Economic feasibility and public perception of using recycled glass as beach nourishment material to mitigate Puerto Rico erosion problems

Abstract

A portion of the Rincón coastline in Northwestern Puerto Rico has experienced an erosion rate of approximately 1 meter per year; the problem was significantly aggravated with the strong hit of hurricane María in September 2017. Evaluation of using a 50/50 percent mixture of recycled glass cullets (524K tons, 2.5 billion of glass bottles) and native beach as filling material was conducted using economic and social feasibility analyses, in conjunction with a life cycle assessment of glass bottles. Cost estimates of three beach nourishment scenarios, considering this technique and traditional offshore dredging methods indicates that total project costs increase proportionally with the increased distance between the dredging and filling areas, as well as with increased use of crushed glass. Given the cost of glass crushing, using recycled glass as beach nourishment material is not the most economically feasible alternative, roughly 7 times more expensive than the other methods. The social feasibility aspect of the project indicates that 63% of individuals would engage in glass recycling practices, which could potentially yield to 50K m3 of saved landfill space per year. Moreover, public perception of the project was found to be overwhelmingly favorable. To evaluate the potential environmental and public health benefits of using glass as a beach nourishment material as opposed to disposing in landfills, a life cycle assessment was conducted. Disposing of glass bottles in landfills presented a higher potential for global warming, ozone depletion and ecotoxicity in air and water. However, as distance between the origin of the glass waste and the location of the crushing plant increases, so does the potentially negative impacts to the environment and human health; with 45 miles marking the threshold for similar effects between both scenarios.

La línea de costa del municipio de Rincón en Puerto Rico ha experimentado una erosión severa de aproximadamente 1 metro por año; problema que se ha agravado tras el paso de huracán María en septiembre de 2017. Diferentes alternativas, como la realimentación de playas, han sido consideradas para restaurar las costas. Este estudio evalúa la viabilidad de usar una mezcla de 50/50 porciento vidrio triturado (524K toneladas, 2.5 billones de botellas de vidrio) y arena natural de la playa como material de relleno. Análisis económicos y sociales en conjunto con un análisis de ciclo de vida de las botellas de vidrio forman parte del estudio. Estimados de costos considerando esta técnica, así como métodos de dragado tradicionales indican que existe una relación proporcional entre el costo total del proyecto y la distancia de dragado, así como la cantidad de vidrio triturada. De las alternativas propuestas, la realimentación de playa con la mezcla de vidrio resultó el escenario económicamente menos factible por el alto costo de trituración; con un costo total de proyecto de aproximadamente 7 veces más que los otros escenarios. Los resultados del análisis de viabilidad social reflejan que el 63% de individuos en el estudio estarían envueltos en reciclaje de vidrio; lo que podría representar un ahorro de espacio en el vertedero de 50K m3 cada año. Asimismo, la percepción pública del proyecto también resultó favorable. Un análisis de ciclo de vida (LCA) fue realizado para evaluar el potencial impacto ambiental y a la salud pública de utilizar vidrio triturado para rellenar playas en vez de disponer de éste en el vertedero. Los resultados sugieren que disponer de vidrio en el vertedero aporta más al calentamiento global, agotamiento de ozono y ecotoxicidad del aire y el agua. Asimismo, los resultados del LCA reflejaron que triturar vidrio para rellenar playas sólo resulta favorable cuando la planta de trituración se encuentra en un rango menor de 45 millas; un aumento en la distancia de transporte de las botellas de vidrio hacia la planta trituradora genera impactos potencialmente negativos al entorno y la salud humana.