Optimizaciones en el diseño de mezclas de concreto para la sostenibilidad de un Área Metropolitana de Sudamérica implementando análisis de ciclo de vida de materiales

Life Cycle Assessment (LCA) is a methodology that identifies a product's environmental aspects and potential impacts by compiling an inventory of system inputs and outputs for optimization, strategic planning, and implementing sustainable policies. Several optimization techniques and their impact on mix design have been used in concrete production, such as multi-criteria analysis, statistical models, supplementary cementitious materials, and optimization algorithms. This work applies LCA to concrete production in the Metropolitan Area of the Aburrá Valley, Colombia, with the hypothesis that optimizing proportions without adding special additives can reduce CO2 emissions and energy consumption. Concrete mixes were designed using the ACI 211 methodology, and their environmental impacts were evaluated. The results show that using larger coarse aggregates reduces cement consumption, decreasing CO2 emissions by up to 15%. The optimal mix is not only cheaper but also has a lower environmental impact. The conclusions indicate that it is possible to make economic efficiency compatible with promoting a lower carbon footprint.
A Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) é uma metodologia que identifica os aspectos ambientais e os possíveis impactos associados a um produto por meio da compilação de um levantamento das entradas e saídas do sistema para otimização, planejamento estratégico e implementação de políticas sustentáveis. No campo da produção de concreto, várias técnicas de otimização têm sido usadas e seu impacto no projeto de mistura, como análise multicritério, modelagem estatística, materiais cimentícios suplementares e algoritmos de otimização. Este trabalho aplica a ACV à produção de concreto na Área Metropolitana do Vale de Aburrá, na Colômbia, com a hipótese de que a otimização das proporções, sem a adição de aditivos ou aditivos especiais, pode reduzir as emissões de CO2 e o consumo de energia. Usando a metodologia ACI 211, as misturas de concreto foram projetadas e seus impactos ambientais foram avaliados. Os resultados mostram que o uso de agregados grossos maiores reduz o consumo de cimento, reduzindo as emissões de CO2 em até 15%. A mistura ideal não é apenas mais econômica, mas também tem um impacto ambiental menor. As conclusões indicam que é possível compatibilizar a eficiência econômica e, ao mesmo tempo, promover uma redução na pegada de carbono.
El análisis de Ciclo de Vida ACV, es una metodología que identifica los aspectos ambientales y los impactos potenciales asociados con un producto mediante la compilación de un inventario de las entradas y salidas del sistema para su optimización, planificación estratégica e implementación de políticas sostenibles. En el ámbito de la producción de concretos, se han utilizado diversas técnicas de optimización y su impacto en el diseño de mezclas como análisis multicriterio, modelos estadísticos, materiales cementantes suplementarios y algoritmos de optimización. Este trabajo aplica el ACV a la producción de concreto el Área Metropolitana del Valle de Aburrá, Colombia, con la hipótesis de optimizar las proporciones, sin agregar aditivos ni adiciones especiales, se puede reducir las emisiones de CO₂ y el consumo de energía. Utilizando la metodología ACI 211, se diseñaron mezclas de concreto y se evaluaron sus impactos ambientales. Los resultados muestran que el uso de agregados gruesos de mayor tamaño reduce el consumo de cemento, disminuyendo las emisiones de CO₂ hasta un 15%. La mezcla óptima no sólo es más económica, sino también de menor impacto ambiental. Las conclusiones indican que es posible compatibilizar la eficiencia económica, promoviendo la disminución en la huella de carbono.