residuos archivos - El blog de Víctor Yepes

Valorización sostenible de residuos sólidos en la infraestructura ferroviaria

La transición hacia sistemas de transporte de bajas emisiones ha puesto de manifiesto una contradicción crítica: si bien el transporte ferroviario opera de forma intrínsecamente de bajas emisiones, su infraestructura requiere un elevado consumo de recursos y depende de ciclos periódicos de renovación basados en gran medida en el uso de materias primas. Este artículo sintetiza los resultados de una revisión sistemática de 131 estudios (2000-2025) sobre la integración de materiales de residuos sólidos urbanos (RSU) en capas de balasto, subbalasto, traviesas y elementos resilientes (Reis dos Santos et al., 2026).

Las principales conclusiones indican que los subproductos industriales (escorias de acero), los áridos reciclados (RCA), los residuos poliméricos (caucho de neumáticos) y los residuos mineros pueden alcanzar un rendimiento mecánico y una durabilidad comparables a los de los materiales convencionales. Sin embargo, persiste una brecha entre la viabilidad técnica en laboratorio y la adopción operativa a gran escala. La investigación se ha acelerado drásticamente desde 2020, impulsada por políticas de economía circular, aunque su implementación sigue limitada por el conservadurismo regulatorio, la falta de datos de campo a largo plazo y la ausencia de estándares basados en el rendimiento en lugar del origen del material.

Contexto y motivación del sector.

El sistema ferroviario convencional de vía balastrada requiere grandes volúmenes de agregados de alta calidad que deben cumplir con estrictos requisitos de gradación, durabilidad y resistencia a la abrasión. La degradación progresiva del balasto, causada por tensiones cíclicas e impactos, genera finos (colmatación) que reducen el drenaje y comprometen la estabilidad geométrica de la vía.

La infraestructura ferroviaria se presenta como un receptor estratégico para la valorización de residuos por tres razones fundamentales:

Capacidad de absorción: Las capas de balasto y subbalasto pueden albergar millones de toneladas de material.
Ciclo de vida: las largas vidas útiles permiten amortizar la inversión en materiales innovadores.
Distribución geográfica: la demanda distribuida permite alinear los proyectos con las corrientes de residuos locales, lo que reduce el impacto del transporte.

Diferencias críticas: ferrocarriles vs. pavimentos.

A diferencia de lo que ocurre en la ingeniería de pavimentos, donde la valorización de residuos está madura, el sector ferroviario se enfrenta a desafíos únicos:

Tolerancias estrictas: pequeños asentamientos incrementales comprometen la seguridad y el confort.
Entorno de carga: dominado por cargas cíclicas de alta frecuencia y por cargas de impacto.
Conservadurismo institucional: los gestores de infraestructura priorizan la mitigación de riesgos y la responsabilidad civil y mantienen normativas prescriptivas basadas en materiales naturales.

Panorama de la investigación global

El análisis bibliométrico revela una evolución marcada por tres fases:

Fase inicial (2000-2009): estudios esporádicos con consideraciones de sostenibilidad implícitas.
Fase de consolidación (2010-2019): surgimiento de herramientas numéricas y experimentales avanzadas para abordar los mecanismos de degradación.
Fase de aceleración (2020-2025): representa el 60 % de la literatura total, con un enfoque en la economía circular y la descarbonización.

Países líderes en contribución científica:

Australia: es el país que más destaca por el comportamiento del balasto bajo cargas pesadas y con áridos reciclados.
China: enfoque en aplicaciones de alta velocidad y en la mitigación de vibraciones.
Reino Unido e Italia: énfasis en la evaluación del ciclo de vida (LCA) y en los marcos de políticas.
Brasil: investigación creciente impulsada por la disponibilidad de residuos mineros.

Aplicaciones de residuos sólidos por componente.

La investigación ha identificado soluciones específicas para cada nivel de la estructura ferroviaria.

