Te­chos ver­des con ári­dos li­ge­ros a ba­se de ar­ci­llas y re­si­duos de la in­dus­tria cer­ve­ce­ra

La ne­ce­si­dad de au­nar es­fuer­zos pa­ra con­tri­buir efi­caz­men­te a la re­duc­ción de re­si­duos me­dian­te la pro­duc­ción de ma­te­ria­les al­ter­na­ti­vos y sos­te­ni­bles es la fi­lo­so­fía que sub­ya­ce en es­te tra­ba­jo de in­ves­ti­ga­ción, que ha per­mi­ti­do el desa­rro­llo de un nue­vo

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In­ves­ti­ga­ción: Re­si­duos, ma­te­rias pri­mas pa­ra una eco­no­mía cir­cu­lar

Lmo­de­los de cre­ci­mien­to que se han desa­rro­lla­do has­ta el mo­men­to han ex­plo­ta­do de for­ma in­efi­cien­te los re­cur­sos dis­po­ni­bles; al mis­mo tiem­po, en mu­chos ca­sos no se han te­ni­do en cuen­ta los cos­tes de las ma­te­rias pri­mas o del tra­ta­mien­to de los re­si­duos ge­ne­ra­dos en los di­fe­ren­tes pro­ce­sos pro­duc­ti­vos. El sis­te­ma li­neal de nues­tra eco­no­mía (ex­trac­ción, fa­bri­ca­ción, uti­li­za­ción y eli­mi­na­ción) ha al­can­za­do su lí­mi­te. Es por tan­to ne­ce­sa­rio un cam­bio de mo­de­lo ha­cia el con­cep­to de eco­no­mía cir­cu­lar.

Es­te con­cep­to es eco­nó­mi­co pe­ro es­tá ín­ti­ma­men­te li­ga­do al de sostenibilidad, pro­po­nien­do un cam­bio al pa­ra­dig­ma de “re­du­cir, re­uti­li­zar y re­ci­clar”, con el fin de mi­ni­mi­zar el im­pac­to cau­sa­do por las ac­ti­vios

da­des hu­ma­nas so­bre el me­dio am­bien­te. En es­te mo­de­lo, el re­si­duo de­ja de ser­lo y pa­sa a con­ver­tir­se en nu­trien­te tec­no­ló­gi­co o ma­te­ria pri­ma en el pro­ce­so don­de se em­plee, de tal for­ma que se pa­sa de un mo­de­lo li­neal a uno cir­cu­lar, ba­sa­do en la pro­pia na­tu­ra­le­za. Apli­can­do es­te prin­ci­pio de la eco­no­mía cir­cu­lar, en el que los re­si­duos de­jan de con­si­de­rar­se un des­per­di­cio pa­ra con­ver­tir­se en una fuen­te de ener­gía (va­lo­ri­za­ción ener­gé­ti­ca) o en ma­te­ria pri­ma del pro­ce­so de pro­duc­ción (va­lo­ri­za­ción ma­te­rial), se re­in­te­gran los re­si­duos en el sis­te­ma eco­nó­mi­co vol­vien­do a ser un re­cur­so pa­ra un nue­vo pro­ce­so pro­duc­ti­vo. De he­cho, la Co­mi­sión Eu­ro­pea ha adop­ta­do la efi­cien­cia de los re­cur­sos co­mo un pi­lar cen­tral de su es­tra­te­gia eco­nó­mi­ca es­truc­tu­ral Eu­ro­pa 2020, y se in­clu­ye tam­bién en los Pro­gra­mas Ho­ri­zon 2020, Li­fe o Eas­me.

Uno de los prin­ci­pa­les ob­je­ti­vos de es­ta in­ves­ti­ga­ción es la ne­ce­si­dad de au­nar es­fuer­zos pa­ra con­tri­buir efi­caz­men­te a la re­duc­ción de re­si­duos me­dian­te la pro­duc­ción de ma­te­ria­les al­ter­na­ti­vos y sos­te­ni­bles, ela­bo­ra­dos a par­tir de ar­ci­llas co­mún- men­te em­plea­das en la in­dus­tria ce­rá­mi­ca y re­si­duos pro­ce­den­tes de la in­dus­tria cer­ve­ce­ra pa­ra su em­pleo en la ca­pa de dre­na­je en te­chos ver­des.

