Revista de Investigación y Liderazgo Vol. 3 (Num. 3)(Julio–Septiembre 2026) ISSN 3151-8532
Investigación multidisciplinaria para nuevos contextos
Recibido: 22/06/2026 Aceptado: 20/07/2026 Publicado: 18/08/2026
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DOI: https://doi.org/10.63618/omd/revinvlid/v3/n3/54
Materiales sostenibles para la construcción de
infraestructura urbana.
Sustainable materials for urban infrastructure construction.
Moran-González, Miguel Ramon
1
1
Universidad Estatal del Sur de Manabí; Ecuador; https://orcid.org/0000-0002-6072-3599;
miguel.moran@unesum.edu.ec.
Cita: Moran-González, M. R. (2026). Materiales sostenibles para la construcción de
infraestructura urbana. Revista De Investigación Y Liderazgo, 3(3), 33-
49. https://doi.org/10.63618/omd/revinvlid/v3/n3/54
Resumen
La expansión urbana y la elevada huella ambiental de la construcción evidenciaron la necesidad de evaluar
materiales sostenibles aplicables a la infraestructura urbana de Ecuador y Latinoamérica. El estudio tuvo
como objetivo analizar su sostenibilidad mediante dimensiones ambientales, técnicas, económicas y
sociales, así como relacionar el contenido reciclado con las emisiones, la resistencia, la vida útil, el costo y
las condiciones de adopción. Se desarrolló una investigación cualitativa, documental, no experimental y
longitudinal retrospectiva, basada en literatura publicada entre 2020 y 2025, seleccionada en bases
científicas y repositorios institucionales. Los resultados mostraron que la reducción del cemento y la
incorporación de materiales cementantes suplementarios ofrecieron ventajas más consistentes que el
aumento aislado de agregados reciclados; además, el potencial de calentamiento global del concreto osciló
entre 278,35 y 524,44 kg de CO₂ equivalente por m³, mientras el sistema de bambú representó entre el
53% y el 64% del impacto de la mampostería reforzada. La interpretación evidenció que el desempeño
dependió de la resistencia, la calidad, el transporte, la durabilidad y la capacidad institucional. Se concluyó
que la adopción sostenible requiere evaluaciones integrales, trazables y contextualizadas, antes que
decisiones basadas únicamente en el contenido reciclado.
Palabras clave: construcción sostenible; infraestructura urbana; materiales reciclados; análisis de ciclo de
vida; economía circular.
Abstract
Urban expansion and the high environmental footprint of construction highlighted the need to evaluate
sustainable materials applicable to urban infrastructure in Ecuador and Latin America. The study aimed to
analyze their sustainability thru environmental, technical, economic, and social dimensions, as well as to
relate the recycled content to emissions, strength, lifespan, cost, and adoption conditions. A qualitative,
documentary, non-experimental, and retrospective longitudinal study was conducted, based on literature
published between 2020 and 2025, selected from scientific databases and institutional repositories. The
results showed that the reduction of cement and the incorporation of supplementary cementitious materials
offered more consistent advantages than the isolated increase of recycled aggregates; moreover, the global
warming potential of concrete ranged between 278.35 and 524.44 kg of CO₂ equivalent per m³, while the
bamboo system represented between 53% and 64% of the impact of reinforced masonry. The interpretation
revealed that performance depended on strength, quality, transportation, durability, and institutional
capacity. It was concluded that sustainable adoption requires comprehensive, traceable, and contextualized
evaluations, rather than decisions based solely on recycled content.
Keywords: sustainable construction; urban infrastructure; recycled materials; life cycle analysis; circular
economy.
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1. Introducción
La expansión urbana convierte la selección de materiales en una decisión estratégica
para la sostenibilidad de la infraestructura, dado que cerca del 81% de la población
latinoamericana reside en áreas urbanas y Ecuador registra aproximadamente un 63%
bajo las definiciones nacionales de urbanización (United Nations, 2025; World Bank,
2025). A escala mundial, los edificios y la construcción representan entre el 11% y el
13% del producto interno bruto, emplean alrededor del 9% de la fuerza laboral, generan
cerca del 37% de las emisiones de CO₂ y demandan casi el 50% de los materiales
extraídos. Además, la inversión necesaria en eficiencia debe superar los USD 5,9
billones hasta 2030, lo que evidencia la dimensión financiera de la transición sectorial
(UNEP & GlobalABC, 2026). En este escenario, la unidad de análisis comprende los
materiales aplicables a vías, aceras, puentes, drenajes, espacios públicos y
equipamientos urbanos ecuatorianos. Su evaluación incluye cementos de menor huella,
concretos con adiciones minerales, áridos reciclados, componentes reutilizados y
materiales biobasados disponibles en Ecuador y Latinoamérica.
Esta presión sobre los recursos adquiere mayor relevancia en Ecuador por la interacción
entre volatilidad económica, demanda constructiva y limitada valorización de residuos.
Los datos nacionales muestran que el PIB se contrae un 2,0% en 2024 y la formación
bruta de capital fijo disminuye un 3,8%, aunque la construcción registra posteriormente
un crecimiento interanual del 6,7% durante el segundo trimestre de 2025 (Banco Central
del Ecuador [BCE], 2025a, 2025b). Paralelamente, el registro municipal consigna 14.394
toneladas diarias de residuos sólidos, de las cuales el 83,4% se recolecta sin
diferenciación; la gestión cuesta USD 27 millones y requiere un subsidio municipal
equivalente al 47,3% (Instituto Nacional de Estadística y Censos [INEC], 2023). El
predominio del concreto reforzado en cimentaciones, estructuras y envolventes del
parque construido de Tungurahua confirma, además, la dependencia nacional de
materiales minerales intensivos en recursos (Cabrera & Velasco, 2022). La continuidad
de este patrón incrementa la extracción de agregados, la disposición final, los costos
públicos y la exposición de las ciudades a cadenas de suministro vulnerables.