Categoría de residuo	Aplicación típica	Beneficio principal	Limitaciones identificadas
Escorias de acero/horno	Balasto y subbalasto	Alta angularidad, rigidez y resistencia a la abrasión.	Posible inestabilidad volumétrica y sensibilidad a la lixiviación.
Áridos reciclados (RCA/CDW)	Subbalasto y capas de formación	Eficiencia de recursos y desvío de vertederos.	Mayor rotación de partículas bajo carga cíclica; sensibilidad a la humedad.
Residuos de caucho	Mantas bajo balasto y almohadillas bajo traviesas	Atenuación de vibraciones y reducción de la rotura de balasto.	Reducción de la rigidez global de la vía; incertidumbre sobre la estabilidad a largo plazo.
Polímeros reciclados	Traviesas compuestas	Resistencia a la degradación biológica; menor huella de carbono.	Altos costos iniciales; problemas de compatibilidad en la interfaz traviesa-balasto.
Residuos mineros	Capas de formación	Disponibilidad local en grandes volúmenes.	Gran variabilidad mineralógica; escasez de datos de campo.

Evaluación del rendimiento y la sostenibilidad

Indicadores clave de rendimiento (KPI)

Los estudios revisados emplean una serie de métricas clave para validar los materiales alternativos.

Módulo resiliente/rigidez: controla el asentamiento y la transferencia de carga.
Índice de rotura/pérdida por abrasión: determina la vida útil del balasto mediante los ensayos de Los Ángeles y Micro-Deval.
Conductividad hidráulica: es crucial para el drenaje y la prevención de la presión de los poros.
Atenuación de vibraciones: evaluada mediante ensayos de impacto y monitorización en campo.

Impacto ambiental y ciclo de vida (LCA).

Los análisis del ciclo de vida confirman que el uso de SWM puede reducir las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) entre un 18 % y un 50 % en componentes específicos, como las traviesas. Sin embargo, el beneficio ambiental neto es altamente sensible a:

Distancia de transporte: el transporte puede dominar los impactos si el residuo no es local.
Frecuencia de mantenimiento: si un material alternativo requiere intervenciones más frecuentes, los beneficios iniciales se anulan.
Logística de fin de vida: la capacidad de reciclar el material es un factor decisivo.

«Los procesos de renovación son un motor principal de la extracción de materias primas y de las emisiones de GEI en los sistemas de balasto convencionales.»

Barreras y desafíos para la implementación.

A pesar de los resultados positivos en laboratorio, la transición a la práctica operativa se enfrenta a obstáculos significativos:

Dimensión	Barreras principales	Factores facilitadores
Técnica	Falta de datos de campo a largo plazo (5-10 años); comportamiento bajo ante múltiples amenazas.	Modelado avanzado (DEM/FEM); proyectos piloto instrumentados.
Regulatoria	Estándares prescriptivos que exigen materiales naturales por su origen.	Cambio hacia especificaciones basadas en el desempeño funcional.
Ambiental	Incertidumbre sobre la lixiviación a largo plazo y los riesgos ambientales.	Protocolos estrictos de prueba y marcos de evaluación de riesgos integrados.
Económica	Costes iniciales más altos; incertidumbre en los costes a lo largo del ciclo de vida (LCC).	Incentivos de economía circular; toma de decisiones informada por el LCC.

Conclusiones y direcciones futuras.

El estudio concluye que la infraestructura ferroviaria desempeña un papel estratégico como «sumidero» a gran escala para la valorización de residuos, alineando el rendimiento de ingeniería con los objetivos climáticos. Para avanzar, se identifican las siguientes prioridades:

Ensayos de campo prolongados: es urgente realizar pruebas instrumentadas que capturen la evolución de la rigidez y el asentamiento en condiciones reales durante al menos una década.
Armonización de normativas: colaboración entre organismos como la UIC, el CEN y AREMA para actualizar las guías y aceptar materiales según su función y no su procedencia.
Digitalización: La integración de herramientas como el BIM, los gemelos digitales y la inteligencia artificial para el mantenimiento predictivo puede reducir la incertidumbre asociada a los materiales no convencionales.
Enfoque de «riesgo de lixiviación específico»: superar las prohibiciones generales mediante métodos de detección de riesgos específicos del lugar, lo que permitiría la reutilización segura del balasto y otros subproductos.

