Impacto de los materiales de construcción, análisis de ciclo de vida

Tradicionalmente en el sector de la construcción se han utilizado materiales de carácter local tales como el ladrillo, la madera, el corcho, etc, lo que se traducía en unos costes energéticos e impactos ambientales reducidos.

Asimismo, existía una adaptación del diseño del edificio a las condiciones climáticas locales, lo que repercutía en una mayor calidad del edificio y un mayor confort térmico para los ocupantes. En la actualidad, el uso masivo de materiales de carácter global como el cemento, el aluminio, el hormigón, el PVC, etc, hacausado unincremento notable en los costes energéticos y medioambientales.

Según diversos estudios, la fabricación de los materiales precisos para construir un metro cuadrado de una edificación estándar puede suponer la inversión de una cantidad de energía equivalente a la producida por la combustión de más de 150 litros de gasolina. Cada metro cuadrado construido conllevaría una emisión media de 0,5 toneladas de dióxido de carbono y un consumo energético de 1600 kWh (que variaría en función del diseño del edificio) considerando solamente el impacto asociado a los materiales. La figura 1 muestra la contribución relativa de los principales materiales de construcción en las emisiones de CO2 asociadas a un metro cuadrado de un bloque de viviendas estándar, donde destaca el alto impacto de materiales comúnmente usados en los edificios como el acero, el cemento o la cerámica.

Metodología del Análisis de Ciclo de Vida

El Análisis de Ciclo de Vida (en adelante, ACV), es una de las metodologías más adecuadas para evaluar el impacto ambiental de cualquier tipo de producto o servicio, y, por tanto, puede aplicarse sobre un material o solución constructiva, o bien sobre un edificio o grupo de edificios.

Es obvio que existe una interacción entre todas las etapas de la vida de un edificio: diseño, construcción, uso, mantenimiento y disposición final del edificio. Por ello, una reducción de la inversión en la etapa de construcción puede conllevar un aumento de la inversión en las etapas de uso y mantenimiento del edificio.

En la actualidad, la metodología del ACV es aceptada como base sobre la que comparar materiales, componentes y servicios alternativos. La metodología de aplicación general está totalmente estandarizada a través de las normas UNE EN ISO 14040:2006 y UNE EN ISO 14044:2006, y consta de 4 fases interrelacionadas:

  • Definición de objetivos y del ámbito de aplicación.
  • Análisis de inventario, donde se cuantifican todos los flujos energéticos y materiales entrantes y salientes del sistema durante toda su vida útil, los cuales son extraídos o emitidos hacia el medioambiente.
  • Evaluación de los impactos, donde se realiza una clasificación y evaluación de los resultados del inventario, relacionando sus resultados con efectos ambientales observables por medio de un conjunto de categorías de impactos (energía primaria acumulada, potencial de calentamiento global, huella hídrica, etc.).
  • Interpretación, donde los resultados de las fases precedentes son evaluados juntos, en consonancia con los objetivos definidos en el estudio, para poder establecer las conclusiones y recomendaciones finales. Para ello se incluyen diversas técnicas como el análisis de sensibilidad sobre los datos utilizados, análisis de la relevancia de las etapas del proceso, análisis de escenarios alternativos, etc.

En el caso de los edificios, existe un estándar metodológico actualmente en proceso de desarrollo “Sustainability of construction works” del Comité Técnico 350 del Comité Europeo de Normalización (CEN/TC 350). Este estándar proporciona un método de cálculo basado en el ACV para evaluar el comportamiento medioambiental de un edificio y comunicar los resultados de dicha evaluación. Según este estándar, el sistema a analizar debe incluir las siguientes 4 etapas o subsistemas del edificio: producción, construcción, uso y disposición final.

La aplicación de la metodología de ACV en edificios conlleva innumerables ventajas  para el sector de la construcción: facilita la toma de decisiones por parte de las empresas de la construcción y organizaciones con vistas a la planificación de estrategias de ecoeficiencia en la edificación, la identificación de oportunidades para mejorar los impactos medioambientales en el sector de la construcción, considerando el ciclo de vida completo de los edificios, el establecimiento de prioridades para el diseño ecológico o la eco-rehabilitación de edificios, la selección adecuada de proveedores de materiales constructivos y equipos energéticos, el establecimiento de estrategias y políticas fiscales para gestionar los residuos de la construcción y el transporte de materiales, la definición de nuevos programas de I+D+i, etc.

No obstante, en la actualidad, existen diversas barreras y obstáculos a superar para conseguir una mayor aplicación del ACV en los edificios, entre los que cabe citar, los prejuicios existentes acerca de la complejidad del ACV y la precisión de sus resultados en función de las bases de datos o las aplicaciones informáticas utilizadas, las dificultades en la comprensión y aplicación de los resultados del ACV debido al escaso conocimiento de la metodología del ACV entre los agentes del sector, así como la falta de exigencias legislativas y la falta de incentivos, que conlleva una baja demanda para la realización de estudios de ACV en edificios.

 

ecohabitar26.indd

Figura 1. Contribución de los materiales necesarios para la construcción de 1 m2 sobre las emisiones de CO2 asociadas a su fabricación. Fuente: Cuchí A, Wadel G, Lopez F, Sagrera A, 2007.