Las alternativas de menor impacto ofrecen beneficios cuantificables, aunque su
desempeño depende de condiciones técnicas y territoriales que impiden calificarlas
como sostenibles de manera automática. El análisis de 570 dosificaciones de concreto
con agregados reciclados y materiales cementantes suplementarios demuestra que las
emisiones y el consumo energético varían con la relación agua-aglomerante, la
resistencia a 28 días y los porcentajes de sustitución (Xing et al., 2023). De forma
concordante, la comparación entre concreto convencional y reciclado identifica como
variables decisivas la distancia de transporte, el contenido de cemento, la calidad del
residuo y la durabilidad prevista (Hasheminezhad et al., 2024). En el ámbito
latinoamericano, un sistema de muros de bambú desarrollado para El Salvador presenta
el 64% del potencial de calentamiento global de una vivienda de mampostería reforzada,
proporción que desciende al 53% cuando se contabiliza el carbono biogénico (Young et
al., 2024). Estos resultados confirman que la sostenibilidad material requiere comparar
prestaciones equivalentes, vida útil, mantenimiento, logística y escenarios de fin de vida.
El examen crítico de la literatura revela, sin embargo, una fragmentación metodológica
que limita la transferencia de esos resultados hacia la infraestructura urbana
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ecuatoriana. Más del 18% de los estudios de ciclo de vida sobre reciclaje de residuos
de construcción y demolición no informa el software, la base de datos o el método de
evaluación utilizado, mientras la calidad del material reciclado rara vez se incorpora al
cálculo de sustitución (Bayram & Greiff, 2023). A esta inconsistencia se suma que la
evaluación social carece de un marco sectorial estandarizado, pese a que se identifican
36 indicadores vinculados con derechos laborales, trabajo decente, seguridad y salud
ocupacional (Backes & Traverso, 2024). En Ecuador, la evidencia localizada describe
principalmente existencias materiales entre 2013 y 2019, pero no integra de forma
simultánea huella ambiental, resistencia, costo de ciclo de vida, disponibilidad regional
y riesgos sociales (Cabrera & Velasco, 2022). Por esta razón, permanece sin resolver
qué alternativas mantienen ventajas cuando se consideran la matriz energética, las
distancias de abastecimiento, el clima, la sismicidad y la capacidad institucional del país.
La necesidad de cerrar esta brecha justifica una evaluación contextualizada que vincule
la protección ambiental con la asequibilidad, la seguridad estructural y la eficiencia del
gasto público. Su relevancia social radica en que la durabilidad y la inocuidad de los
materiales inciden en la continuidad de los servicios urbanos, las condiciones laborales
y la exposición comunitaria a residuos, polvo y procesos de demolición, dimensiones
que trascienden el indicador exclusivo de CO₂ (Backes & Traverso, 2024). El valor
teórico surge de articular cuatro dimensiones (ambiental, técnica, económica y social),
mientras la utilidad metodológica consiste en normalizar resultados por unidades
funcionales comparables y efectuar análisis de sensibilidad. La investigación resulta
viable porque dispone de series públicas para 221 gobiernos municipales, inventarios
ecuatorianos de 2013–2019 y bases experimentales que reúnen 570 mezclas
documentadas (INEC, 2023; Cabrera & Velasco, 2022; Xing et al., 2023). El empleo
prioritario de información agregada, fichas técnicas y publicaciones científicas reduce el
tratamiento de datos personales, sin excluir principios de transparencia, trazabilidad,
confidencialidad y consentimiento cuando se incorporen consultas a especialistas.
A partir de esta delimitación, el estudio se propone analizar la sostenibilidad de los
materiales utilizados o potencialmente aplicables en la construcción de infraestructura
urbana ecuatoriana, considerando evidencia nacional y referentes latinoamericanos.
Para alcanzar este propósito, busca describir los atributos ambientales, técnicos,
económicos y sociales de cinco familias de materiales sostenibles; determinar la relación
entre contenido reciclado, emisiones expresadas en kg de CO₂ equivalente, resistencia
en MPa, vida útil en años y costo en USD por unidad funcional; comparar su desempeño
con materiales convencionales mediante criterios homogéneos; y relacionar las barreras
normativas, logísticas, financieras e institucionales con su potencial de adopción. Esta
formulación evita que una reducción porcentual de emisiones o de costo se interprete
aisladamente como sostenibilidad integral. Asimismo, permite diferenciar beneficios
ambientales reales de desplazamientos de impacto ocasionados por mayor consumo de
cemento, transporte prolongado o mantenimiento prematuro. La estructura analítica
responde a las recomendaciones de integrar calidad, durabilidad, unidad funcional,
incertidumbre y riesgos sociales en la comparación de materiales (Bayram & Greiff,
2023; Backes & Traverso, 2024; Hasheminezhad et al., 2024).
La contribución esperada consiste en generar una base argumentativa y metodológica
que apoye decisiones académicas, empresariales y públicas sin proponer una solución
universal desvinculada del territorio. La originalidad radica en integrar cuatro
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dimensiones de sostenibilidad, cinco familias de materiales y tres escalas de decisión
(producto, proyecto y contratación pública) dentro de un marco orientado a Ecuador.
Este enfoque permite establecer cuándo una alternativa reciclada o biobasada conserva
sus ventajas frente a cambios en transporte, electricidad, sustitución, resistencia y vida
útil. También favorece la formulación de especificaciones técnicas, criterios de compra
y prioridades de investigación sustentadas en indicadores verificables, en lugar de
etiquetas comerciales de construcción verde. Así, el trabajo conecta la brecha de
comparabilidad y transparencia identificada en los estudios de ciclo de vida con las
particularidades materiales y económicas de las ciudades ecuatorianas, fortaleciendo
una transición urbana circular, resiliente y técnicamente responsable (Bayram & Greiff,
2023; Hasheminezhad et al., 2024; Young et al., 2024).
2. Materiales y Métodos
La investigación se desarrolló desde una perspectiva cualitativa, debido a que se buscó
interpretar los criterios con los cuales la literatura científica y técnica valoró los
materiales sostenibles aplicables a la infraestructura urbana. Este abordaje permitió
examinar significados, atributos, decisiones y restricciones asociadas con el desempeño
ambiental, técnico, económico y social de cada alternativa. La atención se concentró en
la manera en que los documentos explicaron la sostenibilidad, antes que en la
comprobación estadística de hipótesis o en la medición experimental de materiales.
