Estimación de la Huella de Carbono en la construcción de una unidad de carretera. Estudio de autopista Costanera Norte, tramo del P.K. 6,30 al P.K. 7,40. Santiago de Chile

Abstract

[ES] La construcción de forma indirecta o directa es responsable del 18% del global de las emisiones GEI (IPCC, 2014a). En el caso de la construcción de carreteras, un estudio realizado el año 2001 en Suiza, sugiere que las mayores emisiones durante la vida útil de estas (40 años), se generan durante la construcción (Stripple, 2001). Sin embargo, otros autores sugieren que las emisiones de GEI durante la fase de construcción corresponden sólo al 10 y 20% en comparación a las emisiones producidas en fase de explotación (Chester & Horvath, 2009; Hanson, Noland, & Porter, 2016).

Debido a la complejidad de los factores que representa la construcción en si misma (topografía, localidad, diseño), la huella de carbono de construcción de carreteras se encuentra poco estudiada y, por consiguiente, las mitigaciones para estas emisiones se encuentran limitadas. Actualmente, el cálculo de la Huella de Carbono (HC) hace sólo un análisis a productos y/o a organizaciones, mientras que las obras de construcción no están incluidas en la estimación.

Según la OCDE, Chile es uno de los países con menores rutas pavimentadas (World Bank, 2017), estimándose que un 60% de los caminos no lo están (MOP, 2010). En este país, no existe ninguna legislación que obligue a las constructoras a contabilizar la huella de carbono de sus construcciones, sin embargo, cuenta con mecanismos de acción que entregan certificaciones de calidad de excelencia, a las instituciones que la cuantifican.

Este estudio, tiene como objetivo estimar la huella de carbono producto de la construcción de un kilómetro de carretera asfáltica en Santiago de Chile, con el fin de determinar los factores que más influyen en la producción de CO2. Para ello, se realiza un estudio del arte de los últimos 8 años, revisando los conceptos de construcción más relevantes en potencialidad de calentamiento global. Luego, a través de manuales de equipamiento de construcción (Caterpillar, 2017) y de factores de emisión establecidos por la EPA para maquinaria en ruta y fuera de ruta (EPA, 2018b, 2018a), se determinan los rendimientos de producción y factores de emisión. El proceso constructivo sugerido consta de: excavación, preparación de subrasante, base granular, capa intermedia, riego de liga y capa de asfalto superficial. Para el cálculo, se utiliza maquinaria de construcción con máxima antigüedad Tier 2 / Stage II. Como resultado, se obtiene que las mayores emisiones corresponden al transporte de materias primas a la obra vial, seguido de las obras de excavación. Sin embargo, esto podría verse fuertemente influenciado por la distancia de los proveedores a la obra. En estudios futuros, se podrían agregar al cálculo las emisiones generadas por la elaboración de las materias primas para cuantificar la HC con aún mayor precisión.

[CA] La construcció de forma indirecta o directa és responsable del 18% del global de les emissions GEI (IPCC, 2014a). En el cas de la construcció de carreteres, un estudi realitzat l'any 2001 a Suïssa suggerix que les majors emissions durant la vida útil d'aquestes (40 anys) es generen durant la construcció (Stripple, 2001). No obstant això, altres autors suggerixen que les emissions de GEI durant la fase de construcció corresponen només al 10 i 20% en comparació de les emissions produïdes en fase d'explotació (Chester & Horvath, 2009; Hanson, Noland, & Porter, 2016). A causa de la complexitat dels factors que representa la construcció en si mateixa (topografia, localitat, disseny), l'empremta de carboni de construcció de carreteres es troba poc estudiada i, per consegüent, les mitigacions per a estes emissions es troben limitades. Actualment el càlcul de l'Empremta de Carboni (HC) fa només una anàlisi a productes i/o a organitzacions, mentre que les obres de construcció no estan incloses en l'estimació. Segons l'OCDE, Chile és un dels països amb un menors rutes pavimentades (World Bank, 2017), estimant-se que un 60% dels camins no ho estan (MOP, 2010). En aquest país no hi ha cap legislació que obligue les constructores a comptabilitzar l'empremta de carboni de les seues construccions No obstant, compta amb mecanismes d'acció que entreguen certificacions de qualitat d'excel·lència a les institucions que la quantifiquen. Aquest estudi té com a objectiu estimar l'empremta de carboni producte de la construcció d'un quilòmetre de carretera asfàltica a Santiago de Chile, a fi de determinar els factors que més influïxen en la producció de CO2. Per a això es realitza un estudi de l'art dels últims 8 anys, revisant els conceptes de construcció més rellevants en potencialitat de l'escalfament global. Després, a través de manuals d'equipament de construcció (Caterpillar, 2017) i de factors d'emissió establits per l'EPA per a maquinària en ruta i fora de ruta (EPA, 2018b, 2018a) es determinen els rendiments de producció i factors d'emissió. El procés constructiu suggerit consta dels següents passos: excavació, preparació de subrasant, base granular, capa intermèdia, reg de lliga i capa d'asfalt superficial. Per al càlcul s'utilitza maquinària de construcció amb màxima antiguitat Tier 2 / Stage II. Com a resultat s'obté que les majors emissions corresponen al transport de matèries primeres a l'obra vial, seguit de les obres d'excavació. No obstant, açò podria veure's fortament influenciat per la distància dels proveïdors a l'obra. En estudis futurs es podrien agregar al càlcul les emissions generades per l'elaboració de les matèries primes per a quantificar la HC amb una major precisió.

[EN] Construction indirectly or directly is responsible for 18% of the global GHG emissions (IPCC, 2014a). In the case of road construction, a study carried out in 2001 in Switzerland suggests that the largest emissions during the lifetime of these (40 years) are generated during construction (Stripple, 2001). However, other authors suggest that GHG emissions during the construction phase correspond to only 10 and 20% compared to the emissions produced in the exploitation phase (Chester & Horvath, 2009; Hanson, Noland, & Porter, 2016).

Due to the complexity of the factors represented by the construction itself (topography, location, design), the carbon footprint of road construction is not well studied and, consequently, the mitigations for these emissions are limited. Currently, the calculation of the Carbon Footprint (HC) takes into account products and / or organizations, while the construction are not included in the estimate.

According to the OECD, Chile is one of the countries with the lowest paved routes (World Bank, 2017), estimating that 60% of roads are not (MOP, 2010). In this country, there is no legislation that obliges construction companies to account for the carbon footprint of their constructions, however, it has mechanisms of action that deliver quality certifications of excellence to the institutions that quantify it.

This study aims to estimate the carbon footprint resulting from the construction of a kilometer of asphalt road in Santiago, Chile, in order to determine the factors that most influence the production of CO2. For this, a study of the art of the last 8 years is carried out, reviewing the most relevant construction concepts in global warming potential. Then, through construction equipment manuals (Caterpillar, 2017) and emission factors established by the EPA for off-road and off-road machinery (EPA, 2018b, 2018a), production yields and emission factors are determined. The suggested construction process consists of: excavation, subgrade preparation, granular base, intermediate layer, league irrigation and surface asphalt layer. For the calculation, construction machinery with maximum Tier 2 / Stage II age is used. As a result, it is obtained that the highest emissions correspond to the transport of raw materials to the road work, followed by the excavation works. However, this could be strongly influenced by the distance of the suppliers to the construction. In future studies, the emissions generated by the preparation of raw materials could be added to the calculation to quantify the HC with even greater precision.