Des­de la an­ti­güe­dad

Los te­ja­dos ver­des se em­plea­ron ya en la an­ti­güe­dad; un ejem­plo lo te­ne­mos en los Jar­di­nes Col­gan­tes de Ba­bi­lo­nia o en la Vi­lla de los Mis­te­rios de Pom­pe­ya, vi­vien­da de gran lu­jo in­te­gra­da en el pai­sa­je me­dian­te gran­des pór­ti­cos y ga­le­rías que dan a jar­di­nes col­gan­tes, uni­da a una ex­plo­ta­ción agra­ria. En el si­glo XX, el ar­qui­tec­to sui­zo Le Cor­bu­sier re­dac­ta un tex­to don­de ex­po­ne sus “cin­co pun­tos de una nue­va ar­qui­tec­tu­ra”, en el que ha­bla so­bre el apro­ve­cha­mien­to de nue­vas tec­no­lo­gías de la cons­truc­ción y don­de de­ta­lla un es­pa­cio co­no­ci­do co­mo te­rra­za-jar­dín. La azo­tea ver­de pro­pug­na­da por Le Cor­bu­sier cum­plía tres ob­je­ti­vos: ais­la­mien­to tér­mi­co de la cu­bier­ta, dis­fru­te del jar­dín-so­la­rium pri­va­do y re­cu­pe­ra­ción de la su­per­fi­cie ver­de ocu­pa­da por el edi­fi­cio.

Otro ejem­plo lo te­ne­mos en la obra Re­bo­sants de Frie­drich Sto­was­ser, don­de apa­re­cen en el mis­mo edi­fi­cio “ár­bo­les in­qui­li­nos”. La pre­sen­cia de es­ta ve­ge­ta­ción cum­ple una do­ble mi­sión: pu­ri­fi­ca el ai­re y me­jo­ra el mi­cro­cli­ma que se tie­ne den­tro de las ins­ta­la­cio­nes. Paí­ses co­mo Ale­ma­nia han lo­gra­do con­ver­tir el 20% de sus te­chos en áreas ver­des, me­jo­ran­do así la ca­li­dad del ai­re de sus ciu­da­des. Gra­cias a la in­no­va­ción, han desa­rro­lla­do téc­ni­cas de cons­truc­ción que uti­li­zan plan­tas ve­ge­ta­les que se ins­ta­lan en los te­chos de los edi­fi­cios. En Es­pa­ña, es­ta­mos to­da­vía muy le­jos de lle­gar a es­tas ci­fras.

Los te­ja­dos ver­des son su­per­fi­cies de cu­bier­ta pre­pa­ra­das pa­ra in­cluir ve­ge­ta­ción pa­ra el uso hu­mano; ya sea co­mo te­rra­za, pa­tio, zo­na de re­creo, etc. En fun­ción del ti­po de cu­bier­ta, los te­ja­dos ver­des se

cla­si­fi­can en ex­ten­si­vos o eco­ló­gi­cos e in­ten­si­vos o ajar­di­na­dos. El uso de te­ja­dos ver­des pro­por­cio­na una se­rie de be­ne­fi­cios tan­to de ti­po am­bien­tal (me­jo­ra de la ca­li­dad del ai­re, ca­pa­ci­dad de re­ten­ción de agua, ais­la­mien­to acús­ti­co, re­duc­ción de la tem­pe­ra­tu­ra y aho­rro ener­gé­ti­co, re­duc­ción del efec­to is­la ca­lor, pro­lon­ga­ción de la vi­da útil de las cu­bier­tas o crea­ción de há­bi­tats) co­mo de ti­po so­cial, fí­si­cos y psi­co­ló­gi­cos (la vi­sión ver­de pre­vie­ne los es­ta­dos de­pre­si­vos y au­men­ta el ren­di­mien­to y re­co­no­ci­mien­to y res­pon­sa­bi­li­dad so­cial; los edi­fi­cios con cu­bier­tas ver­des re­fle­jan un re­co­no­ci­mien­to y una res­pon­sa­bi­li­dad so­cio­am­bien­tal).

