Arena de fundición en la construcción sostenible: una revisión sistemática del rendimiento ambiental, riesgos de contaminación y marcos regulatorios
Autores: Niyonyungu, Ferdinand; Ogra, Aurobindo; Ngcobo, Ntebo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Arena de fundición en la construcción sostenible: una revisión sistemática del rendimiento ambiental, riesgos de contaminación y marcos regulatorios
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Sector de la construcción
Recursos de arena natural
Arena de fundición residual
Rendimiento ambiental
Viabilidad técnica
Marcos regulatorios
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
La significativa expansión del sector de la construcción y el correspondiente agotamiento de los recursos naturales de arena han intensificado la búsqueda de alternativas sostenibles, siendo la arena de fundición reciclada (WFS) un candidato prometedor. Esta revisión sistemática evalúa el rendimiento ambiental y la viabilidad técnica del uso de WFS como sustituto de la arena natural en la construcción. Una búsqueda guiada por PRISMA identificó 152 estudios revisados por pares publicados entre 2001 y 2024, que se categorizaron en cuatro áreas temáticas: caracterización de materiales, aplicaciones en construcción, impactos ambientales y marcos regulatorios. Los hallazgos indican que sustituir el 10-30% de la arena natural por WFS en concreto y asfalto puede ofrecer una resistencia a la compresión dentro de +/-5% de las mezclas de control y reducir la absorción de agua en un 5-15% en niveles óptimos de reemplazo. Sin embargo, los riesgos de contaminación siguen siendo una preocupación, ya que se han reportado concentraciones de cromo y cobre en WFS cruda de hasta 931 mg/kg y 3318 mg/kg, respectivamente. Para abordar estos riesgos y garantizar un reutilización responsable, se propone en este estudio un marco de seis etapas, que comprende la clasificación de fin de desecho, la evaluación de contaminantes, el preprocesamiento de materiales, la certificación y el monitoreo regulatorio. También se presenta un árbol de decisión integral para guiar la evaluación de viabilidad de la reutilización de WFS en función de los niveles de contaminantes y el rendimiento del material.
Descripción
La significativa expansión del sector de la construcción y el correspondiente agotamiento de los recursos naturales de arena han intensificado la búsqueda de alternativas sostenibles, siendo la arena de fundición reciclada (WFS) un candidato prometedor. Esta revisión sistemática evalúa el rendimiento ambiental y la viabilidad técnica del uso de WFS como sustituto de la arena natural en la construcción. Una búsqueda guiada por PRISMA identificó 152 estudios revisados por pares publicados entre 2001 y 2024, que se categorizaron en cuatro áreas temáticas: caracterización de materiales, aplicaciones en construcción, impactos ambientales y marcos regulatorios. Los hallazgos indican que sustituir el 10-30% de la arena natural por WFS en concreto y asfalto puede ofrecer una resistencia a la compresión dentro de +/-5% de las mezclas de control y reducir la absorción de agua en un 5-15% en niveles óptimos de reemplazo. Sin embargo, los riesgos de contaminación siguen siendo una preocupación, ya que se han reportado concentraciones de cromo y cobre en WFS cruda de hasta 931 mg/kg y 3318 mg/kg, respectivamente. Para abordar estos riesgos y garantizar un reutilización responsable, se propone en este estudio un marco de seis etapas, que comprende la clasificación de fin de desecho, la evaluación de contaminantes, el preprocesamiento de materiales, la certificación y el monitoreo regulatorio. También se presenta un árbol de decisión integral para guiar la evaluación de viabilidad de la reutilización de WFS en función de los niveles de contaminantes y el rendimiento del material.