Impacto medioambiental de muros de contención

Por María Elena Alonso Mayor
Trabajo realizado en el marco del
Programa de cursos online Edificación y sostenibilidad

Introducción

El trabajo propuesto para este fin de curso se centra en el estudio de los muros de contención de tierras. La motivación para la elección de este tema en concreto ha sido la de estudiar un elemento constructivo usual con una mirada crítica.

Mi interés inicial ha sido por los elementos que forman parte de la estructura de las construcciones, ya que considero son los menos evolucionados en el sentido de la eficiencia ambiental. En cambio otros elementos de fachada y acabados están más en el punto de mira de los estudios en este sentido.

Sí que es verdad que los elementos que forman parte de la envolvente de los edificios tienen una relación directa con el exterior y, por lo tanto, con el consumo energético del edificio. Influyen en su confort acústico, lumínico y climático. En cambio los elementos que forman parte de la estructura únicamente repercuten en la sostenibilidad de la construcción, básicamente, por la sostenibilidad en ellos mismos. En los materiales que los componen y en la forma de ensamblarse entre ellos.

Para concretar los casos de estudio nos centraremos en tres tipologías generales: los muros de contención de hormigón armado, los muros de tierra armada y los de suelo reforzado, y los muros de gaviones.

Objetivos

Se pretende analizar los elementos que los componen así como sus aplicaciones. Se presentará la versión más sostenible desde el punto de vista ambiental de cada una de las tipologías, así como un análisis de las ventajas e inconvenientes de cada una de ellas.

El esquema de análisis será el siguiente:

- descripción general del sistema y elementos que lo conforman
- comparación descriptiva y gráfica de los tres muros
- posibilidad de desmontaje / reutilización / reciclaje de cada uno de los sistemas
- alternativas a estos tres tipos de muros de contención

Descripción

hormigón armado suelo reforzado gaviones

Muros de contención de hormigón armado

Los elementos que componen este tipo de muros son básicamente el hormigón y las armaduras de acero. Éstas sólo son necesarias en caso de necesitarlo estructuralmente, pero aquí las tendremos en cuenta. Estos muros funcionan por flexo-compresión.

Otros elementos implicados en el sistema son la base de limpieza de mortero bajo la zapata del muro y los elementos de drenaje que son el tubo drenante y la tela impermeable.

Este tipo de muro puede ser de contención del terreno con un espacio exterior o bien con un espacio interior habitable, con el consiguiente trasdosado que incluya el aislamiento térmico necesario.

Los elementos de drenaje son necesarios aunque el muro esté en un espacio exterior. Esto es para proteger el hormigón y el acero del deterioro a causa de la infiltración del agua.

Muro de hormigón armado [Fuente: lunaticageologia.blogspot.com]

Muros de tierra armada y muros de suelo reforzado

El concepto de estos dos tipos de muro es el mismo. Se trata de introducir un elemento horizontal al terreno, que actúa de rigidizador. En el caso de la tierra armada este elemento son armaduras de acero. En cambio, en el suelo reforzado es geotéxtil. La base del funcionamiento de estos muros es el refuerzo mediante elementos externos del propio terreno, que acaba siendo estable en sí mismo.

Aquí analizaremos el suelo reforzado ya que ha parecido adecuado cambiar las armaduras de acero por el geotéxtil como parte integrante del muro, así agudizamos más la comparación entre ellos.

Aquí los elementos de análisis serán el propio terreno y las mallas de geotéxtil que se le añaden.

Muro de tierra armada [Fuente: lunaticageologia.blogspot.com]

Muro de suelo reforzado [Fuente: murotalud.com]

Muros de gaviones

Estos muros se componen de cajas de malla de triple torsión de acero galvanizado, de paneles de malla electrosoldada, o de mallas plásticas. Estas cajas se llenan de piedras y grava. Estos muros de contención funcionan por gravedad.

Estos gaviones de mallas plásticas se han desarrollado en estos últimos años. Estos plásticos son, por ejemplo, el polietileno de alta densidad (HDPE) y el polipropileno biaxial. Estos gaviones son canastas de forma muy similar a los gaviones metálicos, las cuales se elaboran con mallas plásticas de alta resistencia, se arman y se llenan de piedra.

