Propuesta metodológica para evaluar el comportamiento ambiental y económico de los residuos de construcción y demolición (RCD) en la producción de materiales pétreos

Abstract

The construction sector contributes to current environmental problems. It is responsible for the impact of the production of building materials and for the waste generated in construction works. Strategies for alternative production of construction materials need to be found that use construction and demolition waste (secondary production), rather than original raw materials (primary production). In the literature, there are several studies on the management of construction and demolition waste (CDW), as well as laboratory and field studies on the technical performance of recycled CDW products and their incorporation into stone materials. However, there is a noticeable lack of standardized tests to assess the environmental viability of these processes, and a lack of studies on the economic viability of CDW use in the production of new construction materials. Considering the above, the increasingly competitive economic, and the growing demand for more responsibility in construction works to comply with environmental legislation, an assessment tool is required that can compare the alternatives of producing and using building materials from original raw material and/or from recycled material. The tool should take into account technical criteria, which have been studied by other authors, as well as environmental and economic criteria. Consequently, this thesis develops a proposal for a tool that can support decision-making by assessing the production of building stone materials from original raw material and/or recycled material. The tool should help to choose the best alternative, considering a multi-criteria approach and different weights or rankings of the evaluated criteria. In the doctoral research, the methodology was applied to some key stone materials in construction, specifically, in the context of Spain: gypsum, cement, aggregates and concrete. The results of this thesis show, first, that the tool supports the decision-making process by obtaining indices associated with each criterion evaluated, and generates lists of preferred alternatives, which can help to define the best options from different perspectives. The tool can be used to evaluate production scenarios and classifications for the criteria "environmental advantage", "economic advantage" or "equal importance to both criteria." It can provide numerical data, which means that the choice of a material is not simply based on intuition. Besides checking the functionality and validity of materials, this tool can evaluate and compare, both environmentally and economically, primary and secondary production alternatives for the main stone materials in Spain, and choose the best option considering different classifications of the criteria. The results of implementing this proposal for the materials under study confirm that, in general, CDW recycling for the production of stone materials is feasible in Spain, from an environmental and economic perspective, compared to primary production of the same kind of materials.

El sector de la construcción contribuye a la problemática ambiental actual. Por una parte, es responsable de los impactos generados en la producción de los materiales y, por otra, de los residuos generados en las obras constructivas. Por ello, se hace necesario buscar estrategias de producción de materiales de construcción alternativos en los que se empleen residuos provenientes de la construcción y demolición (producción secundaria), en lugar de materias primas originales (producción primaria). Es cierto que se han efectuado varios estudios referidos a la gestión de los residuos de construcción y demolición (RCD), así como también estudios a nivel de laboratorio o de campo en los que se ha evaluado el comportamiento técnico del reciclaje de éstos mismos y su incorporación en la producción de materiales pétreos. Sin embargo, hay una notoria falta de pruebas estandarizadas para evaluar la viabilidad medioambiental de estos procesos, así como una carencia de estudios acerca de la viabilidad económica del uso de los RCD en la producción de nuevos materiales de construcción. Teniendo en cuenta lo anteriormente mencionado y partiendo de la base de que el entorno económico es cada vez más competitivo y de que crece cada vez más la responsabilidad en lo referido a las obras de construcción, por una mayor exigencia de la legislación a nivel medioambiental, se ha visto la necesidad de contar con una herramienta de evaluación que permita comparar las alternativas más oportunas en relación a la producción y utilización de materiales de construcción a partir de materia prima original y/o a partir de material reciclado, en las que se tenga en cuenta "además del criterio técnico, que ya ha sido estudiado por otros autores" también, y no con menor peso, el criterio medioambiental y el económico. Es por ello que en esta tesis se desarrolla una propuesta metodológica para la construcción de una herramienta de soporte a la toma de decisiones que permita evaluar la producción de materiales pétreos de construcción a partir de materia prima original y/o de material reciclado, con el fin de elegir la mejor alternativa teniendo en cuenta un enfoque multicriterio y distintos pesos o clasificaciones para los criterios evaluados. En esta investigación doctoral también se aplica la propuesta metodológica desarrollada a algunos materiales pétreos fundamentales en construcción, escogiendo para estudiarlos ¿en el contexto de España¿ los siguientes: el yeso, el cemento, los áridos y el hormigón. Los resultados de esta tesis demuestran, en primer lugar, que la herramienta desarrollada permite apoyar el proceso de toma de decisiones mediante la obtención de índices asociados a cada criterio evaluado y, también, a través de la elaboración de listas de preferencia de las alternativas con el fin de definir la óptima teniendo en cuenta diferentes puntos de vistas implicados. Así mismo, esta herramienta permite la evaluación de diferentes escenarios de producción y distintas clasificaciones para los criterios: "ventaja medioambiental","ventaja económica" o "igual importancia a ambos criterios". Esta herramienta es capaz de proporcionar datos numéricos; esto hace posible que la elección de la viabilidad de un material no esté basada en la simple intuición. En segundo lugar, con la aplicación de esta propuesta metodológica "además de comprobar su funcionalidad y validez" se ha podido evaluar y comparar, tanto ambiental como económicamente, diferentes alternativas de producción primaria y secundaria de los principales materiales pétreos en España y escoger la mejor opción teniendo en cuenta distintas clasificaciones para los criterios. Los resultados de la aplicación de esta propuesta a los materiales evaluados confirman que, en general, el reciclaje de los RCD en la producción de materiales pétreos es viable, tanto a nivel medioambiental como económico en España, con respecto a la producción primaria de los mismos.