Elementos de Construcción
Análisis del impacto ambiental comparado de cuatro tipos de jácenas.
Objetivos

Para poder llegar a determinar conclusiones medioambientales sobre diversas soluciones estructurales hemos creído conveniente realizar un análisis a nivel de ensamblaje de cuatro tipos de jácenas. El estudio se ha hecho en base al programa Simapro3 y teniendo en cuenta el estado actual de nuestro inventario.

Datos de partida

Los datos de partida se pueden observar en la figura 1. Hemos tenido en cuenta las jácenas más utilizadas actualmente en nuestra construcción. Todas tienen la misma longitud, resisten las mismas cargas con el mismo coeficiente de seguridad y con deformaciones parecidas ( excepto la jácena plana ya que es muy difícil cumplir con las limitaciones normativas de deformación).

Así las cuatro soluciones de jácena son: Jácena de perfil laminado de acero IPN 400.
  Jácena de madera ( 2x15x50 ) ( laminada y encolada )
  Jácena de hormigón armado de canto ( 25x50 )
  Jácena de hormigón armado plana ( 80x28 )

En los cuatro casos hemos tenido en cuenta el transporte de la jácena desde la fábrica de producción hasta la obra, ya que la de acero y la de madera laminada sólo se producen en Cantabria y en el sur de Francia (Tolosa de Lenguadoc) respectivamente. En las jácenas de hormigón también hemos valorado el proceso de hormigonado ya que en él se produce una cantidad importante de residuos sólidos. En el caso de la jácena de madera no se han podido incluir los procesos de laminaje y encolado ya que en el momento de realizar el estudio no estaban dentro de la base de datos del programa Simapro3.

Desarrollo

En la figura 2 se expone la descripción de cada uno de los emsamblajes de las cuatro soluciones a comparar. Cada material que lo constituye y cada operación tiene asignado (columna de la derecha) un número de puntos que da testimonio de su impacto ambiental relativo.

En los gráficos nº 3, 5, 7 y 9 se expone porcentualmente el impacto que causa cada material o operación de un ensamblaje respecto a un tipo determinado de contaminación: Efecto invernadero, acidificación, eutrofía, .....,consumo energético, residuos sólidos. Es una caracterización de cada componente. Por ejemplo en el gráfico nº 3 correspondiente a al IPN 400 se puede observar que en la barra del consumo energético aproximadamente el 95 % de la energía se consume en la fabricación del perfil, mientras que el transporte desde la propia fábrica hasta la obra ( unos 1000 Km ) sólo consume un 5 %. En la jácena de madera pasa algo parecido, aunque la distancia es algo menor ( unos 300 Km ). En los casos de las jácenas de hormigón armado la cantidad más grande de consumo de energía también lo encontramos en la fabricación de los elementos de acero ( armadura ) y los residuos sólidos más abundantes corresponden al proceso de hormigonado.

En los gráficos nº 4, 6, 8,10 expresan lo mismo que los gráficos anteriores pero utilizando valores numéricos en vez de porcentajes.

El gráfico nº 11 hace referencia a la caracterización, comparando respecto a 100 las cuatro soluciones, tomando como base unos indicadores que penalizan cada substancia teniendo en cuenta los diferentes efectos medioambientales y la cantidad que podemos encontrar en un mismo ensamblaje. El gráfico nº 12 hace referencia al valor numérico de dicha caracterización.

Conclusiones

En todos los efectos ambientales considerados, la jácena de canto de hormigón es la que origina menos impacto ambiental.

En cambio la jácena plana, a pesar de que es del mismo material, debido a su forma no optimiza las características resistentes de los materiales que la componen. Así, necesita más hormigón y armadura para asumir los mismos esfuerzos y, en definitiva, origina mayor impacto. También es la que produce más residuos sólidos , eutrofía y efecto invernadero.

La jácena de acero es la que tiene un impacto ambiental más alto. Destaca en diversos efectos ambientales : consumo de energía, carcinoma , metales pesados, y contaminación atmosférica.

La jácena de madera tiene un impacto ambiental no tan bajo como preveíamos. Es la que tiene un efecto ambiental más alto en: acidificación y contaminación atmosférica. Su consumo de energía es tan bajo como la jácena de canto de hormigón.

En definitiva, podemos concluir que desde el punto de vista del consumo de energía y de residuos sólidos las dos jácenas más favorables son la de canto de hormigón armado y la de madera.

Figura 1

Jácena de perfil de acero IPN 400

M = (4.2x6)/ 8 = 18.9 Tm

W = (18900 / (2500/1.5)) = 1134 cm3 ---- IPN 380

IPN 400 por flecha

 

Jácena rectangular de madera laminada

W = 18900 / 120 = 15750 cm3

W = ((15 x 55 ) / 6) x 2 = 15125 cm3

Jácena de canto de hormigón armado

A = ((1.6 x 18.9) / (0.85x0.45 x (4.1/1.2) = (30.24 / (0.383 x 3.42)) = 23.1 cm2 ----- 7 redondos del 20

At = (1.6 x 12600) - (5.5 x 45 x 25) = 20160 - 6188 = 14 T

t/h = 0.25 . t= 0.25 x 45 = 11.25 cm ----- 4 redondos del 6 cada 12 cm

Jácena plana de hormigón armado

A = ((1.6x18.9)/(0.85x0.24x(4.1/1.2)) = (30.24/(0.204x3.42)) = 43.34 cm2 ----- 14 redondos del 20

At = 1.6 x 12600 - (5.5 x 80 x 24) = 9.6 T

t/h = 0.37 . t = 0.37 x 24 = 9 cm ----- 4 redondos del 6 cada 10 cm

 

Figura 2


Figura 3


Figura 4


Figura 5


Figura 6


Figura 7


Figura 8


Figura 9


Figura 10


Figura 11


Figura 12