En última instancia, el éxito de la valorización de residuos en el ferrocarril dependerá de una acción coordinada que combine el rigor científico, la innovación regulatoria y el apoyo político para desincentivar el uso de recursos vírgenes y favorecer soluciones circulares.

En esta conversación puedes escuchar las ideas más interesantes sobre este tema.

Este vídeo resume bien las ideas sobre la sostenibilidad del ferrocarril.

Circular_Railway_Blueprint

Referencia:

Reis dos Santos, R.L., de Souza Rodrigues, C., Park, J.A. et al. Sustainable valorization of solid waste materials in railway infrastructure: a systematic review. Discov Civ Eng 3, 181 (2026). https://doi.org/10.1007/s44290-026-00575-y

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Se termina el Plan Estatal Marco de Gestión de Residuos (2016-2022)

Figura 1. Economía circular. Fuente: PEMAR (2016-2022)

En España, el Plan Estatal Marco de Gestión de Residuos (2016-2022) pretende ser el instrumento para orientar la política de residuos en España, impulsando las medidas necesarias para mejorar las deficiencias detectadas y promoviendo las actuaciones que proporcionan un mejor resultado ambiental y que aseguren la consecución de los objetivos legales. En este Plan se establece la jerarquía para la correcta gestión de los residuos: reducción, reutilización, reciclado y eliminación.

Se elaboró este Plan de acuerdo con las directrices establecidas, en su día, en la Estrategia 2020 impulsada por la Comisión Europea. En su momento, el objetivo marcado era que en Europa se generasen menos residuos y, en la medida de lo posible, que utilice como recursos todos aquellos que no puedan ser evitados. El fondo de la cuestión es sustituir una economía lineal basada en producir, consumir y tirar, por una economía circular en la que se reincorporen al proceso productivo los materiales residuales, una y otra vez, para la producción de nuevos productos o materias primas (Figura 1). Como resulta evidente, en este planteamiento, la reutilización, el reciclaje o la valorización material de los residuos juegan un papel primordial.

De todos modos, estamos llegando al final de este Plan y convendría conocer en detalle el grado de consecución de los objetivos previstos y las nuevas líneas estratégicas hacia donde se orientará la planificación en los próximos años. Os dejo a continuación el documento actual por si os resulta de interés.

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Los residuos de construcción y demolición (RCD)

Figura 1. Demolición de edificios. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Seneca_County_Courthouse_01_26.JPG

La construcción de infraestructuras y edificios, la reforma de pequeñas obras en viviendas y locales, así como la demolición de infraestructuras o edificios que ya han cubierto su ciclo de vida útil generan residuos. En España estamos hablando de unos 800 m³ por persona y año (Bustillo, 2010), volumen que, en su mayor parte, pasan a vertederos controlados o incontrolados. Estos residuos de construcción y demolición (RCD) son en su mayoría inertes, pero pueden estar mezclados con otros residuos que son peligrosos, como el amianto, los cuales deben separarse y gestionarse de acuerdo con su peligrosidad. Estos residuos constituyen un importante problema ambiental, pues no solo crecen en volumen, sino que su tratamiento y gestión presentan importantes áreas de mejora. En efecto, la contaminación de suelos y acuíferos en vertederos incontrolados, el deterioro paisajístico o su eliminación sin aprovechar su posible valorización, son impactos que deberían corregirse.

La gestión de estos residuos RCD debería realizarse atendiendo a los principios de prevención, reutilización, reciclaje y eliminación. Existe, no obstante, cierta jerarquía en estos principios, siendo preferible siempre la prevención, y si no fuera posible la reutilización o el reciclaje, se procedería a su eliminación. La prevención siempre tratará de evitar la generación de residuos o reducirlos; la reutilización trata de emplear el producto usado para el mismo fin para el que se diseñó originariamente; el reciclado transforma los residuos, dentro de un proceso de producción, para su fin inicial o para otros fines; la valorización permite el aprovechamiento de los recursos contenidos en los residuos sin comprometer la salud y sin utilizar métodos que perjudiquen al medio ambiente; por último, la eliminación se dirige al vertido de los residuos o a su destrucción total o parcial (Ferrando y Granero, 2007).

