Residuos de construcción y demolición

Aunque a nivel práctico, el uso de árido reciclado procedente de hormigón para la fabricación de un nuevo hormigón, es muy reducido en España, existen ya algunos casos en los que se ha utilizado tanto para hormigón estructural como no estructural.

Aplicación en puentes: Puente de Marina Seca del Forum 2004 de Barcelona

El puente de Marina Seca, una de las obras emblemáticas del FOURM 2004 de Barcelona, fue construido utilizando hormigón reciclado en alguno de sus elementos. Se utilizó un árido reciclado de un único origen (fracción 4/25 mm), con una absorción media de 6,7%, exento de cloruros, y sulfatos. Más del 95% del árido reciclado eran partículas de hormigón. La cantidad de finos inferiores a 0,063 mm fue del 1% y el aporte de finos menores de 4 mm fue del 10%, lo que obligó a una ligera corrección en la cantidad de arena.

Se utilizó una sustitución del 20% de árido reciclado previamente presaturado, con una grado de saturación entre el 80% y el 90%.

La resistencia obtenida fue de 47,8 N/mm², y los resultados de los ensayos de penetración de agua fueron adecuados. La puesta en obra de este hormigón tampoco presentó ninguna dificultad.

Aplicación en puentes: Puente atirantado sobre el rio Turia⁽⁴¹⁾

Esta experiencia piloto de hormigón reciclado estructural se llevó a cabo en la carretera CV-371 (VV-6117) de Manises a Paterna, a su paso sobre el cauce del río Turia. Se trata de un puente atirantado de dos vanos asimétricos con 55,00 m de luz del lado Paterna y  90,00 m de luz del lado Manises, que fue finalizado el año 2008. Este puente reemplazó a una estructura de hormigón ya existente, y el proyecto incluyó el reciclaje del hormigón procedente de la demolición del puente antiguo, mediante su machaqueo y posterior utilización como árido grueso en la fabricación de un hormigón HA-35/F/20/IIb, que se utilizó en la construcción del vano mayor del puente atirantado. En este vano, el tablero es una estructura mixta, formada por dos vigas cajón de acero Cortén y una losa superior de hormigón armado con espesor medio de 21 cm, que fue ejecutada en su totalidad con 400 m3 de hormigón reciclado. Se empleó una proporción de árido grueso reciclado igual al 20% del peso del árido grueso natural.

La dosificación del hormigón reciclado fue la misma que la utilizada habitualmente por la planta para un hormigón convencional H-35, sustituyendo simplemente el 20% de la grava natural por la grava reciclada. En la planta de hormigón se dispuso una tolva específica para almacenar la grava reciclada.

Se realizó un control estadístico del hormigón, modalidad de aplicación general a obras de hormigón armado. El volumen del lote de control fue la mitad del exigido para el hormigón convencional, dividiéndose la obra en 8 lotes de 50 m3, de acuerdo con el Pliego de Prescripciones Técnicas Particulares del proyecto.

La ejecución de la losa de hormigón armado del vano mayor del tablero, se realizó en una única jornada continuada de 10 horas de hormigonado, en el mes de Agosto. Por este motivo se extremaron las precauciones durante la colocación, tomando algunas medidas para evitar efectos negativos en el hormigón por el tiempo caluroso.

El transporte del hormigón reciclado a la obra se realizó mediante camiones, permitiendo realizar un reamasado final e incorporar aditivo superplastificante en el caso en que fuera necesario. El tiempo máximo de transporte fue de 1 hora. Se hormigonó la losa mediante dos bombas  situadas a ambos lados del tablero. Se realizó un curado por regado con aspersores sobre la superficie.

La experiencia piloto desarrollada ha demostrado que la sustitución de un 20% de grava natural por grava reciclada de buena calidad, proporciona un hormigón H-35 de características similares al convencional con la misma dosificación. Este hormigón reciclado, además puede fabricarse, transportarse y colocarse en obra con los medios habituales de bombeo. En esta aplicación particular, la singularidad de la estructura ejecutada, y el hecho de tratarse de una experiencia pionera en España, obligó a extremar las precauciones, incrementando el número de controles durante la ejecución y cuidando todos los aspectos relacionados con los efectos ocasionados por el tiempo caluroso.

Aplicación en edificación⁽⁴²⁾

La única experiencia realizada hasta el momento en España corresponde a una vivienda unifamiliar en la calle Tato de Madrid, correspondiente a un edificio de dos plantas de 300m² de superficie, con sótano para garaje y un forjado de cubierta con pérgola. En la construcción de la vivienda se utilizaron 367 m³ de hormigón reciclado, de los cuales el 58% se emplearon en la cimentación y el 42% en la estructura del edificio. El hormigón de todos los elementos estructurales de la vivienda incorporó un 10% de árido grueso reciclado de hormigón: zapatas de cimentación, muros y solera de sótano, pilares, forjados, voladizo. La grava reciclada procedía de dos fuentes distintas: una de origen controlado, de las zapatas de cimenación de una fábrica demolida en Alcalá de Henares, y otra de una planta de reciclado, obteniéndose en ambos casos la fracción 6/20 mm. Los hormigones proyectados eran de categoría HA-25, obteniéndose resistencias durante el control de obra próximas a 30 N/mm². En la pérgola se utilizó un hormigón HA-35 con resistencias a los 28 días de 41 N/mm²:

Aplicación en hormigón prefabricado

Se puede citar la experiencia de una Planta de prefabricados de hormigón en España, que utiliza sus propios residuos procedentes de rechazos de productos no conformes o excedentes de hormigón para la obtención de áridos reciclados con machacadoras móviles in situ, y con ellos fabrican elementos de hormigón no estructural.

