ALUMINIO Alarcón J, Zambrano A. Universidad Colegio Mayor de Cundinamarca Facultad de Ingeniería y Arquitectura Especialización en Edificación Sostenible
El material objeto de estudio corresponde al aluminio, elemento químico de símbolo Al y número atómico 13, perteneciente al grupo de metales no férreos y es el tercer elemento más común en la corteza terrestre, sin embargo, no se encuentra en estado puro, por lo tanto, requiere una serie de procesos para su obtención, los cuales hacen parte del ciclo de vida del aluminio y que se clasificaron de la siguiente manera: 1. Obtención materia prima (Extracción de bauxita, obtención de alúmina, producción primaria) 2. Fabricación (laminado, fundición o extrusión). 3. Transporte (Distribución) 4. Operación (para el caso de estudio se profundiza en la carpintería de puertas y ventanas) y 5. Final de vida. Durante este ciclo se evidencian diferentes impactos, pero los que registran mayor afectación ambiental y a la salud humana corresponden a la etapa de la obtención de la materia prima, esto se debe a los diferentes procesos químicos que se deben implementar y que generan emisión de partículas, vertimientos sólidos y liquidos. (ver archivo anexo – proceso).
Imagen: Impactos en obtención del aluminio.
Debido a su naturaleza el contacto o consumo de aluminio se puede presentar de diferentes maneras, el consumo de alimentos, que contienen alta concentración de aluminio, por inhalación de polvo de aluminio en el lugar de trabajo, por contacto con la piel, en medicamentos, si se está cerca de los sitios de disposición de los desechos peligrosos, entre otros; por lo tanto, el cuerpo humano tiene niveles de tolerancia, sin embargo, la toma de concentraciones significantes o el estar expuesto por largos periodos de tiempo puede generar efectos en la salud relacionados especialmente con daños en el sistema nervioso central, demencia, cáncer y afectaciones musculares. Por lo anterior existen límites de exposición laboral reglamentados por la OSHA -Administración de seguridad y salud ocupacional – Estados Unidos es la encargada de la protección de la seguridad y salud de los trabajadores. NIOSH Instituto Nacional para la salud y seguridad ocupacional. ACGIH -Conferencia americana de higienistas
ALUMINIO Alarcón J, Zambrano A. Universidad Colegio Mayor de Cundinamarca Facultad de Ingeniería y Arquitectura Especialización en Edificación Sostenible industriales gubernamentales, los límites de exposición se pueden encontrar en la hoja informativa sobre sustancias peligrosas, elaborada por el departamento de salud y servicios para personas mayores de New Jersey – 2007.
Imagen: Afectaciones a la salud humana.
Con respecto a las categorías de impacto se consultaron diferentes bases de datos como BEES online –Análisis de ciclo de vida para productos de construcción-, ATHENA -Sustainable Materials Institute, ITEC –Instituto de la tecnología de la construcción y la pagina ENVIRONDEC -Declaraciones ambientales de productos (Se tomo como referencia una declaración para ventana de marco de aluminio realizada por la AEA – Asociación española de aluminio), consultadas las anteriores bases de datos se evidencio que cada una cuenta con una unidad funcional diferente, por lo tanto se presenta variación en los resultados, a continuación, se menciona la unidad empleada en cada una de las bases de datos consultadas: ▪ BEES: Un (1) pie cuadrado de una lámina de aluminio utilizada para recubrimiento exterior. ▪ ATHENA: Un (1) pie cuadrado de una ventana operable con doble acristalamiento. ▪ ITEC: Una ventana con perfil de aluminio, hoja abatible, módulo de 52mm. Medida entre 1.05 a 1.49 M2. ▪ AEA: Un (1) metro cuadrado de una ventana con apertura oscilobatiente espesor de marco 50mm. De las bases de datos consultadas la que presenta más información corresponde a BEES, dado que suministra información sobre los impactos a nivel general mencionando las sustancias con su
ALUMINIO Alarcón J, Zambrano A. Universidad Colegio Mayor de Cundinamarca Facultad de Ingeniería y Arquitectura Especialización en Edificación Sostenible cantidad que se generan en cada uno de los impactos y adicionalmente se indica el número de impacto dependiendo la etapa en el ciclo de vida. Estos datos se consolidaron en el documento anexo, para realizar los comparativos y determinar el porcentaje de los impactos.
Imagen: Registro de impactos en documento anexo. Con la información registrada y realizado el comparativo de las bases de datos se puede concluir que el mayor impacto se genera en la etapa de la obtención de la materia prima y que los impactos con mayor porcentaje en esta etapa corresponden a: Calentamiento global 87%, Agotamiento del ozono 100%, Agotamiento de combustibles fósiles 91%, Consumo de agua 93% y contaminación atmosférica 90%. De igual manera se puede evidenciar que en la operación y en el final de vida los impactos no representan un porcentaje significativo. (Ver tabla impactos). Para el proyecto Prodesa se usa el aluminio en la carpintería de ventanas, puerta ventanas y rejillas de ventilación, por cada apartamento se contemplan 14.64 M2 (ver documentos adjunto pestaña cantidades de obra). La forma de contribuir en la disminución los impactos generados por el uso de aluminio y aprovechando que este material permite ser reciclado sin perder sus propiedades, se recomienda el uso de aluminio reciclado dado que disminuyen en un 95% los impactos generados en la etapa de la obtención de la materia prima, adicionalmente el ahorro de energía al utilizar material reciclado corresponde al 30%. WBG (2004).
