principales Componentes de un ACV
1. Definición del objetivo y alcance
2. Análisis de Inventario
3. Valoración del Impacto
4. Interpretación
29
Paso 1. Definición del objetivo y alcance
Definición y descripción del producto, proceso o sistema.
Identificación de los objectivos y efectosambientales que seránestudiados y valorados.
30
Paso 2. Análisis de Inventario
Identificar y cuantificar: Energía, agua, uso de material y emisiones ambientales (Ej., emisiones al aire, desechos sólidos, descargas de aguas negras)
Dr. Carlos M. Chang, Ph.D., P.E.
11
31
Paso 3. Valoración del Impacto
Evaluar y cuantificar los posibles efectos hacia la humanidad y el medioambiente que los diferentes tipos de emisiones, y el uso de distintos materiales liberan(previamente identificadosen el análisis de inventario).
32
Paso 4. Interpretación
Evaluación de los resultados del análisisde inventario y la valoración del impacto con el propósito de seleccionarel producto/proceso con menor impactoambiental.
33
Efecto de las Decisiones en el Ciclo de Vida de un Proyecto
34
Carreteras Eco-amistosas
ACPA Reporte Especial en Carreteras Verdes… Destaca la longevidad Innumerables ejemplos en todo el mundo
http://www.pavements4life.com/qds/sr385p.pdf
35 36
Beneficios Sustentables másallá de la Longevidad
Se puede lograr a través de la optimización del diseño y mezcla de concreto.
Dr. Carlos M. Chang, Ph.D., P.E.
12
37
ACV y Pavimentos …
Implica un "análisis de los impactos acumulados a lo largo de todas las etapas del ciclo de vida “
Sólo a través de una evaluación del ciclo de vida completo, los administradores viales poder cuantificar los impactos acumulados de sus decisiones.
Serie de normas ECV ISO 14040
38
AASHTO: Centro de Investigación de Transporte y
Cambio Climático define cinco categorías
Estrategias para la construcción, mantenimiento, y gestión.
Análisis del Ciclo de Vida
Tecnologías para la pavimentación
Construcción de las carreteras
Iuminación
Estrategias para Mitigar el Impacto Medio Ambiental
39
Análisis de Costos en el Ciclo de Vida del Pavimento
40
Costos Durante el Ciclo de Vida
El costo de construcción, incluyendo el de diseño y supervisión.
El costo de conservación o mantenimiento.
El costo de operación.
41
Tiempo
Costo
Construcción Inicial
Rehabilitación
Mantenimiento
Remanente
Costos Durante el Ciclo de Vida
42
Costos de la Agencia
Construcción Inicial: 70 a 90%
Rehabilitación: 10 a 25%
Mantenimiento Reactivo: Casi no tiene efecto
Valor Remanente: Muy poco efecto
Dr. Carlos M. Chang, Ph.D., P.E.
13
43
Tiempo
Valor Presente
Neto
Construcción Inicial
Rehabilitación
Mantenimiento
Remanente0
El costo de todas las actividades son calculadas a tiempo = 0 utilizando la tasa de descuento especificada.
Valor Presente Neto
44
Fórmulas Básicas
Valor Presente:
1 /(1 )n nP F i F i
45
Los Costos de Usuario Incluyen...
Operación vehicular
Demora de Usuario
Colisión (Accidentes)
46
Costos Operativos
Vehículo de Pasajeros = $11.58/hora
Camión de Unidad Sencilla = $18.54/hora
Camión Ejes Múltiples = $22.31/hora
47
Consumo de Combustibles y laHuella de Carbono
48
Los análisis de costos tradicional durante el ciclo de vida no consideran muchas veces el costo de combustibles, su impacto económico y medio ambiental.
El combustible es el componente principal de los costos de operación, por lo que se debe estudiar el consumo de combustible por clase de vehículo, diseño de carretera, tipo y condición de los pavimentos.
Costo de Combustibles
Dr. Carlos M. Chang, Ph.D., P.E.
14
49
Pavimento de Concreto de Cemento Portland
Pavimento Asfáltico
50
Se utilizan 2.90 galones de combustible diesel por tonelada de pavimento asfáltico
Se utilizan sólo 0.50 galones de combustible diesel por tonelada de pavimento de concreto de cemento Portland
Consumo de Combustible (FHWA)
51
Consumo típico de combustible diesel requerido para la construcción de una milla de pavimento asfáltico y pavimentos de concreto de cemento Portland.
Pavimento Asfáltico Mínimo (galones)
Promedio(galones)
Máximo(galones)
Producción 6,468 8,981 12,936
Acarreo (0-10 millas) 1,035 1,220 1,257
Colocación (3 capas necesarias)
222 517 739
Total 7,725 10,718 14,932
Pavimento de Concreto Cemento Portland
Mínimo(galones)
Promedio(galones)
Máximo(galones)
Producción 293 548 880
Acarreo (0-10 millas) 645 939 1,310
Colocación (3 capas necesarias)
254 430 606
Total 1,193 1,916 2796
Consumo de Combustibles (FHWA)
52
Carbono Neutro
El concepto de “carbón neutro” se refiere a la practica de balancear los equivalentes de emisiones de dióxido de carbono, con practicas de reducción y compensación
53
Emisiones de gases de los vehículos incluyen:
HC, CO, CO2, NOx, SOx,
PM30, PM10, PM2.5 and Pb.
Afecta la capa de ozono, contaminación del aire, gases de efecto invernadero, calentamiento global.
