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Reusable precast steel-concrete composite floors

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Una tecnología de construcción reutilizable reduce el CO2 y los residuos

Un principio general de la sostenibilidad es que la reutilización de materiales suele ser preferible al reciclaje. El equipo del proyecto REUSE aplica este principio al sector de la construcción mediante el desarrollo de una tecnología para facilitar la reutilización en todos los proyectos de construcción, lo que beneficiará al medio ambiente al reducir el dióxido de carbono (CO2) y los residuos contaminantes.

Tecnologías industriales

Tal como se cita en un reciente informe de la Organización de Cooperación y Desarrollo Económicos, el acero y el cemento, dos de los materiales de construcción más comunes, son responsables en conjunto de (aproximadamente) el 15 % «de las emisiones de CO2 de los procesos industriales y del sistema energético mundial». Por lo tanto, reducir la cantidad de acero y hormigón podría contribuir de forma notable a disminuir las emisiones de CO2. Además, los residuos de derribo suelen terminar en vertederos, lo que aumenta la contaminación. En el proyecto REUSE, respaldado por las Acciones Marie Skłodowska-Curie, se han desarrollado dos novedosos conectores de esfuerzo cortante para su uso en edificios con estructuras compuestas de acero y hormigón desmontables. «Esto resuelve el problema de la demolición, ya que los componentes del edificio se pueden desmontar y reutilizar fácilmente, lo cual es mejor que el reciclaje, que todavía produce CO2», comenta George Vasdravellis, supervisor de la investigación.

Dos diseños de conectores

Las prácticas de construcción suelen hacer casi imposible el desmontaje y la reutilización de los componentes estructurales. Aunque, por lo general, los edificios se diseñan para que tengan una vida útil de entre cuarenta y cincuenta años, es probable que sea necesario renovar o mejorar un edificio mucho antes. También hay que tener en cuenta los edificios temporales, por ejemplo para eventos puntuales como los Juegos Olímpicos. Estos a menudo son redundantes tras el evento y, por lo tanto, simplemente se demuelen, lo que genera más residuos. Los edificios compuestos incluyen secciones de acero y losas prefabricadas de hormigón. Estas están unidas mediante conectores de esfuerzo cortante, llamados así porque pueden soportar el esfuerzo cortante o de cizalladura, lo que favorece que las vigas compuestas resultantes sean bastante más fuertes de lo que serían sin conectores. Sin embargo, los conectores de esfuerzo cortante convencionales se sueldan en el acero y se incrustan en el hormigón, lo que imposibilita su separación y reutilización. Los conectores de esfuerzo cortante desmontables de REUSE permiten separar con facilidad las losas y las secciones de acero para su reutilización en nuevos proyectos. El diseño de estos componentes de construcción permite que puedan fabricarse fácilmente fuera del lugar de la obra y luego instalarse de forma rápida «in situ». Al final, el equipo del proyecto diseñó dos tipos de conectores: uno atornillado y otro híbrido atornillado-soldado, ambos desmontables. Las pruebas de laboratorio permitieron evaluar el comportamiento de los conectores con respecto a sus propiedades estructurales y su respuesta a las tensiones. A continuación, los resultados de estas pruebas se emplearon para calibrar modelos informáticos, con los que se simuló diferentes supuestos probables para probar la fiabilidad de los conectores. Por último, el equipo llevó a cabo pruebas de resistencia adhesiva al cizallamiento mecánicas. A través de estas pruebas se comprueban la resistencia y la resiliencia de los materiales compuestos a fin de garantizar el cumplimiento de las normas europeas, sobre todo el Eurocódigo 4. «Las pruebas demostraron que nuestros dos conectores de esfuerzo cortante desmontables pueden diseñarse con propiedades estructurales ventajosas para puentes o edificios compuestos de acero y hormigón», añade Vasdravellis.

Ventajas para el medio ambiente y la salud humana

El uso de estructuras desmontables y reutilizables en el sector de la construcción, como las de REUSE, reducirá las emisiones de CO2 y los residuos de vertedero debidos a demoliciones innecesarias, lo que supondrá una ventaja para el medio ambiente y la salud humana. En términos más generales, la adopción de conceptos de «diseño para reutilización» en la construcción contribuirá a los ambiciosos objetivos ambientales establecidos por la Unión Europea. «Nuestros diseños son novedosos y cumplen todos los requisitos en términos de funcionalidad, sostenibilidad y rendimiento estructural», observa Vasdravellis. Para acercar la tecnología a su comercialización, el equipo probará sus diseños en jácenas o vigas a tamaño real. Esto permitirá realizar mejores evaluaciones de factores como el rendimiento ante la fatiga por cargas repetidas, relevante para puentes, y el rendimiento ante la fatiga por cargas cíclicas, relevante para regiones propensas a terremotos. Además, tendrá que llevarse a cabo un análisis del ciclo de vida adicional de las estructuras que utilizan la tecnología propuesta para acelerar el desarrollo de las políticas y los procedimientos necesarios relevantes para las estructuras reutilizables o desmontables.

Palabras clave

REUSE, construcción, hormigón, acero, compuesto, reutilizable, sostenible, residuos, demolición

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