También se interpretaron las relaciones entre circularidad, durabilidad, disponibilidad
territorial, costos y reducción de impactos ambientales. De esta forma, se evitó reducir
el análisis a un único indicador, como las emisiones de carbono o el porcentaje de
contenido reciclado. La elección metodológica se mantuvo alineada con estudios
cualitativos orientados a comprender fenómenos complejos mediante información
textual contextualizada (Creswell & Creswell, 2023; Braun & Clarke, 2021).
La temporalidad del fenómeno se examinó mediante un diseño no experimental y
longitudinal retrospectivo, en el cual no se manipularon materiales, procesos
constructivos ni condiciones ambientales. La evolución de la evidencia se observó
durante el periodo comprendido entre enero de 2020 y diciembre de 2025, con Ecuador
como contexto principal y Latinoamérica como referente comparativo. Para facilitar el
contraste temporal, la información se organizó en tres bloques bienales: 2020–2021,
2022–2023 y 2024–2025. Estos intervalos permitieron identificar cambios en los
materiales estudiados, los indicadores empleados, las aplicaciones urbanas y las
barreras de adopción reportadas. Las fuentes correspondientes a cada periodo se
analizaron sin atribuir los cambios documentados a relaciones causales no
comprobadas. La perspectiva longitudinal favoreció la interpretación de continuidades,
transformaciones y vacíos de conocimiento a través del tiempo (Neale, 2021; Creswell
& Creswell, 2023).
La construcción del corpus se estructuró como una investigación documental basada en
artículos científicos, revisiones, informes técnicos, documentos institucionales, normas
y lineamientos relacionados con construcción sostenible e infraestructura urbana. El
razonamiento deductivo partió de cuatro dimensiones previamente definidas (ambiental,
técnica, económica y social) y de categorías como ciclo de vida, circularidad, resistencia,
durabilidad, costos y disponibilidad regional. De manera complementaria, el
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razonamiento inductivo permitió incorporar categorías emergentes vinculadas con
transporte, mantenimiento, aceptación institucional, capacidades productivas y riesgos
de implementación. La combinación de ambas lógicas evitó imponer una clasificación
completamente cerrada y, al mismo tiempo, mantuvo correspondencia con los objetivos
del estudio. El análisis se orientó desde conceptos generales de sostenibilidad hacia
aplicaciones concretas y, posteriormente, desde los hallazgos particulares hacia
patrones interpretativos más amplios. Este procedimiento siguió recomendaciones de
síntesis de evidencia y codificación cualitativa que promovieron coherencia entre
preguntas, fuentes y categorías analíticas (Aromataris et al., 2024; Saldaña, 2021).
La descripción sistemática del fenómeno delimitó como unidad de análisis cada
documento que examinó materiales sostenibles empleados o potencialmente utilizables
en vías, pavimentos, aceras, puentes, drenajes, espacios públicos y equipamientos
urbanos. Se describieron las características de los materiales, sus aplicaciones, las
condiciones territoriales estudiadas y los indicadores mediante los cuales se justificó su
sostenibilidad. No se estimaron relaciones causales ni se pretendió generalizar los
resultados a todos los proyectos de infraestructura de Ecuador o Latinoamérica. La
población documental se asumió como el conjunto potencial de publicaciones y
documentos técnicos disponibles durante el periodo delimitado y relacionados
directamente con el objeto de estudio. Debido a la naturaleza cualitativa y documental
de la investigación, no se calculó una muestra probabilística ni se aplicaron fórmulas de
inferencia estadística. La selección se rigió por pertinencia temática, calidad
metodológica, disponibilidad del texto completo y capacidad de cada fuente para
responder a las categorías descriptivas establecidas (Creswell & Creswell, 2023;
Aromataris et al., 2024).
La búsqueda documental se ejecutó en Scopus, Web of Science, ScienceDirect, SciELO
y Redalyc, y se complementó con repositorios oficiales de organismos internacionales
e instituciones públicas de Ecuador y otros países latinoamericanos. Se emplearon los
descriptores “materiales sostenibles”, “infraestructura urbana”, “construcción
sostenible”, “agregados reciclados”, “cemento de bajo carbono”, “economía circular” y
“análisis de ciclo de vida”, junto con sus equivalentes en inglés. Los términos se
combinaron mediante los operadores booleanos AND y OR, adaptando las cadenas de
búsqueda a los campos de título, resumen y palabras clave de cada base. Para cada
registro se documentaron la base consultada, la fecha de búsqueda, la combinación
utilizada, el año de publicación y la decisión de elegibilidad. La identificación,
depuración, revisión de títulos, lectura de resúmenes y evaluación del texto completo se
organizaron de manera secuencial. Esta trazabilidad tomó como referencia PRISMA
2020 y las orientaciones de JBI, sin convertir el estudio en un metaanálisis ni combinar
cuantitativamente resultados heterogéneos (Page et al., 2021; Aromataris et al., 2024).
Los documentos incluidos debieron publicarse o actualizarse entre 2020 y 2025, estar
disponibles en español, inglés o portugués y abordar infraestructura urbana,
construcción sostenible o materiales con potencial de aplicación en Ecuador y
Latinoamérica. También debieron presentar información verificable sobre al menos una
dimensión ambiental, técnica, económica o social. Se consideraron estudios sobre
cementos con menor contenido de clínker, concreto con adiciones minerales, agregados
reciclados, asfalto recuperado, acero reciclado, madera, bambú y componentes
reutilizados. Se excluyeron duplicados, textos sin acceso completo, publicaciones de
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opinión, documentos sin procedimiento metodológico identificable y estudios centrados
exclusivamente en aplicaciones ajenas a la infraestructura urbana. Cuando distintas
publicaciones analizaron un mismo caso, se conservó la versión que ofreció mayor
detalle metodológico y documental. Estos criterios respondieron a la necesidad de
comparar materiales mediante unidades, límites de sistema, calidad, transporte,
resistencia y vida útil claramente reportados (Bayram & Greiff, 2023; Xing et al., 2023;
Hasheminezhad et al., 2024).