En todo caso, se trataría de separar los inertes de los productos peligrosos para aprovecharlos. Sin embargo, el problema no es tanto la peligrosidad de los RCD, sino la necesidad de infraestructuras y espacio para su gestión. Según el Plan Nacional de Residuos de Construcción y Demolición 2001-2006 (ver Figura 2), el 75% de los RCD se catalogarían de escombros, donde los ladrillos, azulejos y otros productos cerámicos suponen el 54% del total de los RCD. Si a los materiales cerámicos sumamos el hormigón, con un 12% del total del RCD, tendremos 2/3 del total. Si añadimos la piedra (5%) y la arena, grava y otros áridos (4%), tenemos la totalidad de los escombros. El 25% restante ya estaría formado por otros materiales como la madera, el vidrio, el plástico, los metales, etc. Por tanto, si se es capaz de realizar una gestión completa de los escombros, especialmente de los productos cerámicos y del hormigón, podemos tendremos la mayor parte del volumen de los RCD bajo control.

Figura 2. Composición de los RCE según el Plan Nacional de Residuos de Construcción y Demolición 2001-2006. http://www.cedexmateriales.es/catalogo-de-residuos/35/residuos-de-construccion-y-demolicion/

Lo dicho nos lleva a la necesidad de comercializar los productos reciclados, especialmente los áridos. Pero aquí tropezamos con problemas cuando, a pesar de existir especificaciones técnicas voluntarias y certificados que acreditan la calidad de los áridos reciclados, se mantiene una desconfianza de profesionales y administraciones al uso de estos productos en la construcción. Resulta evidente la necesidad de promocionar el reciclaje y uso de los RCD. Sin embargo, mientras el canon de vertido en una planta de valorización sea elevado frente al de un vertedero, por ejemplo, pueden suponer barreras para la gestión de estos residuos procedentes de la demolición y la construcción.

Os dejo algún vídeo al respecto de este tema. Espero que os sea de interés.

A continuación os dejo, por su interés, el protocolo de gestión de residuos de construcción y demolición en la UE.

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Referencias:

BUSTILLO, M. (2010). Manual de RCD y áridos reciclados. Fueyo Editores. Madrid, 797 pp.

FERRANDO, M.; GRANERO, J. (2007). Gestión y minimización de residuos. FC Editorial. Madrid, 265 pp.

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

La economía circular y la normalización

El papel de la normalización es una herramienta de apoyo a los objetivos de la economía circular. Es por ello que AENOR ha publicado un documento dirigido a los órganos técnicos de normalización de UNE (Comités Técnicos de Normalización, Subcomités, Grupos de trabajo y Grupos Específicos Temporales) que tiene como objetivo informar y visibilizar las normas en este ámbito. El documento incluye ejemplos que facilitan la identificación de aspectos de la economía circular en los trabajos de normalización.

Tal y como indica este documento, «la perspectiva circular influye en todas las etapas de la cadena de valor, desde el inicio del ciclo de vida con la fase de diseño, continuando con los procesos de producción, la fase de uso y consumo, la reutilización y reparación, la gestión de los residuos y, por último, el uso de materias primas secundarias obtenidas a partir de residuos y subproductos, que se reintroducen en la economía«.

El enlace donde descargar el documento es el siguiente: https://www.une.org/normalizacion_documentos/La%20Econom%C3%ADa%20Circular%20y%20la%20Normalizaci%C3%B3n.pdf

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Hacia el «cero residuos» en los prefabricados de hormigón

La economía circular es una estrategia que tiene por objeto reducir tanto la entrada de los materiales como la producción de desechos vírgenes, cerrando los «bucles» o flujos económicos y ecológicos de los recursos. Actualmente, es la principal estrategia de Europa para generar crecimiento y empleo, con el respaldo del Parlamento Europeo y el Consejo Europeo. De hecho, la Comisión Europea, como órgano colegiado, ha adoptado la eficiencia de los recursos como un pilar central de su estrategia económica estructural Europa 2020».

