Estudio comparativo de la generación de residuos en secciones representativas de carreteras en México, Ecuador y España
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Correu electrònic de l'autorjosemanuel.gomezupc.edu
Tipus de documentProjecte Final de Màster Oficial
Data2020-02-21
Condicions d'accésAccés restringit per decisió de l'autor
Tots els drets reservats. Aquesta obra està protegida pels drets de propietat intel·lectual i
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Abstract
El desarrollo de las carreteras a través del tiempo ha llegado a ser esencial para el progreso de las sociedades, para el crecimiento de las ciudades y la economía global. Ya que estas, son un conducto primario para la comunicación. Desde la antigua Roma, hasta las ciudades más desarrolladas en la actualidad, los caminos han ido mejorando. Dependiendo el lugar, se han utilizado diferentes materiales y técnicas para lograr condiciones óptimas para los usuarios. Lamentablemente, la construcción de caminos no solo genera beneficios, sino que trae consigo daños difícilmente reversibles para el planeta, pues produce cambios en los ecosistemas, alteraciones en la flora y fauna, contaminación ambiental, entre otros.
La contaminación ambiental se genera desde el inicio del ciclo de vida de una carretera, por ello en este estudio, se analiza la cantidad de residuos que se produce en la fase de construcción. Se toma únicamente en cuenta los materiales base para construir una sección de carretera representativa de un kilómetro de longitud, estos materiales se consideran los básicos para poder crear una superficie de rodadura apta para el tránsito de vehículos pesados. A pesar de que las carreteras, visiblemente son similares en cualquier país del mundo, cada uno cuenta con diferentes secciones constructivas. Por ello analizan las principales secciones constructivas tipo de tres países. Estos países son México, Ecuador y España. Cada uno fue elegido acorde al desarrollo de su Producto Interno Bruto, pues éste, es un factor crítico para el desarrollo de vialidades en los países. Los tres cuentan con un crecimiento estable, diferente pero proporcionalmente similares. México en el 2019 tenía un crecimiento del PIB de 2,5%, Ecuador del 1,5% y España del 3%.
El objetivo general del presente documento es identificar y evaluar las secciones de firme de las carreteras con más afluencia vehicular en cada país para conocer la cantidad de residuos generados. Para ello, se realiza una selección de las vías más predominantes y las de más tránsito. Obteniendo que México cuenta con 393.473 km, Ecuador tiene 43.216 km, y España 668.349 km de carreteras. De este modo se llega a la elección final de 52 secciones tipo en total contenidas en las normas y especificaciones técnicas de cada país. Las cuales se analizan mediante herramientas computacionales como el Net Waste Tool de Wrap, para calcular el volumen de desperdicios generados en la construcción de 1km de vía. Para ello, se calcula el volumen del material basándose en los datos de ancho de vía y capas que componen la carretera (base, subbase, superficie de rodadura). Una vez obtenidos los resultados se comparan individualmente por país, según por tipo de pavimento y número de carriles (dos y cuatro carriles). Posteriormente con el promedio de cada país se comparan los tres y se determina el país con mayor generación de residuos. Cabe señalar que los resultados son estimados por el tipo de pavimento, pero no tienen relación con la capacidad portante, subrasante, capas ni alturas. Por ejemplo, las alturas son muy variables entre secciones, las secciones de firme en pavimentos semiflexibles tienen una altura promedio de73cm en México y 48cm en España; en pavimentos semirrígidos 52cm en México, 73cm en Ecuador y 43cm en España; y en pavimentos rígidos 63cm en México, 80cm en Ecuador y 39cm en España.
En el documento consta que en gran parte de los resultados Ecuador es el mayor generador de desperdicios, viéndose desde el plano general. Puesto que porcentualmente supera a España en casi el 50% y a México en el 30% en pavimentos semirrígidos y rígidos. Mientras que México supera a España en el 30% y 40% en pavimentos semiflexibles. Lo cual es proporcional a la diferencia de alturas descritas en el párrafo anterior. Finalmente, se identifican los materiales que tienen una mayor tasa de desperdicio, siendo la subbase en pavimentos semiflexibles con 370,13 m³ en carreteras de dos carriles y 753,60 m³ en carreteras de cuatro carriles, y semirrígidos con 694,47 m³ en carreteras de dos carriles y 1469,40 m³ en carreteras de cuatro carriles; y suelo cemento en el caso particular de España en pavimento semirrígido con 283,50 m³ en carreteras de dos carriles y 559,13 ³ en carreteras de cuatro carriles. Y, el concreto en pavimentos rígidos con 804,27 m³ en carreteras de dos carriles y 1796,68 m³ en carreteras de cuatro carriles. El incremento de desperdicios en carreteras de cuatro carriles significa 2,2 veces más que las carreteras de dos carriles aproximadamente, a excepción de España que mantiene un incremento del 70%.