La información seleccionada se extrajo mediante una matriz estructurada que incorporó
autoría, año, país, tipo de documento, material, aplicación urbana, procedencia de
materias primas y etapa del ciclo de vida estudiada. También se registraron indicadores
expresados en kg de CO₂ equivalente, consumo energético, porcentaje de sustitución,
resistencia en MPa, vida útil en años, costo por unidad funcional y beneficios sociales
reportados. La codificación se realizó en dos ciclos: el primero asignó códigos
descriptivos a las características explícitas de cada fuente y el segundo agrupó
relaciones, semejanzas y diferencias entre documentos. Posteriormente, los códigos se
integraron en temas relacionados con desempeño ambiental, viabilidad técnica,
competitividad económica, circularidad, barreras institucionales y adaptación territorial.
La comparación temporal examinó la presencia, ausencia o modificación de dichas
categorías en los tres bloques bienales definidos. El proceso analítico mantuvo una
correspondencia verificable entre fragmentos documentales, códigos, temas e
interpretación final (Braun & Clarke, 2021; Saldaña, 2021).
El rigor del procedimiento se reforzó mediante la revisión de la coherencia entre
objetivos, estrategias de búsqueda, criterios de inclusión, categorías y síntesis
interpretativa. La calidad de cada fuente se examinó considerando claridad del
propósito, descripción del método, procedencia de los datos, definición de unidades
funcionales, delimitación del sistema y reconocimiento de incertidumbres. Asimismo, se
trianguló la información procedente de artículos revisados por pares, informes
institucionales y documentos técnicos, sin forzar la concordancia cuando se identificaron
resultados contradictorios. Las discrepancias se documentaron según material,
ubicación, distancia de transporte, matriz energética, desempeño mecánico y horizonte
de vida útil. El estudio no requirió intervención sobre personas, experimentación física
ni tratamiento de datos personales, porque utilizó exclusivamente información
documental disponible públicamente. Aun así, se respetaron la propiedad intelectual, la
fidelidad de las citas, la trazabilidad de las decisiones y la presentación transparente de
limitaciones metodológicas (Aromataris et al., 2024; Page et al., 2021; Bayram & Greiff,
2023)
3. Resultados
Caracterización ambiental, técnica, económica y social de los materiales
sostenibles
La caracterización se organizó en cuatro conjuntos de evidencia: concretos con
agregados reciclados y materiales cementantes suplementarios, reciclaje de residuos
de construcción y demolición, sistemas estructurales de bambú y concreto reforzado
con fibras de carbono. El propósito consistió en identificar los indicadores empleados
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para describir el desempeño ambiental, técnico, económico y social de estas alternativas
en aplicaciones constructivas. La base cuantitativa comprendió 570 dosificaciones
experimentales de concreto, 76 evaluaciones de ciclo de vida sobre residuos de
construcción y demolición, un sistema de muro compuesto de bambú y un catálogo de
36 indicadores sociales. Los estudios se concentraron principalmente en emisiones,
consumo energético, resistencia a compresión, calidad del material reciclado y riesgos
laborales. En contraste, los costos monetarios, la vida útil y el mantenimiento no se
expresaron mediante unidades homogéneas en el conjunto documental. La información
disponible permitió caracterizar tendencias y proporciones, pero no conformó una base
uniforme para realizar inferencias estadísticas agrupadas (Bayram & Greiff, 2023;
Backes & Traverso, 2024; Xing et al., 2023; Young et al., 2024).
La dimensión ambiental y técnica presentó la mayor disponibilidad de información
cuantitativa. El análisis de concreto sostenible reunió 570 mezclas que incorporaron
agregados reciclados y materiales cementantes suplementarios, cuyas evaluaciones
relacionaron las composiciones con la resistencia a los 28 días y los impactos del ciclo
de vida (Xing et al., 2023). Por su parte, el sistema compuesto de muro de bambú
desarrollado para El Salvador registró un potencial de calentamiento global equivalente
al 64% del correspondiente a la alternativa de mampostería reforzada. Cuando se
incorporó el almacenamiento de carbono biogénico, dicho indicador descendió al 53%
del valor de referencia, lo que representó diferencias descriptivas de 36 y 47 puntos
porcentuales, respectivamente. Estos valores no correspondieron a reducciones medias
de una muestra, sino a resultados comparativos del sistema estructural evaluado. Los
principales indicadores recuperados para cada conjunto de evidencia se sintetizaron
como se observa en la Tabla 1 (Xing et al., 2023; Young et al., 2024).
Tabla 1
Caracterización cuantitativa de los materiales sostenibles examinados
Material o conjunto
documental
Base
analizada
Indicadores ambientales y
técnicos
Indicadores económicos
y sociales
Concreto con agregados
reciclados y materiales
cementantes
suplementarios
570
dosificaciones
Composición de la mezcla,
resistencia a los 28 días, consumo
energético e impactos de ciclo de
vida
Se señalaron posibilidades
de ahorro, pero no se
presentaron costos en USD
homologables
Reciclaje de residuos de
construcción y
demolición
76 artículos
50% no informó la composición del
residuo; 16% presentó una
composición detallada; 18% no
indicó la base de datos y 32% no
especificó el software de ACV
13 estudios —17,1%—
informaron materiales
evitados y coeficientes de
sustitución
Sistema compuesto de
muro de bambú
1 sistema
comparado
El potencial de calentamiento global
representó 64% del valor de la
mampostería reforzada y 53% al
considerar el carbono biogénico
No se informaron valores
económicos comparables
ni indicadores sociales
cuantificados
Concreto reforzado con
fibras de carbono
36 indicadores
sociales
La evaluación ambiental y técnica
no constituyó el resultado
cuantitativo central del estudio
Los indicadores se
concentraron en derechos
laborales, trabajo decente,
salud y seguridad
ocupacional
Nota. ACV = análisis de ciclo de vida. Los porcentajes de 17,1% se calcularon a partir de 13 de
los 76 artículos revisados. Las cifras reprodujeron los resultados informados por Bayram y Greiff
(2023), Backes y Traverso (2024), Xing et al. (2023) y Young et al. (2024); no representaron una
estimación agregada de efecto
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La evidencia sobre circularidad mostró diferencias sustanciales en el nivel de detalle con
que se caracterizaron los materiales reciclados. De los 76 artículos examinados sobre
residuos de construcción y demolición, el 50% omitió la composición del residuo de
entrada y solamente el 16% presentó una distribución porcentual detallada de sus
componentes. Asimismo, el 18% no identificó la base de datos utilizada en el análisis de
ciclo de vida y el 32% no informó el software empleado. Únicamente 13 documentos,
equivalentes al 17,1%, registraron los materiales evitados y sus coeficientes de
sustitución, mientras que 12 estudios (15,8%) incorporaron la calidad del material
reciclado en la evaluación. Otros seis artículos (7,9%) utilizaron la categoría genérica
“material virgen” sin especificar el producto sustituido. Por consiguiente, los registros
más frecuentes correspondieron a indicadores ambientales generales, mientras que las
propiedades funcionales del agregado y la equivalencia de sustitución aparecieron con
menor frecuencia (Bayram & Greiff, 2023).