Os dejo un pequeño vídeo sobre la fabricación del cemento y economía circular de la Fundación Cema.

A continuación, os dejo un artículo de Alejandro López Vidal sobre este concepto aplicado a los prefabricados de hormigón. Actualmente, el autor es el director técnico de la Asociación Nacional de la Industria del Prefabricado de Hormigón (ANDECE). El artículo se publicó recientemente en la Revista Técnica CEMENTO HORMIGÓN, n.º 976 (2016), sobre la economía circular en los prefabricados de hormigón, en línea con el uso más eficiente de los recursos auspiciado por la Comisión Europea.

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El uso de residuos agrícolas como material puzolánico en la construcción

En septiembre de 2012 se leyó en el Departamento de Ingeniería de la Construcción de la Universidad Politécnica de Valencia un trabajo fin de máster (Máster en Ingeniería del Hormigón) denominado «Caracterización química y reactividad de la ceniza de caña común y planta de maíz, para su uso como adición puzolánica en morteros y hormigones«, cuyo autor es Alejandro Escalera y cuyos directores fueron los profesores José María Monzó y Jorge Payá. Debido al interés que esta línea de investigación ha generado dentro del Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón (ICITECH), voy a dedicar este post a divulgar la línea de trabajo realizada.

Los romanos ya acuñaron el término «puzolana» para designar la fina ceniza volcánica que, mezclada con cal y agua, forma compuestos con propiedades cementantes, capaces de presentar características similares a las de un hormigón convencional elaborado con cemento común. Lo realmente interesante es que la combustión, bajo determinadas condiciones, de residuos agrícolas tales como la cascarilla del arroz, las hojas de bambú o la caña de azúcar, contiene silice con carácter puzolánico. Estos residuos agrícolas son aquellas partes de la planta que es necesario separar para obtener el fruto o facilitar el cultivo propio o posterior, y si bien gran parte de estos residuos se consumen por la ganadería, otros no son aprovechables.

Esto tiene un gran interés medioambiental, puesto que las cenizas se consideran un desecho y pueden sustituir parcialmente el cemento en la elaboración de hormigón. Eso implica una reducción de la huella de carbono asociada al proceso de fabricación del cemento Portland y, por tanto, del hormigón. En Valencia, las cenizas generadas por la cascarilla del arroz, en muchos países latinoamericanos, los residuos procedentes de la planta de maíz o los de la caña común procedentes de la limpieza de márgenes, cauces de río y acequias de riego, suponen ejemplos donde el aprovechamiento puede ser una buena fuente de adiciones puzolánicas. Los estudios realizados hasta el momento abren claramente las puertas al uso de estas cenizas en ámbitos rurales de países en vías de desarrollo, lo que constituye una buena estrategia para la elaboración de materiales en la autoconstrucción de viviendas.

Sólo la cáscara del arroz representa la quinta parte del peso de la cosecha de este cereal, y este producto es uno de los mayores residuos del mundo. Mediante un proceso de combustión adecuado, la ceniza de la cáscara del arroz presenta propiedades puzolánicas (90-96% de sílice) que la industria cementera podría aprovechar. Sin embargo, la actual normativa española EHE sólo contempla como adiciones el uso de algunos materiales como el humo de sílice o las cenizas volantes; también es cierto que la investigación está abriendo puertas a otros materiales. El paso de los años, sin duda, dará lugar al aprovechamiento de estos materiales.

Con todo, y en el caso que nos ha servido como punto de partida al blog que es la utlización de la ceniza de maíz y de la caña común como sustitutos de una parte del cemento en morteros y hormigones, si bien los resultados son prometedores, aún faltan futuras investigaciones que expliquen la influencia de la calidad del terreno y la variedad de la semilla, la influencia del tamaño de partícula en las muestras a incinerar, elaboración de prototipos, etc.

Referencias:

Escalera, A. (2012). Caracterización química y reactividad de la ceniza de caña común y planta de maíz, para su uso como adición puzolánica en morteros y hormigones. Trabajo Fin de Máster. Departamento de Ingeniería de la Construcción, Universidad Politécnica de Valencia.