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Title: Diseño de mezcla de concreto modificado para reducir la huella de carbono del cemento incorporando residuos de desechos de abanico en la ciudad de Paracas
Other Titles: Design of modified concrete mix to reduce the carbon footprint of cement by incorporating fan waste residue in the city of Paracas
Advisor(s): Eyzaguirre Acosta, Carlos Augusto
OCDE field: https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.01.01; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.00.00
Issue Date: 15-Nov-2023
Institution: Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)
Abstract: El cemento es el material más empleado en la industria de la construcción a nivel global, así como también uno de los principales actores contribuyentes al cambio climático. Debido a ello, en la actualidad se busca alternativas a este componente para asegurar el futuro sostenible de la construcción, generalmente apostando por los conocidos Materiales Cementicios Suplementarios por su menor impacto ambiental y su similaridad al cemento. En esta investigación se plantea el reemplazo parcial del cemento en el concreto, exactamente el 15%, con conchas de abanico trituradas, adicionando un aditivo impermeabilizante ya que la ubicación de la investigación es la ciudad de Paracas, una zona portuaria, por lo que es importante asegurar la durabilidad del concreto. El objetivo de la tesis es determinar en qué porcentaje esta mezcla propuesta reduce las emisiones de gas de efecto invernadero comparándola con un concreto patrón, mientras que también se evalúan las propiedades mecánicas y la viabilidad económica de la mezcla. Para un diseño pensado en viviendas de la zona, se escogió un f’c = 210 kg/cm2, y se realizaron los ensayos de Slump, compresión y flexión, determinándose que la mezcla propuesta es ligeramente más trabajable, presenta una menor resistencia a la compresión y es similar en cuanto resistencia a la flexión comparándola con el concreto patrón, pero luego de 28 días de curado supera el f’c de diseño con un margen del 8%, asegurando su viabilidad mecánica. El análisis de huella de carbono realizado, bajo la metodología del Protocolo del GEI, pudo concluir que la mezcla que reemplaza un 15% de cemento por conchas de abanico trituradas reduce un 14.94% de emisiones GEI respecto a la mezcla patrón por cada metro cúbico, representando una reducción significativa de huella de carbono. La mezcla propuesta también tiene un importante ahorro en los costos de materiales para producir un metro cúbico de concreto, siendo un 9.26% menos costosa que la mezcla patrón elaborada. A partir de los resultados de los análisis se puede concluir que la mezcla de concreto que reemplaza 15% del cemento por conchas de abanico trituradas es viable mecánicamente, y brinda beneficios ambientales y económicos al reducir la huella de carbono del concreto y necesitar menos gasto de materiales para producir la mezcla.

Cement is the most widely used material in the global construction industry and one of the primary contributors to climate change. Consequently, there is a growing need to explore alternatives to cement to ensure a sustainable future for construction. Supplementary Cementitious Materials (SCMs) have gained attention for their lower environmental impact and similarities to traditional cement. This research proposes the partial replacement of cement in concrete, precisely 15%, with crushed fan shells. An impermeabilizing additive is included due to the research location in Paracas, a coastal area, to ensure concrete durability. The thesis aims to determine to what extent this proposed mixture reduces greenhouse gas emissions compared to standard concrete. Mechanical properties and the economic viability of the mixture are also evaluated. For a design tailored to local housing, an f'c of 210 kg/cm² was chosen, and Slump, compression, and flexural tests were conducted. The findings indicate that the proposed mixture is slightly more workable, has lower compressive strength, and exhibits similar flexural strength compared to standard concrete. However, after 28 days of curing, it surpasses the design compressive strength by 8%, ensuring its mechanical viability. The carbon footprint analysis, following the GHG Protocol methodology, concludes that the mixture replacing 15% of cement with crushed fan shells reduces GHG emissions by 14.94% per cubic meter compared to the standard mixture, signifying a significant carbon footprint reduction. The proposed mixture also yields substantial cost savings for producing one cubic meter of concrete, being 9.26% less expensive than the standard mixture. Based on the analysis results, it can be concluded that the concrete mixture replacing 15% of cement with crushed fan shells is mechanically viable and provides environmental and economic benefits by reducing the concrete's carbon footprint and requiring fewer materials for production.
Discipline: Ingeniería Civil
Grade or title grantor: Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC). Facultad de Ingeniería
Grade or title: Ingeniero Civil
Juror: Peña Torres, Pablo Jhoel; Vise Gómez, Juan Carlos
Register date: 4-Jan-2024



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