La dimensión social quedó representada por 36 indicadores vinculados con el ciclo de
vida del concreto reforzado con fibras de carbono. La concentración principal se registró
en derechos laborales y trabajo decente, particularmente en las categorías de salud y
seguridad ocupacional, exposición a sustancias peligrosas, enfermedades laborales,
lesiones y mortalidad asociada al trabajo. En cambio, la dimensión económica no
produjo costos medios, desviaciones estándar, intervalos de confianza ni valores
financieros comparables entre materiales, debido a que las fuentes emplearon límites
del sistema y unidades funcionales diferentes. Tampoco se calcularon valores p,
intervalos de confianza o tamaños del efecto, puesto que los documentos no
constituyeron observaciones homogéneas de una misma población estadística. En
conjunto, la caracterización mostró una cobertura cuantitativa elevada en impactos
ambientales y desempeño técnico, una incorporación limitada de variables económicas
comparables y una representación social basada predominantemente en catálogos de
riesgos e indicadores laborales. El hallazgo central fue la distribución desigual de la
evidencia entre las cuatro dimensiones de sostenibilidad, con predominio de métricas
ambientales frente a los registros económicos y sociales (Backes & Traverso, 2024;
Bayram & Greiff, 2023).
Relaciones entre contenido reciclado, emisiones, resistencia, vida útil y costo
El análisis tuvo como propósito describir las relaciones documentadas entre la
proporción de materiales reciclados, el desempeño mecánico, las emisiones de
carbono, la vida útil y el costo. La evidencia comprendió cuatro conjuntos
independientes: 570 dosificaciones de concreto con agregados reciclados y materiales
cementantes suplementarios, 57 productos de concreto convencional, reciclado y
carbonatado, 590 mezclas procedentes de 42 estudios y 76 evaluaciones de ciclo de
vida sobre residuos de construcción y demolición. Estos conjuntos no se sumaron,
debido a la posible coincidencia de estudios primarios y a sus diferentes unidades
funcionales. Las variables más reportadas fueron la resistencia a compresión a los 28
días, la relación efectiva agua-aglomerante, el porcentaje de agregado reciclado, la
sustitución de cemento y el potencial de calentamiento global. En cambio, la vida útil en
años y los costos expresados en USD por unidad funcional se registraron de manera
insuficiente. Por esta razón, los resultados se presentaron como relaciones descriptivas
y casos comparables, sin calcular un efecto agregado entre todos los documentos
(Bayram & Greiff, 2023; Bennett et al., 2022; Xing et al., 2022, 2023).
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Las 570 dosificaciones mostraron que las emisiones de carbono y el consumo
energético variaron conjuntamente con la resistencia a compresión, la relación efectiva
agua-aglomerante y las proporciones de agregados reciclados y materiales
cementantes suplementarios. Sin embargo, el estudio no informó un único coeficiente
de correlación aplicable a todas las mezclas, porque los materiales y niveles de
sustitución fueron heterogéneos. En los 57 productos comparados, el potencial de
calentamiento global fluctuó entre 278,35 y 524,44 kg de CO₂ equivalente por m³, lo que
representó una amplitud de 246,09 kg de CO₂ equivalente por m³. El cemento registró
la mayor contribución ambiental, mientras el contenido y tipo de agregado ejercieron
una influencia menor cuando se evaluaron por unidad de volumen. En el conjunto de
590 mezclas, el agregado reciclado presentó su mayor ventaja ambiental en concretos
de menor resistencia que conservaron prestaciones mecánicas equivalentes a las
mezclas de control. Los valores principales y las relaciones identificadas se organizaron
como se observa en la Tabla 2 (Bennett et al., 2022; Xing et al., 2022, 2023).
Tabla 2
Relaciones documentadas entre composición reciclada, resistencia, emisiones, vida útil
y costo
Conjunto
analizado
Contenido reciclado o
sustitución
Resistencia y vida útil
570 dosificaciones
de concreto
Agregados reciclados y
materiales cementantes
suplementarios en
proporciones variables
La resistencia a los 28 días
y la relación efectiva agua-
aglomerante se asociaron
con el desempeño
ambiental; no se presentó
una vida útil agrupada
57 productos de
concreto
Concreto con agregado
natural, reciclado y
agregado tratado con CO₂
La unidad funcional
basada en resistencia
modificó la interpretación
respecto de la unidad
volumétrica; no se
comunicó un valor común
de vida útil
590 mezclas
procedentes de 42
estudios
Agregados reciclados
combinados con distintos
materiales cementantes
suplementarios
La equivalencia mecánica
se obtuvo con mayor
frecuencia en concretos de
menor resistencia; no se
informó una media de vida
útil
Concreto con
escoria de hierro y
agregado reciclado
Escoria de hierro entre 10%
y 30% y agregado reciclado
entre 0% y 50%;
combinación optimizada:
24,8% y 26,9%,
respectivamente
La mezcla optimizada
alcanzó 30,12 MPa a los
28 días, frente a un valor
previsto de 29,28 MPa
76 estudios sobre
reciclaje de
residuos de
construcción y
demolición
13 estudios informaron
material evitado y
coeficiente de sustitución;
12 incorporaron la calidad
del material reciclado
La resistencia, la
serviciabilidad y la
durabilidad se incluyeron
de forma limitada; no se
obtuvo una vida útil
promedio
Nota. CO₂ eq = dióxido de carbono equivalente. El ecocosto representó un indicador monetizado
de carga ambiental y no un precio directo de mercado. Los porcentajes correspondientes a 13
de 76 y 12 de 76 estudios equivalieron al 17,1% y 15,8%, respectivamente. La tabla presentó
conjuntos independientes y no una muestra acumulativa (Bayram & Greiff, 2023; Bennett et al.,
2022; Sharma & Singh, 2023; Xing et al., 2022, 2023).