El consumo de combustible en la carretera produce aproximadamente el 23% de las emisiones de gases de efecto invernadero en los EE.UU. (SHRP 2, 2013)
Emisiones
54
Factores que Influyen en el Consumo de Combustible
- Las fuerzas que actúan sobre el vehículo, incluyendo: Resistencia a la rodadura ← condición del pavimento Gradiente Inercia Curvatura Las fuerzas aerodinámicas
- Para describir el estado del pavimento para el propósito de resistencia a la rodadura, se observan dos características del pavimento (Wang et al, 2012.):• Índice Internacional de Rugosidad (IRI)• Profundidad media del perfil (MPD) o Profundidad media de la
Textura (MTD)
Dr. Carlos M. Chang, Ph.D., P.E.
15
55
Relación entre el IRI, Carretera Condición y Velocidades
56
Las tasas de consumo de combustible en esta indican que el ahorro de consumo de combustibles es de 3 a 17% en los pavimentos de concreto de cemento Portland.
Combustible consumido(millones de galones/ año)
Total de CO2
(millones ton métricas /año
Pavimento de concreto de cemento Portland, 30 mphVelocidad constante, en seco
3,598 12.7
Pavimento de asfalto, 30 mph, Velocidad constante, en seco 3,775 13.32
Pavimento de concreto de cemento Portland, 30 mphVelocidad constante, en húmedo
4,783 16.88
Pavimento de asfalto, 30 mph, Velocidad constante, en húmedo 4,942 17.44
Combustibles y CO2
57
Al ahorrar combustible se emite menos CO2 a la atmósfera. El ahorro estimado en emisiones de gases de 2,5 kg CO2 por m2, siendo significativo en toda el ciclo de vida útil del pavimento.
La disminución media de CO2, es de 150.000 t en un tramo de100 km. a lo largo de los 30 años de la vida útil de un pavimento.
Menos Emisiones de CO2
58
Recomendaciones para el Análisis delCiclo de Vida del Pavimento
Incluir los costos durante el ciclo de vida por emisiones de gases debido a: producción, construcción del pavimento deterioro del pavimento tráfico
Problema de optimización con criterios múltiples con dos objetivos principales: minimizar los costos y la emisión de gases.
Lidicker et al., 2013:
Dr. Carlos M. Chang, Ph.D., P.E.
16
1
ICCYC Costa Rica, Agosto 2010
Dr. Carlos M. Chang, Ph.D., P.E.
Reflexiones Finales Pavimentos Sostenibles
de Concreto
2
Pavimentos Sostenibilidad…
Los beneficios acumulados son significativos en el largo plazo.
No debe ignorarse la fase de operación o uso de la carretera
Mayormente se refieren a combustible y la superficie de reflectividad
Por lo tanto, la pregunta central para ingenieros / administradores : En el contexto de las prácticas sostenibles ....
¿ Nos estamos enfocando en lo correcto?
3
¿En que nos estamos Enfocando Actualmente?
Producción y construcción de materiales (Materiales reciclados RCA, RAP , caucho, culebrilla)
Productos Industriales Reprocesados(Escoria, cenizas volantes ...)
El uso de energía y las emisiones(nuevos cementos, calentamiento mezcla)
4
Programas de sostenibilidad y sistemas de evaluación se han desarrollado para los pavimentos.
Promover Alianzas entre Organizaciones Medio-Ambientales y Asociaciones de Carreteras
Carreteras Amistosas al Medio Ambiente
FHWA Verde Pavimento Tech EDC (t2)
Relacionadas a las fases de producción / construcción
Menor atención al uso a largo plazo o fase operativa de su ciclo de vida!
¿En que Nos Estamos Enfocando Actualmente?
5
Aclaración :
todas las estrategias de sostenibilidad adoptadas son importantes y deben ser promovidas !
... Sin embargo, es útil saber donde causan más impacto
Recientes estudios sobre el ciclo de vida nos están dando ideas sobre la respuesta.
¿Qué Debemos Hacer ?
6
¿Qué Debemos Hacer ?
Ecoperfil de diferentes etapas del Ciclo de Vida de un Pavimento.
Dr. Carlos M. Chang, Ph.D., P.E.
17
7
¿Qué Debemos Hacer ?
A partir de este ACV observamos :
Impactos significativos en la fase de uso, insignificantes en TODAS las otras fases del ciclo de vida
Desde la perspectiva de la energía ... Costos de construcción y mantenimiento de menos del 2 % de la huella energética [ EAPA 2004 ]
Por tanto, (como un ejemplo):
Sólo un 2% de mejora en la porción del carro / coche de la Ecoperfil podría compensar todo el Ecoperfil de construcción y mantenimiento !
8
¿Qué Debemos Hacer ?
Ecoperfil de diferentes etapas del Ciclo de Vida de un Pavimento.
9
¿Cuáles son estos impactos en la fase operacional ?
Las tasas de consumo de combustible del vehículo
- Rigidez del pavimento
- Regularidad del pavimento
Reflectividad de la superficie del pavimento (albedo )
Mitigación del efecto de isla de calor
Requerimientos de iluminación
Potencial de enfriamiento global
10
Estrategias para Mitigar el Impacto Medio Ambiental
Las estrategias recomendadas por la FHWA para mitigar el impacto medio ambiental:
Mejorar los sistemas de transporte incrementandosu eficiecia operativa.
Reducir la congestión de tráfico
Introducir combustibles que generan menos huellade carbono.
Incrementar la eficiciencia de los combustibles
11
ICCYC
Carlos M. Chang, Ph.D., [email protected]
Gracias !!!
Dr. Carlos M. Chang, Ph.D., P.E.
18