Su es­truc­tu­ra se com­po­ne de las si­guien­tes par­tes:

Ve­ge­ta­ción: cons­ti­tu­ye la ca­pa su­pe­rior del te­ja­do en el que se al­ber­gan las plan­tas.

Sus­tra­to: in­flu­ye de for­ma di­rec­ta en el cre­ci­mien­to y su­per­vi­ven­cia de las plan­tas ins­ta­la­das en el te­ja­do ver­de.

Ca­pa de fil­tro: su fun­ción prin­ci­pal es la se­pa­ra­ción del sus­tra­to y la ca­pa de dre­na­je.

Ca­pa de dre­na­je: aque­lla que pro­por­cio­na un equi­li­brio óp­ti­mo en­tre el ai­re y el agua en el sis­te­ma del te­ja­do ver­de. Es en es­ta ca­pa don­de se pue­den em­plear los ma­te­ria­les in­ves­ti­ga­dos en sus­ti­tu­ción de los tra­di­cio­na­les.

Ca­pa de im­per­mea­bi­li­za­ción: pa­ra evi­tar fu­gas.

Desa­rro­llo ex­pri­men­tal, re­sul­ta­dos y con­clu­sio­nes

Es­te tra­ba­jo de in­ves­ti­ga­ción ha si­do po­si­ble gra­cias a la fi­nan­cia­ción ob­te­ni­da por las in­ves­ti­ga­do­ras a tra­vés del pro­yec­to de in­ves­ti­ga­ción Smart Ma­te­rias for Sus­tai­na­ble Cons­truc­tion, del pro­gra­ma Re­tos In­ves­ti­ga­ción del Mi­nis­te­rio de Eco­no­mía, In­dus­tria y Com­pe­ti­ti­vi­dad. En el tra­ba­jo se han ca­rac­te­ri­za­do des­de el pun­to de vis­ta fí­si­co-quí­mi­co ári­dos li­ge­ros ela­bo­ra­dos con ar­ci­llas co­mún­men­te em­plea­das en la in­dus­tria ce­rá­mi­ca de Bai­lén y re­si­duos de la in­dus­tria cer­ve­ce­ra (lo­do y ba­ga­zo de cer­ve­ce­ría) a es­ca­la de la­bo­ra­to­rio, pa­ra su em­pleo en la ca­pa de dre­na­je en te­ja­dos ver­des.

Los re­sul­ta­dos mues­tran que la com­po­si­ción quí­mi­ca de los re­si­duos, es­tu­dia­da por di­frac­ción de ra­yos X, es apro­pia­da pa­ra uso en la pre­pa­ra­ción de es­tos pro­duc­tos a ba­se de ar­ci­lla. El con­te­ni­do or­gá­ni­co de los re­si­duos uti­li­za­dos be­ne­fi­cia a pie­zas pro­du­ci­das ya que tie­nen me­no­res den­si­da­des apa­ren­tes y una ma­yor po­ro­si­dad. Es­tas pie­zas po­drían ser uti­li­za­das pa­ra cons­truir te­chos ver­des y no so­bre­car­ga­rían la es­truc­tu­ra. Los va­lo­res de den­si­dad apa­ren­te pa­ra am­bos re­si­duos se re­su­men en el Gráfico 1, don­de se apre­cia el des­cen­so

de den­si­dad en am­bos ca­sos a me­di­da que el por­cen­ta­je de re­si­duo au­men­ta.

