Gypsum Waste Management in the European Union: Towards a Circular Economy for the Construction Sector

Jiménez Rivero, Ana (2016). Gypsum Waste Management in the European Union: Towards a Circular Economy for the Construction Sector. Tesis (Doctoral), E.T.S. de Edificación (UPM). https://doi.org/10.20868/UPM.thesis.43833.

Descripción

Título: Gypsum Waste Management in the European Union: Towards a Circular Economy for the Construction Sector
Autor/es:
  • Jiménez Rivero, Ana
Director/es:
  • García Navarro, Justo
Tipo de Documento: Tesis (Doctoral)
Fecha: 2016
Materias:
Palabras Clave Informales: Gypsum, Best practices, Recycling, Indicators, Construction waste, Life cycle, Plasterboard, European Union.
Escuela: E.T.S. de Edificación (UPM)
Departamento: Ingeniería Agroforestal
Licencias Creative Commons: Reconocimiento - Sin obra derivada - No comercial

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Resumen

The role of waste management in the circular economy has recently been highlighted by the European Commission, particularly in the Communication COM/2015/0614 “Closing the loop – An EU action plan for the Circular Economy”. Gypsum products are well suited for contributing to this challenge, because the raw material calcium sulphate dihydrate can repeatedly change its properties through a reversible hydration reaction. Moreover, the waste hierarchy is applied when these are recycled instead of landfilled, which contributes to the European 2020 target of 70% recovery by weight of construction and demolition waste, as defined in the Directive 2008/98/EC on Waste. Three main undesirable effects are produced when gypsum is not managed appropriately, mainly due to its non-inert nature and its high sulphate content. On the one hand, gypsum contaminates concrete waste for recycling when treated as mixed waste. On the other hand, the disposal of gypsum waste at landfills poses a risk of higher landfill emissions. Overall, potential secondary resources are lost (i.e. recycled gypsum). The main objective of the thesis is to broaden the knowledge on the management of gypsum products in the European Union, with the ultimate aim to move towards higher recovery rates and a closed-loop supply chain. This is intended to foster the transition to a circular economy and contribute to meet the European 2020 targets. The method includes the study of the literature, the development of a life cycle model and the design and analysis of questionnaires addressed to stakeholders. The investigation is partly based on the European Life+ Gypsum to Gypsum (GtoG) project “From production to recycling: a circular economy for the European gypsum Industry with the demolition and recycling Industry”, supported by the European Commission through the Life+ programme (LIFE11 ENV/BE/001039). On this basis, the investigation is tackled on two fronts: at macro and micro-levels. At macro-level, the results show how gypsum waste is managed in different European countries and the crucial factors that affect its destination. Additionally, the life cycle model of gypsum mass flows enables the estimation of primary energy use and greenhouse gases emissions in different recycling scenarios. Results reveal that such emissions are lower as recycling increases, largely driven by the degradation of plasterboard lining paper in landfill. At micro-level, the ideal conditions to produce quality recycled gypsum from end-of-life gypsum are formulated. Moreover, the physical and mechanical characterization of recycled gypsum and plasterboard with recycled content are examined. The identification of best practices for the management of end-of-life gypsum complements this part, being three practices proposed as fundamental to promote a circular economy for gypsum products. This study thus provides a comprehensive approach on measures to transform the management of gypsum waste in countries where gypsum is currently landfilled. Overall, the study addresses six specific objectives, which are formulated as follows: (1) Document the current situation on the recycled gypsum market, (2) Evaluate the impact of different levels of gypsum recycling and landfilling, (3) Analyse the factors influencing gypsum recycling, (4) Analyse the characterization of gypsum feedstock and gypsum products with recycled gypsum, (5) Identify the ideal conditions to produce recycled gypsum from end-of-life gypsum (6) Analyse practices for the management of end-of-life gypsum in a circular economy. The overall conclusion is that closed-loop gypsum recycling rates are influenced by factors (at a regional, national and EU level) and adopted practices by agents (in each deconstruction-recycling value chain). The lessons learned from current gypsum recycling countries have the potential to enable a circular economy in the rest of the European countries.