La flexibilidad de los gaviones plásticos permite que estas estructuras se acomoden fácilmente a los asentamientos diferenciales, pero su principal propiedad es su resistencia a la corrosión química del agua salada en los ambientes marinos, donde los gaviones metálicos no son viables por el problema de su alta susceptibilidad a la corrosión. Igualmente los plásticos facilitan más el crecimiento de ciertas formas de flora y fauna.

En este caso consideraremos estos últimos tipos de muro ya que añaden al estudio los materiales plásticos. Así que los elementos serán las propias piedras y gravas, y las cajas de mallas plásticas de polietileno.

Muro gaviones [Fuente: lunaticageologia.blogspot.com]

Análisis comparativo

Para poder comparar los tres tipos, se han supuesto muros de cinco metros de altura y se han realizado los cálculos para metro lineal de muro.

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

En esta primera aproximación no se ha tenido en cuenta que los materiales puedan proceder de reciclado. La siguiente tabla y gráficos nos muestran las mejoras en cuestión de consumo energético y emisiones de CO2 considerando que algunos de los materiales procedan de reciclado 100%. Los que no se han considerado es a causa de la dificultad de su reciclado o del poco impacto de ello.

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

En las siguientes gráficas vemos comparados dos aspectos de la eficiencia ambiental: el coste energético en las fases iniciales, desde la extracción del material hasta la construcción, y las emisiones de CO2.

Dados los resultados obtenidos vemos que el hecho de que los elementos que conforman los sistemas provengan del reciclado, no afecta en gran medida al mpacto ambiental de los sistemas de muros.
En el caso del muro de hormigón armado no se ha considerado que el hormigón provenga del reciclado, aunqué los áridos utilizados sí que lo pueden ser, así que el único elemento que contribuye a disminuir el impacto son las armaduras de acero, que pueden ser de acero reciclado 100%.

El muro de suelo estructural no varía prácticamente nada su impacto, ya que el terreno en todos los casos es el que es y el coste de su manipulación no hay manera de ajustarlo. En cambio, sí que se ha considerado que el geotéxtil utilizado provenga de poliéster reciclado, aunque su impacto en la totalidad del muro es casi inexistente.

En cuanto al muro de gaviones nos ocurre un poco lo mismo. Las piedras y gravas que rellenan los gaviones seran las existentes en el territorio, en el caso más favorable, o las seleccionadas de medidas adecuadas. Su producción no tiene coste más que el transporte y manipulación. Pero sí que se ha considerado que la malla de polietileno provenga de reciclado. A diferencia del muro de suelo reforzado, aquí la disminución del impacto sí que es apreciable ya que la participación en el peso del muro de la malla de polietileno es mayor que el geotéxtil en el muro de suelo reforzado. Este es el caso en que sustituir los máximos elementos por unos que provengan del reciclado tiene una mayor influencia en la disminución del impacto ambiental del muro, siendo casi la mitad en cuanto a las emisiones de CO2.

Cabe mencionar también que, como era de suponer, el impacto ambiental en los dos aspectos analizados del muro de hormigón armado es sustancialmente mayor que en los otros sistemas de muro de contención propuestos. Esto se debe, en buena medida, a que estos sistemas al usar materiales naturales para su conformación, ya por concepto, son más ambientalmente eficientes e integrados en el entorno.

Evaluación de desmontaje / reutilización / reciclaje

Aparte que los elementos que conforman los muros puedan proceder del reciclaje, como ya hemos analizado en el apartado anterior; otro aspecto a tener en cuenta es la capacidad de cada tipo de muro de ser desmontado, reutilizados sus elementos o reciclados si no es posible su reutilización.

El muro de hormigón armado se puede derribar mecánicamente. El acero puede ser reciclado y el hormigón triturado y usado como árido para la producción de otros hormigones. Para que esto sea posible hay que separar los materiales sin que haya restos del uno en el otro. También es importante que las armaduras hayan estado debidamente protegidas y no hayan entrado en corrosión durante el período de vida del muro. El reciclaje adecuado del hormigón armado es muy costoso y, aunque en algunos países sí que se realiza, no está muy extendido.