Para una comparación más objetiva se puede usar el mismo software por cada caso particular con una situación y datos reales del sitio. Pero mientras tanto, el ejercicio sirve para encontrar la vulnerabilidad en el diseño de carreteras e identificar los materiales que más residuos generan y proponer medidas de mitigación anticipadas bajo las bases legales propuestas por cada país. También sirve como suplemento a las mismas, ya que servirían para proponer estrategias de valor y reducción de residuos. The development of roads over time has become essential for the progress of societies, for the growth of cities and the global economy. Since these are a primary conduit for communication. From ancient Rome, to the most developed cities today, the roads have been improving. Depending on the place, different materials and techniques have been used to achieve optimal conditions for the users. Unfortunately, the construction of roads not only generates benefits, but also brings hardly reversible damage to the planet, as it produces changes in ecosystems, changes in flora and fauna, environmental pollution, among others.
Environmental pollution is generated from the beginning of the life cycle of a road, so in this study, the amount of waste produced in the construction phase is analyzed. Only the base materials are taken into account to build a representative road section of one kilometer in length, these materials are considered the basic ones to be able to create a rolling surface suitable for heavy vehicle traffic. Although the roads are visibly similar in any country in the world, each one has different construction sections. Therefore, they analyze the main constructive sections of three countries. These countries are Mexico, Ecuador and Spain. Each one was chosen according to the development of its Gross Domestic Product, since this is a critical factor for the development of roads in the countries. All three have stable, different but proportionally similar growth. Mexico in 2019 had a GDP growth of 2,5%, Ecuador of 1,5% and Spain of 3%.
The general objective of this document is to identify and evaluate the road sign sections with the most vehicular traffic in each country to know the amount of waste generated. To do this, a selection of the most predominant and the busiest roads is made. Getting that Mexico has 393,473 km, Ecuador has 43,216 km, and Spain 668,349 km of roads. In this way the final choice of 52 type sections in total contained in the standards and technical specifications of each country is reached. Which are analyzed using computational tools such as the Wrap Net Waste Tool, to calculate the volume of waste generated in the construction of 1km of track. For this, the volume of the material is calculated based on the track width data and layers that make up the road (base, subbase, road surface). Once the results are obtained, they are compared individually by country, according to type of pavement and number of lanes (two and four lanes). Subsequently with the average of each country, the three are compared and the country with the highest waste generation is determined. It should be noted that the results are estimated by the type of pavement, but are not related to bearing capacity, subgrade, layers or heights. For example, the heights are very variable between sections, the firm sections in semi-flexible pavements have an average height of 73cm in Mexico and 48cm in Spain; in semi-rigid pavements 52cm in Mexico, 73cm in Ecuador and 43cm in Spain; and on rigid pavements 63cm in Mexico, 80cm in Ecuador and 39cm in Spain.
The document shows that in large part of the results Ecuador is the largest generator of waste, seen from the general level. Since percentage surpasses Spain in almost 50% and Mexico in 30% in semi-rigid and rigid pavements. While Mexico exceeds Spain by 30% and 40% in semi-flexible pavements, which is proportional to the difference in heights described in the previous paragraph. Finally, the materials that have a higher waste rate are identified, being the subbase in semi-rigid with 370,13 m³ on two-lane roads and 753,60 m³ on four-lane roads, and semi-rigid pavements with 694,47 m³ on two-lane roads and 1469,40 m³ on four-lane roads; and cement soil in the particular case of Spain in semi-rigid pavement with 283,50 m³ on two-lane roads and 559,13 m³ on four-lane roads. And, the concrete in rigid pavements with 804,27 m³ on two-lane roads and 1796,68 m³ on four-lane roads. The increase in waste on four-lane roads means 2.2 times more than approximately two-lane roads, with the exception of Spain, which maintains an increase of 70%.
For a more objective comparison, the same software can be used for each particular case with a real situation and site data. But in the meantime, the exercise serves to find the vulnerability in the design of roads and identify the materials that generate more waste and propose early mitigation measures under the legal bases proposed by each country. It also serves as a supplement to them, as they would serve to propose strategies of value and reduction of waste.
MatèriesWaste products, Construction industry -- Waste disposal, Residus, Indústria de la construcció -- Residus, Carreteres -- Paviments
TitulacióMÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA EN L'EDIFICACIÓ (Pla 2014)
Fitxers | Descripció | Mida | Format | Visualitza |
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Memòria_NavarroJulio_.pdf | 17,29Mb | Accés restringit |