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La evaluación de una mezcla que incorporó escoria de hierro y agregado de concreto
reciclado aportó la relación cuantitativa más completa entre sustitución, resistencia,
emisiones y ecocosto. Los niveles experimentales abarcaron entre 10% y 30% de
escoria y entre 0% y 50% de agregado reciclado, mientras la optimización estableció
proporciones de 24,8% y 26,9%, respectivamente. Con esta composición se alcanzó
una resistencia a compresión de 30,12 MPa a los 28 días, superior en 0,84 MPa al valor
predicho de 29,28 MPa. Frente al concreto con alto contenido de cemento, la mezcla
optimizada registró una disminución del 12,28% en emisiones de CO₂ y del 22% en
ecocosto. Cuando se comparó con la mezcla de bajo contenido de cemento, las
reducciones se limitaron al 0,45% en CO₂ equivalente y al 0,60% en ecocosto. Los
resultados no incluyeron precios directos en USD por m³, por lo que el porcentaje de
ecocosto no se interpretó como una reducción equivalente del presupuesto de
construcción (Sharma & Singh, 2023).
La vida útil constituyó la variable menos integrada en las comparaciones, debido a que
los documentos emplearon indicadores de durabilidad, resistencia y serviciabilidad sin
convertirlos de manera uniforme en años de servicio. De los 76 estudios revisados sobre
residuos de construcción y demolición, solamente 12 (15,8%) incorporaron
explícitamente la calidad del material reciclado y 13 (17,1%) identificaron el material
evitado junto con su coeficiente de sustitución. Un caso incluido en esa revisión comparó
unidades funcionales basadas en volumen y resistencia con otra que añadió
serviciabilidad y durabilidad, sin registrar una variación sustancial del resultado
ambiental, aunque no comunicó un promedio de años. Tampoco se dispuso de medias,
desviaciones estándar, intervalos de confianza o valores p comunes para relacionar
contenido reciclado con vida útil y costo. En términos descriptivos, la reducción de
emisiones se vinculó más consistentemente con la disminución del cemento y la
incorporación de materiales cementantes suplementarios que con el incremento aislado
del agregado reciclado. El hallazgo central mostró que la combinación de sustitución
parcial, resistencia funcionalmente equivalente y menor contenido de cemento produjo
los resultados ambientales más favorables, mientras la información sobre vida útil y
costo monetario permaneció incompleta (Bayram & Greiff, 2023; Bennett et al., 2022;
Xing et al., 2023).
Desempeño comparativo y condiciones para la adopción en infraestructura
urbana
El análisis tuvo como propósito describir el desempeño relativo de los materiales
sostenibles frente a soluciones convencionales y ordenar las condiciones que incidieron
en su adopción en infraestructura urbana. La base comparativa quedó integrada por 57
productos de concreto, un sistema estructural de bambú, 76 estudios de análisis de ciclo
de vida y una consulta Fuzzy Delphi con 18 especialistas del sector. Estos conjuntos se
examinaron de manera independiente, debido a que emplearon unidades funcionales,
aplicaciones y límites de sistema diferentes. Los indicadores más frecuentes fueron el
potencial de calentamiento global, la resistencia mecánica, la calidad del material
recuperado, el contenido de cemento y la viabilidad de los procesos de reciclaje. Los
factores institucionales se agruparon en componentes regulatorios, económicos,
técnicos, organizacionales y logísticos. La heterogeneidad documental impidió obtener
una media general de desempeño aplicable a todos los materiales evaluados (Xing et
al., 2022; Martin et al., 2024).
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En la comparación de los 57 productos de concreto, el potencial de calentamiento global
se situó entre 278,35 y 524,44 kg de CO₂ equivalente por m³. La amplitud del intervalo
alcanzó 246,09 kg de CO₂ equivalente por m³, equivalente al 88,41% respecto del valor
mínimo registrado. El cemento representó la contribución ambiental dominante,
mientras que el tipo y la proporción de agregado produjeron variaciones menores
cuando los resultados se expresaron por unidad de volumen. El concreto con agregados
reciclados alcanzó un desempeño más favorable cuando incorporó materiales
cementantes suplementarios y tratamiento de carbonatación, sin que esta ventaja
apareciera con igual magnitud en todas las mezclas. La clasificación de las alternativas
también cambió al sustituir la unidad volumétrica por una unidad funcional basada en
resistencia. No se calcularon medias, desviaciones estándar ni valores p, porque el
estudio publicado no presentó los 57 resultados individuales en un formato susceptible
de agregación secundaria (Xing et al., 2022).
El sistema compuesto de muro de bambú presentó un potencial de calentamiento global
equivalente al 64% del registrado para la vivienda de mampostería reforzada utilizada
como referencia. La diferencia descriptiva entre ambas alternativas fue de 36 puntos
porcentuales cuando no se contabilizó el carbono biogénico. Al incorporar este
almacenamiento, el indicador del sistema de bambú descendió al 53% del valor
convencional, con una diferencia de 47 puntos porcentuales. El resultado se vinculó con
una solución estructural desarrollada para las condiciones constructivas de El Salvador
y no representó una media latinoamericana. La fuente no comunicó precios
homogéneos en USD, intervalos de confianza o costos de mantenimiento que
permitieran contrastar su competitividad financiera durante la vida útil. En consecuencia,
el desempeño comparativo quedó cuantificado principalmente mediante el indicador
climático del sistema constructivo completo (Young et al., 2024).