En es­te es­tu­dio tam­bién se reali­zó un aná­li­sis pre­li­mi­nar de ci­clo de vi­da de los pro­duc­tos ela­bo­ra­dos con re­si­duos, ob­te­nién­do­se re­sul­ta­dos alen­ta­do­res. Se de­ter­mi­nó la hue­lla de car­bono en tér­mi­nos de con­tri­bu­ción de kg de CO2 equi­va­len­te. Los re­sul­ta­dos mos­tra­ron que el uso de re­si­duos, gra­cias a sus va­lo­res de po­der ca­lo­rí­fi­co, pue­de con­tri­buir a la li­be­ra­ción de ca­lor du­ran­te la eta­pa de coc­ción. Las mues­tras con me­jo­res re­sul­ta­dos fue­ron las ela­bo­ra­das con un 15% en ma­sa de ba­ga­zo, que mues­tran el va­lor más ba­jo: 3.280 kg CO2 eq, de­bi­do al ma­yor po­der ca­lo­rí­fi­co de es­te re­si­duo en com­pa­ra­ción al lo­do, por lo que en es­te ca­so se ne­ce­si­ta­ría me­nos ener­gía pa­ra pro­ce­so de sin­te­ri­za­ción. Por lo tan­to, se ha de­mos­tra­do que la adi­ción de es­tos desechos de la in­dus­tria cer­ve­ce­ra es efi­cien­te pa­ra el aho­rro de ener­gía en la fa­bri­ca­ción de agre­ga­dos li­via­nos. Los ci­ta­dos re­sul­ta­dos pre­li­mi­na­res se re­co­gen en la ta­bla X. Por úl­ti­mo, se reali­zó la cons­truc­ción de un te­cho ver­de a es­ca­la de la­bo­ra­to­rio; en la fi­gu­ra se pue­den ob­ser­var las dis­tin­tas ca­pas: la ca­pa de ve­ge­ta­ción, la de sus­tra­to con un es­pe­sor de 20 cm, la ca­pa de fil­tro en la que se ha uti­li­za­do un ma­te­rial geo­tex­til, la ca­pa de dre­na­je en la que he­mos co­loes­te ca­do los ári­dos fa­bri­ca­dos, y fi­nal­men­te la ca­pa de im­per­mea­bi­li­za­ción as­fál­ti­ca.

Se reali­zó el en­sa­yo tér­mi­co a los te­ja­dos ver­des cons­trui­dos con am­bos ti­pos de ári­dos con re­si­duos en su ca­pa de dre­na­je y ári­dos sin re­si­duos. Los re­sul­ta­dos mues­tran que pa­ra los te­chos don­de se han usa­do re­si­duos la ca­pa­ci­dad ais­lan­te es ma­yor, ob­ser­ván­do­se dis­mi­nu­cio­nes de tem­pe­ra­tu­ra en torno a 5 ºc, lo que tam­bién im­pli­ca un be­ne­fi­cio eco­nó­mi­co si se em­plea­ran en te­chos ver­des en un edi­fi­cio de­bi­do al aho­rro eco­nó­mi­co que su­pon­dría el ma­yor ais­la­mien­to.

Es­que­ma de un te­ja­do ver­de tra­di­cio­nal.

Mues­tras ela­bo­ra­das con mez­cla de ar­ci­llas y ba­ga­zo de cer­ve­ce­ría.

Gráfico 1.

Jar­di­nes Col­gan­tes Ba­bi­lo­nia.

Vi­lla de los Mis­te­rios de Pom­pe­ya.

Me­jo­ras que apor­ta la eco­no­mía cir­cu­lar.

V Dra. Mª Teresa Co­tes Pa­lo­mino*, Dra. Car­men Mar­tí­nez Gar­cía*, Ro­cío Cortés Ji­mé­nez** y Ro­mi­na D. Fa­rias* *De­par­ta­men­to de In­ge­nie­ría Quí­mi­ca, Am­bien­tal y de los Ma­te­ria­les de la Es­cue­la Po­li­téc­ni­ca Su­pe­rior de Li­na­res de la Uni­ver­si­dad de...

Te­cho ver­de a es­ca­la de la­bo­ra­to­rio con las pie­zas ela­bo­ra­das con re­si­duos en su ca­pa de dre­na­je.

Me­di­da con cá­ma­ra tér­mi­ca. His­to­gra­mas de tem­pe­ra­tu­ras a) Ári­dos sin re­si­duos, 75% de los pun­tos con tem­pe­ra­tu­ras en­tre 19,5 y 20,5 ºc. b) Ári­dos con re­si­duos, 75% de los pun­tos con tem­pe­ra­tu­ras en­tre 17,4 y 17,8 ºc.

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