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% DE IMPACTOS EN EL CICLO DE VIDA DEL ALUMINIO Materia prima
Fabricación
Transporte
Operación
Final de vida
Acidificación
83%
16%
1%
0%
0%
Eutrofización
84%
13%
2%
0%
0%
Agotamiento de combustibles fósiles
91%
8%
1%
0%
0%
Calentamiento global
87%
12%
1%
0%
0%
Calidad del aire interior
0%
0%
0%
0%
0%
Alteración del hábitat
0%
0%
0%
0%
0%
Consumo de agua
93%
3%
4%
0%
0%
Contaminación atmosférica
90%
10%
0%
0%
0%
Toxicidad ecológica
88%
11%
0%
0%
0%
Cáncer de salud humana
83%
16%
1%
0%
0%
Salud humana no cancerígena
86%
14%
0%
0%
0%
Agotamiento del ozono
100%
0%
0%
0%
0%
Niebla tóxica
84%
13%
3%
0%
0%
Consultado el análisis de ciclo de vida en la base de datos SimaPRo con el método de línea base, se encontró que la unidad funcional para ventanas de aluminio corresponde al M2 de una ventana con marco de aluminio. SimaPro genera una gráfica con el análisis de sus impactos, para el caso objeto de estudio se incluyen en el análisis elementos, como el vidrio, los empaques entre otros, sin embargo, se
ALUMINIO Alarcón J, Zambrano A. Universidad Colegio Mayor de Cundinamarca Facultad de Ingeniería y Arquitectura Especialización en Edificación Sostenible puede evidenciar que en una ventana con marco de aluminio el mayor porcentaje en cada uno de los impactos analizados corresponden al aluminio, como se observa en la siguiente grafica.
Imagen: Grafica de impactos generada en SimaPro, con el método línea base.
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ALUMINIO Alarcón J, Zambrano A. Universidad Colegio Mayor de Cundinamarca Facultad de Ingeniería y Arquitectura Especialización en Edificación Sostenible Referencias: Ciclo de vida del aluminio, recuperado de: https://www.hydro.com/es-ES/acerca-del-aluminio/ciclovital-del-aluminio/ Extracción de la bauxita, recuperado de: https://www.accionverde.com/pedernales-quiere-seguircon-la-bauxita/ Proceso de obtención del aluminio, recuperado de: https://trabajometalesandrea12.wordpress.com/2016/03/05/5-aluminio/ Bauxita – ficha del minera, recuperado de: http://www1.upme.gov.co/simco/CifrasSectoriales/Datos/mercado-nal/MNAL_bauxita.pdf Aluminio, efectos en la salud, recuperado de: https://www.lenntech.es/periodica/elementos/al.htm Efectos del aluminio en la salud, recuperado de: https://youtu.be/lt3FWI0LS6A Ficha datos de seguridad Hidróxido de sodio: https://www.carlroth.com/medias/SDB-6771-ESES.pdf?context=bWFzdGVyfHNlY3VyaXR5RGF0YXNoZWV0c3wyNzk0OTd8YXBwbGljYXRpb24 vcGRmfHNlY3VyaXR5RGF0YXNoZWV0cy9oN2MvaDA3Lzg5OTAzOTE2MzE5MDIucGRmfGM5 MDkwNWZlY2YxYTg5ZTM4OTBmZDNmYzBlMjM0NmI0ZWI2ZDE4MzAwM2EyNGVmMDQxZ WVkMjMzNTQzNWE1NmU Hoja informativa sobre sustancias peligrosas, recuperado de: https://www.nj.gov/health/eoh/rtkweb/documents/fs/0054sp.pdf BEES - Calculadora para ciclo de vida de productos de la construcción: https://ws680.nist.gov/BEES/(A(HwP-4f41gEkAAAAZTdiN2VhMGYtZDAxOS00NjdiLWExNjEtMDc0Njg0YzcwNjJmNJltcI50F7xiOKgxA 68BQJk5CRs1))/Default.aspx ATHENA – Calculadora: http://www.athenasmi.org/, sobre 5,0 Estimación del consumo energético y de la emisión de CO2 asociados a la producción, uso y disposición final de ventanas de PVC, aluminio y madera, recuperado de; http://www.jorgemartins.pt/arq/fich/Ahorro_Energ_tico_Ventanas.pdf Consumo de energía del aluminio, recuperado de: http://www.wbg.org/