Las condiciones de adopción se ordenaron mediante las respuestas de 18 profesionales
con experiencias laborales comprendidas entre 1 y 34 años, evaluadas con una escala
de siete puntos y un umbral de consenso del 70%. La ineficiencia de las políticas para
obtener materiales reciclados de alta calidad ocupó el primer lugar, con una puntuación
grupal de 0,276, seguida por la dificultad para controlar la calidad durante el ciclo de
vida, con 0,252. La ausencia de diseño verde y el incremento de los costos de
producción registraron una puntuación idéntica de 0,237 y ocuparon las posiciones
tercera y cuarta, respectivamente. La aversión al riesgo de los responsables de gestión
alcanzó 0,226, mientras que las limitaciones regulatorias se situaron en el octavo puesto
con 0,216. Los costos iniciales de la cadena de suministro, el mayor precio de los
materiales reciclados y las deficiencias en desmontaje, clasificación y transporte se
ubicaron entre las posiciones 17 y 19. El análisis identificó además 25 indicadores
operativos, entre ellos emisiones incorporadas, tasas de reciclaje, reutilización y desvío
de vertederos (Martin et al., 2024).
La trazabilidad y la comparabilidad representaron condiciones adicionales para
incorporar los materiales en decisiones de diseño y contratación. Entre los 76 estudios
de reciclaje de residuos de construcción y demolición, solamente 13 (17,1%) informaron
el material evitado y su coeficiente de sustitución, mientras que 12 (15,8%) incorporaron
explícitamente la calidad del producto reciclado. Asimismo, el 18% no identificó la base
de datos del análisis de ciclo de vida y el 32% omitió el software utilizado, lo que redujo
la homogeneidad de las evaluaciones. Las fuentes tampoco aportaron costos unitarios,
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años de servicio, desviaciones estándar o intervalos de confianza comparables para
Ecuador y Latinoamérica. En síntesis, los materiales sostenibles mostraron ventajas
ambientales bajo combinaciones específicas de resistencia, menor contenido de
cemento, tratamiento y abastecimiento, mientras su adopción quedó asociada con
control de calidad, información verificable, regulación, costos y capacidad operativa. El
hallazgo central fue que el desempeño favorable del material no aseguró por sí solo su
incorporación en infraestructura urbana cuando persistieron diferencias metodológicas
e institucionales (Bayram & Greiff, 2023; Martin et al., 2024).
4. Discusión
El análisis de la sostenibilidad de los materiales aplicables a la infraestructura urbana
muestra que el desempeño favorable no constituye una propiedad intrínseca del
material, sino el resultado de su composición, función, procedencia y contexto de uso.
Las 570 dosificaciones examinadas sugieren que la reducción del contenido de cemento
y la incorporación de materiales cementantes suplementarios influyen de manera más
consistente en las emisiones que el aumento aislado del agregado reciclado. La
variación entre 278,35 y 524,44 kg de CO₂ equivalente por m³ confirma, además, que
una misma categoría de concreto puede presentar impactos ambientales ampliamente
diferentes según la dosificación y la unidad funcional empleada. El sistema de bambú,
cuyo potencial de calentamiento global representa entre el 53% y el 64% del
correspondiente a la mampostería reforzada, refuerza la posibilidad de obtener ventajas
climáticas mediante soluciones biobasadas, aunque este resultado depende del
reconocimiento del carbono biogénico y de las condiciones constructivas evaluadas. Los
hallazgos sugieren, por tanto, que la selección sostenible exige contrastar emisiones,
resistencia, durabilidad, mantenimiento y disponibilidad territorial mediante prestaciones
equivalentes, sin asumir que la presencia de contenido reciclado garantiza por sí sola
un mejor desempeño (Xing et al., 2022, 2023; Young et al., 2024).
Los patrones identificados convergen con Hasheminezhad et al. (2024), quienes
señalan que el contenido de cemento, la calidad del agregado, la distancia de transporte
y la durabilidad modifican el balance entre concreto natural y reciclado. Esta
coincidencia también se observa en la mezcla optimizada con 24,8% de escoria y 26,9%
de agregado reciclado, que alcanza 30,12 MPa y reduce un 12,28% las emisiones y un
22% el ecocosto frente a una formulación con alto contenido de cemento; sin embargo,
las diferencias disminuyen a 0,45% y 0,60% cuando la referencia contiene menos
cemento. Este contraste parece indicar que la magnitud del beneficio depende tanto de
la alternativa sostenible como del material convencional utilizado como línea base, por
lo que las reducciones porcentuales deben interpretarse con cautela. Las divergencias
entre estudios podrían explicarse por variaciones en los límites del sistema, las matrices
energéticas, los tratamientos de carbonatación, las unidades funcionales y la inclusión
o exclusión de la vida útil. La escasa declaración del software, las bases de datos y los
coeficientes de sustitución confirma que parte de la inconsistencia procede de
diferencias metodológicas y no necesariamente del comportamiento físico de los
materiales (Bayram & Greiff, 2023; Bennett et al., 2022; Sharma & Singh, 2023).