-----------------RESUMEN--------------La Comisión Europea ha señalado recientemente el papel de la gestión de residuos en la economía circular en la Comunicación COM/2015/0614 “Cerrar el círculo: un plan de acción de la UE para la economía circular”. Los productos de yeso son idóneos para contribuir a este reto, ya que el sulfato de calcio dihidratado puede cambiar repetidamente sus propiedades debido al proceso reversible de hidratación. Además, tal y como se define en la Directiva 2008/98/CE, la jerarquía de residuos se hace efectiva cuando los productos de yeso son reciclados en lugar de ser depositados en vertederos, lo que contribuye a alcanzar el objetivo europeo en 2020, relativo a la recuperación del 70% en peso de los residuos de construcción y demolición. Cuando los residuos de yeso no son gestionados adecuadamente se producen tres efectos indeseables. Por un lado, en caso de ser tratados como residuos mixtos, el yeso contamina los residuos de hormigón destinados a ser reciclados. Por otra parte, la disposición de residuos de yeso en vertedero representa un riesgo de mayores. En general, se pierden potenciales recursos secundarios (i.e. yeso reciclado). Es principal objetivo de la tesis el ampliar el conocimiento en torno a la gestión de los residuos de yeso en la Unión Europea, con el fin último de evolucionar hacia mayores porcentajes de recuperación y una cadena de suministro de ciclo cerrado. Se pretende así fomentar la transición hacia una economía circular y contribuir a alcanzar los objetivos europeos en 2020. La metodología incluye el análisis de la bibliografía, el desarrollo de un modelo de ciclo de vida y el diseño y análisis de encuestas dirigidas a los agentes implicados. La investigación se basa en parte en el proyecto europeo Life+ Gypsum to Gypsum (GtoG) project “From production to recycling: a circular economy for the European gypsum Industry with the demolition and recycling Industry”, supported by the European Commission through the Life+ programme (LIFE11 ENV/BE/001039). Sobre esta base la investigación se aborda en dos frentes. A una escala más amplia, los resultados muestran cómo distintos países de la Unión Europea gestionan los residuos de yeso y los factores cruciales que afectan a su destino. De manera adicional, el modelo de ciclo de vida basado en los flujos de masas permite estimar la energía primaria y gases de efecto invernadero en distintos escenarios de reciclado. Los resultados muestran que estas emisiones son menores a medida que el reciclado aumenta, lo que se atribuye en gran medida a la degradación en vertedero del papel que forma parte de las placas de yeso laminado. A pequeña escala, se formulan las condiciones ideales para producir yeso reciclado de calidad procedente de residuos de yeso en la etapa de fin de vida. Además, se analiza la caracterización física y mecánica de residuo de yeso y producto con contenido reciclado. Lo anterior se complementa con la identificación de las mejores prácticas para la gestión de residuos de yeso en la etapa de fin de vida, proponiendo tres de ellas como fundamentales para promover una economía circular para los productos de yeso. El estudio proporciona así un enfoque amplio para transformar la gestión de los residuos de yeso en contextos en los que actualmente es dispuesto en vertedero. En líneas generales, el estudio aborda seis objetivos específicos, formulados como sigue: (1) Documentar la situación actual en relación con el mercado de yeso reciclado, (2) Evaluar el impacto de distintos niveles de reciclado y eliminación en vertedero de yeso, (3) Analizar los factores que influyen en el reciclado del yeso, (4) Analizar la caracterización del yeso y productos de yeso con contenido reciclado, (5) Identificar las condiciones ideales para producir yeso reciclado a partir de productos de yeso al final de su vida útil, (6) Analizar prácticas para la gestión del residuo en una economía circular. Como conclusión general puede señalarse que las tasas de reciclaje de yeso se ven influenciadas por factores (a nivel regional, nacional y europeo) y prácticas adoptadas por los agentes (en cada cadena de suministro deconstrucción-reciclado). Las enseñanzas extraídas de países que actualmente reciclan yeso pueden hacer posible una economía circular para los productos de yeso en el resto de países europeos.

Proyectos asociados

TipoCódigoAcrónimoResponsableTítulo
FP7LIFE11 ENV/BE/001039Sin especificarSin especificarGtoG: From Production to Recycling, a Circular Economy for the European Gypsum Industry with the Demolition and Recycling Industry

Más información

ID de Registro: 43833
Identificador DC: http://oa.upm.es/43833/
Identificador OAI: oai:oa.upm.es:43833
Identificador DOI: 10.20868/UPM.thesis.43833
Depositado por: Archivo Digital UPM 2
Depositado el: 07 Nov 2016 06:40
Ultima Modificación: 27 Abr 2017 08:29
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