En esta experiencia, se utilizaron los rechazos de losas alveolares fabricadas con un HP-50, para obtener un árido reciclado grueso de excelente calidad, que fue utilizado en la fabricación de paneles de cerramiento con un hormigón HA-35.

Se utilizó un 20% de árido grueso reciclado, obteniendo un hormigón de resistencia igual a 41,7 N/mm².

Aplicación en hormigón no estructural ⁽⁴²⁾

En esta experiencia se realizó una gestión efectiva de reutilización de residuos inertes, fundamentalmente del hormigón procedente de la demolición de los distintos elementos constituyentes de una antigua fábrica de Cementos Pórtland, situada al sureste de Madrid.

Con la finalidad de poder dar un uso alternativo al hormigón procedente de las demoliciones, se instaló una planta de machaqueo en obra, de la que se obtuvo un material árido reciclado que se utilizió como zahorra artificial en subbases de calzadas y aceras de la urbanización que se ejecutó en ese emplazamiento, así como en la fabricación de hormigón no estructural.

En total, de los 58.991 m³ de residuos de hormigón generados en la demolición, se fabricaron unos 2.050 m³ de hormigón de resistencia característica 12,5 N/mm² .

Fuera de España la experiencia práctica en la utilización de hormigón reciclado es más amplia. Algunos de los proyectos  llevados a cabo se resumen a continuación ⁽⁴³⁾.

Países Bajos

En 1988 se empleó aproximadamente 500 m³ de hormigón reciclado en la construcción de los estribos de un viaducto en la carretera RW 32 cerca de Meppel.

En 1990 se construyó un segundo viaducto en esa misma zona. En este caso se utilizó árido grueso reciclado (en un porcentaje del 20%) para todas las partes de hormigón del viaducto. La cantidad total de hormigón reciclado que se usó fue de 11.000 m³.

En las obras de la compuerta del puerto en las proximidades de Almelo (en 1988) se emplearon unas 2.000 t de hormigón reciclado para la construcción de la losa de hormigón bajo el agua.

Debido a los buenos resultados obtenidos en la utilización de hormigón reciclado, desde 1991 se exige la utilización de árido de hormigón reciclado en un porcentaje del 20% de la fracción gruesa en todos los proyectos de hormigón, con excepción de las estructuras de hormigón pretensado.

Reino Unido

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

Las características de cada tipo de hormigón quedan reflejadas en la siguiente tabla:

Tabla 22: Características del hormigón reciclado utilizado en un bloque de oficinas en Watford

Bélgica

Para  la ampliación del puerto de Antwerp, se procedió en 1987 a la demolición de varios muros del puerto y la construcción de una compuerta mayor. La demolición se realizó con explosivos, originando unos 80.000 m3 de escombros. Por consideraciones tanto ambientales como económicas se optó por la utilización de los escombros de hormigón para la fabricación de hormigón reciclado.

El  hormigón producido disponía de suficiente resistencia a compresión (fc de 35 N/mm²) y retracción aceptable (<150 mm/m). Para mejorar la trabajabilidad del hormigón se optó por presaturar los áridos reciclados antes de incorporarlos a la mezcla, corrigiendo así la cantidad de agua añadida.

Después de casi 15 años de servicio la estructura no ha presentado problemas de durabilidad.

Alemania

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

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

Dinamarca

Uno de los proyectos más significativos sobre reutilización de escombros de demolición para la fabricación de hormigón ha tenido lugar en Dinamarca. La construcción del ”Great Belt Link” una gran red de enlace entre Dinamarca y Suecia, suponía la modificación de la red de carreteras existentes y la demolición de varias estructuras, entre las que se encontraba la demolición de un puente de hormigón armado. En esta demolición se llevaron a cabo distintas investigaciones sobre técnicas de demolición y utilización del hormigón triturado como árido para un nuevo hormigón. Finalmente los escombros fueron procesados y empleados en la fabricación de hormigón, que se utilizó para la construcción de “La casa reciclada”, en Odense⁽⁴⁴⁾ para cimentaciones de pantallas acústicas.

La “casa reciclada” consiste en un bloque de 14 apartamentos  de tres pisos con sótano. Se utilizarón áridos reciclados de hormigón y tejas triturados, para la fabricación de hormigón ⁽⁴⁹⁾. El material se utilizó en la fracción 4-16 mm, resultando una resistencia a compresión de los elementos no estructurales variables entre 5 y 20 N/mm². Los áridos reciclados cerámicos se utilizaron principalmente en elementos de tabiquería.

Japón

En Japón se emplean los áridos reciclados como material para la fabricación de bloques de hormigón prefabricados.