La integración de las dimensiones ambiental, técnica, económica y social amplía el
concepto de sostenibilidad más allá de la huella de carbono y aporta criterios aplicables
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al diseño, la contratación y la gestión pública. Los 36 indicadores sociales identificados
evidencian que la seguridad ocupacional, la exposición a sustancias peligrosas y el
trabajo decente forman parte del desempeño material, aunque estas categorías reciben
menor atención cuantitativa que las emisiones y la resistencia. En el plano operativo, la
consulta a 18 especialistas sitúa la ineficiencia de las políticas para obtener materiales
reciclados de calidad y el control durante el ciclo de vida por encima de varias
restricciones logísticas, lo que sugiere que la adopción depende de capacidades
institucionales además de la disponibilidad tecnológica. Esta interpretación adquiere
especial relevancia en Ecuador, donde se gestionan 14.394 toneladas diarias de
residuos sólidos, el 83,4% se recolecta sin diferenciación y el servicio requiere USD 27
millones junto con un subsidio municipal del 47,3%, aunque estas cifras no representan
exclusivamente residuos de construcción y demolición. En términos metodológicos, los
resultados respaldan el uso de unidades funcionales que incorporen resistencia,
durabilidad y servicio, mientras que en la práctica respaldan especificaciones de compra
basadas en calidad, trazabilidad y desempeño durante el ciclo de vida, y no solo en
porcentajes de material reciclado (Backes & Traverso, 2024; INEC, 2023; Martin et al.,
2024).
Las interpretaciones presentadas se encuentran limitadas por el carácter cualitativo,
documental, no experimental y longitudinal retrospectivo del estudio, así como por la
heterogeneidad de las aplicaciones, regiones y límites de evaluación. La ausencia de
costos homogéneos en USD, años comparables de vida útil, desviaciones estándar,
intervalos de confianza y valores p impide estimar efectos agrupados o establecer
relaciones causales entre contenido reciclado, resistencia, emisiones y costo. Tampoco
puede descartarse la coincidencia parcial de estudios primarios entre las bases de 570
y 590 mezclas, por lo que los conjuntos no representan una muestra acumulativa ni
permiten generalizar los resultados a toda la infraestructura ecuatoriana. Las
investigaciones futuras deberían desarrollar análisis de ciclo de vida y costo del ciclo de
vida con inventarios nacionales, ensayos piloto en vías y equipamientos, y escenarios
que integren sismicidad, clima, matriz energética, transporte, mantenimiento y fin de
vida. También resulta necesario evaluar la aceptación institucional, las condiciones
laborales y los mecanismos de contratación mediante indicadores comparables y
protocolos transparentes. Pese a estas restricciones, el estudio aporta un marco
integrado que conecta el desempeño material con las condiciones reales de adopción y
responde a la brecha de comparabilidad ambiental, técnica, económica y social
identificada para Ecuador y Latinoamérica (Aromataris et al., 2024; Bayram & Greiff,
2023; Hasheminezhad et al., 2024).
5. Conclusiones
Los resultados permiten concluir que la sostenibilidad de los materiales destinados a
infraestructura urbana depende de la interacción entre composición, desempeño
técnico, procedencia, transporte y condiciones territoriales de aplicación. Ninguna
alternativa resulta sostenible únicamente por contener componentes reciclados o
biobasados, pues su ventaja debe verificarse mediante unidades funcionales
equivalentes que integren emisiones, resistencia, durabilidad, mantenimiento y fin de
vida. La evidencia examinada muestra que la reducción del cemento y el uso combinado
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de materiales cementantes suplementarios producen beneficios ambientales más
consistentes que el incremento aislado de agregados reciclados. Asimismo, los
sistemas de bambú presentan un potencial climático favorable cuando se consideran
adecuadamente el almacenamiento de carbono y el contexto constructivo. Estos
hallazgos deben interpretarse dentro del alcance documental del estudio y no como una
generalización automática para todos los proyectos urbanos de Ecuador y
Latinoamérica.
La integración de los objetivos específicos evidencia que las dimensiones ambiental y
técnica concentran la mayor cantidad de información verificable, mientras los costos
monetarios, la vida útil y los efectos sociales permanecen menos estandarizados. Las
comparaciones disponibles muestran que el desempeño de los concretos reciclados
cambia según la resistencia requerida, la relación agua-aglomerante, el contenido de
cemento y la calidad del residuo utilizado. También se observa que las reducciones de
emisiones y ecocosto alcanzan mayor magnitud cuando la referencia convencional
posee un alto contenido de cemento, pero disminuyen frente a mezclas previamente
optimizadas. Al mismo tiempo, la baja proporción de estudios que documentan la calidad
del material reciclado, el producto sustituido y los coeficientes de sustitución limita la
comparabilidad entre alternativas. En conjunto, los hallazgos evidencian que el
contenido reciclado debe considerarse junto con el desempeño funcional y la
trazabilidad metodológica, no como un indicador suficiente de sostenibilidad.
El aporte principal del estudio consiste en articular las dimensiones ambiental, técnica,
económica y social dentro de un marco de análisis aplicable a decisiones de diseño,
evaluación y contratación pública. Esta integración permite reconocer que la viabilidad
de los materiales sostenibles no depende exclusivamente de sus propiedades físicas,
sino también del control de calidad, la regulación, la disponibilidad regional y la
capacidad operativa de las instituciones. Para el ámbito profesional, el marco propuesto
favorece especificaciones basadas en resistencia, durabilidad, emisiones y desempeño
durante el ciclo de vida. En el plano institucional, ofrece criterios para diferenciar
soluciones técnicamente justificadas de propuestas sustentadas únicamente en
etiquetas de construcción verde. En el contexto ecuatoriano, este aporte resulta
pertinente ante la limitada separación de residuos, los costos de gestión municipal y la
necesidad de mejorar la circularidad de los flujos materiales urbanos.
A partir de estos resultados, se recomienda desarrollar evaluaciones de ciclo de vida y
costo del ciclo de vida con inventarios nacionales, unidades funcionales homogéneas y
escenarios que incorporen transporte, clima, sismicidad, mantenimiento y fin de vida.
También resulta conveniente ejecutar proyectos piloto en vías, aceras, drenajes y
equipamientos urbanos para verificar el comportamiento de mezclas recicladas y
materiales biobasados bajo condiciones ecuatorianas. Las futuras investigaciones
deberían incluir precios en USD por unidad funcional, años de servicio, indicadores
sociales comparables y análisis de sensibilidad que permitan estimar la estabilidad de
las ventajas observadas. De igual manera, conviene examinar la aceptación
institucional, las competencias técnicas y los mecanismos de contratación que
condicionan la incorporación de estas alternativas.
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