El muro de suelo reforzado se puede desmontar con facilidad y restituir, con el mismo terreno, el aspecto inicial. El geotéxtil puede ser fácilmente reciclado con un lavado previo del material, o incluso reutilizado si no ha sufrido daños.

El muro de gaviones también se puede desmontar con facilidad y restituir el terreno inicial. Las cajas de gaviones se pueden desmontar y reutilizar las gravas para otros gaviones u otros usos, así como devolverlas al entorno original de donde se han extraído. La malla de polietileno puede ser reutilizada o bien reciclada, mediante un buen lavado previo de las posibles impurezas, si la composición original del material no se ha degradado a causa de la exposición a la intemperie.

Valorado los diversos aspectos analizados, vemos que los muros más integrados en el entorno, con menos impacto ambiental en cuanto al consumo energético y a las emisiones de CO2, son también los potencialmente más reciclables e incluso reutilizables, y los que, a priori, tienen una fase de desmontaje menos costosa.

La desventaja evidente de estos tipos de muro, en comparación con los más convencionales de hormigón armado, es su límite en cuanto a sus posibles aplicaciones. Los muros de hormigón armado, al tener mayor capacidad de resistencia estructural, pueden ser usados en edificación y en grandes desniveles de terreno. En cambio los muros de suelo reforzado o los muros de gaviones están más limitados en este sentido y sus aplicaciones se encuentran limitadas a las intervenciones en el paisaje.

En este sentido tenemos algunos ejemplos de aplicación de estas técnicas en proyectos de edificación como es el caso del Casino del hotel Mantra en Manantiales – Maldonado (Uruguay), de los ingenieros Andrés Curiel y Arturo L. Forteza. De todos modos este tipo de solución necesita de un trasdosado para garantizar el confort del interior. El muro del hormigón armado tampoco es una solución definitiva y también necesita alcanzar el confort térmico adecuado. Pero, a diferencia del suelo reforzado, el muro de hormigón ya proporciona el soporte suficiente para que, con pocos materiales más, se consigan los requerimientos necesarios.

Ejemplos de alternativas a los muros de contención estudiados

Llegados a este punto, me gustaría repasar algunas alternativas a los muros de contención analizados, algunas de ellas más innovadoras e inusuales y todas ellas más en la línea de la reutilización de los materiales. No solamente los materiales residuales procedentes de la construcción, sino los materiales residuales que generamos como sociedad.

Muro de traviesas de madera [Fuente: ambientalia.es]

Este es un caso de reutilización de un material que ha quedado en desuso como son las traviesas de madera de las vías férreas. En cuanto a su adaptación a su nuevo entorno y al impacto visual que en él pueda producir, al ser un elemento orgánico como la madera que está presente en la naturaleza, este posible impacto se minimiza.

Cementerio ilegal de neumáticos de Seseña (Toledo) [Fuente: castilla-lamancha.cuadernosciudadanos.net]

Muro de contención de neumáticos [Fuente: lunaticageologia.blogspot.com]

La fotografía en concreto nos muestra el ejemplo de la construcción de un muro en Guatemala. Ya en 1999 estos muros mejoraron la calidad de vida de las favelas de Río de Janeiro conteniendo las tierras de los deslizamientos a causa de las lluvias. Por un tercio del coste de un muro de hormigón se obtenían muros más eficaces, que no requerían de mano de obra especializada y que además permiten la plantación de vegetación en su interior.

La construcción de estos muros resulta ecológicamente muy importante ya que los residuos neumáticos són un gran problema actualmente debido a que, aunque sí que se pueden reciclar, su reciclaje es costoso y requiere de unas instalaciones muy especializadas, y, además, en el caso de la incineración, es altamente contaminante.

Para terminar, mostrar estos dos últimos casos curiosos. Uno se trata de un muro de contención de botellas de plástico rellenadas de tierra y unidas con cemento. El último se trata del uso directo de escombros de construcción, que dispuestos cuidadosamente parece que alcanzan la estabilidad necesaria para un muro de contención.