 

Impacto energético y medioambiental de los materiales de construcción

Desde una perspectiva de ciclo de vida, la reducción del impacto medioambiental de los edificios pasa por el uso de materiales renovables o reciclados de la biosfera, como la madera, las fibras animales o vegetales, las pinturas y barnices naturales, con bajo nivel de procesado industrial. En todos estos casos, la mayoría de la energía asociada a su producción proviene del sol, por lo que el consumo de energías no-renovables y las emisiones asociadas se reducen considerablemente.

Al analizar los distintos productos cerámicos (ladrillos, baldosas y tejas) se observa que, especialmente las baldosas cerámicas, tienen una gran energía incorporada, debido principalmente al elevado consumo de gas natural durante su cocción. Respecto a las distintas tipologías de ladrillos, el uso de ladrillos de arcilla aligerada y sobretodo de ladrillos silico-calcáreos conlleva una clara disminución de los impactos energéticos y ambientales.

Conviene destacar el potencial de disminución de impactos existente, en los productos cerámicos, asociado a una futura sustitución tecnológica de los actuales hornos de gas por modernos hornos de biomasa, que en realidad, supondría un retorno a los orígenes de la producción cerámica tradicional, caracterizada por su sostenibilidad, tanto en el ámbito socioeconómico como en el medioambiental.

En cuanto a los aislamientos, el impacto de los aislantes convencionales con alto nivel de procesado industrial -como el poliestireno o el poliuretano- es claramente superior al impacto de materiales naturales como el corcho, la fibra de madera y la lana de oveja, o reciclados como la fibra de celulosa.

Debido al uso cada vez más extendido de los tejidos sintéticos, la lana de oveja se ha convertido, para la sociedad actual, en un producto con un mercado cada vez más reducido, considerándose ya, en muchos casos, un “residuo” de difícil aprovechamiento. La creación de empresas productoras de lana de oveja como aislamiento térmico de los edificios permitiría convertir este “residuo” de nuestra época en una materia prima barata y abundante, que, además, contribuiría a un desarrollo sostenible y equilibrado de las áreas rurales.

Por otra parte, la obtención de corcho en los bosques y dehesas del Sur de Europa es una de las producciones más ecológicas que existen, ya que éste se extrae del árbol durante el verano cada 10 años, sin causar daños al árbol y manteniendo vivo un ecosistema de alto valor ecológico, que probablemente desaparecería por la roturación de tierras, en ausencia de aprovechamiento económico.

No obstante, actualmente existe una cierta inercia al uso de los aislantes convencionales, debido a la existencia de una red comercial más extendida y que, por tanto, conlleva un precio normalmente más bajo, unida al desconocimiento y, a veces, el escepticismo existente entre algunos diseñadores por otras soluciones mucho más respetuosas con el medio ambiente. Para cambiar esta situación se debería fomentar, desde las distintas Administraciones, el uso de materiales aislantes naturales y/o reciclados, que proporcionan un nivel de aislamiento y confort térmico en los edificios similar o incluso mayor, promoviendo la creación de una red comercial potente de aislantes ecológicos capaz de competir, en igualdad de condiciones, con los aislantes tradicionales.

Etapa Elementos incluidos
Producción del edificio Materias primas
Transporte
Fabricación
Construcción del edificio Transporte
Procesos on-site de construcción
Uso del edificio Mantenimiento
Reparación y reemplazo
Rehabilitación
Consumo de energía final: calefacción, refrigeración, ventilación, agua caliente sanitaria e iluminación
Consumo de agua
Disposición final del edificio Deconstrucción
Transporte
Reciclado / reutilización
Disposición final en vertedero / incineradora

En lo que respecta a los materiales basados en el cemento, la reducción de su impacto pasaría por apostar claramente por la sustitución de materiales convencionales y combustibles fósiles por materiales y combustibles alternativos para el proceso de fabricación del clínker. En la mayor parte de los países europeos, el porcentaje de uso de combustibles alternativos en la fabricación de clínker se sitúa por encima del 35% -llegando incluso hasta un 80% en el caso de Holanda-, mientras que en España este porcentaje se queda tan sólo en un 5%, presentando grandes diferencias entre las distintas Comunidades Autónomas.

El uso de combustibles alternativos en la industria cementera supondría una valorización energética de distintos tipos de residuos, que, de otra forma, acabarían en un vertedero o incineradora, ocasionando unos impactos medioambientales mucho más elevados. Esta valorización permitiría convertir residuos en recursos, contribuyendo a cerrar el ciclo de los materiales, concepto clave para alcanzar una verdadera ecología industrial.

Respecto a los materiales de construcción basados en la madera, en general presentan unos impactos reducidos, más cuanto menos procesado industrial requiera cada producto concreto. El balance en emisiones equivalentes de dióxido de carbono es casi neutro, debido al bajo procesado industrial y sería negativo (absorción neta de emisiones) en caso de que el fin de vida del producto fuese su reciclado o reutilización en vez de la incineración.

En el contexto actual donde se está promoviendo e invirtiendo grandes cantidades de dinero en la captura y confinamiento del CO2 en las plantas termoeléctricas, debe considerarse que el uso de madera estructural en los edificios conlleva, siempre que los procesos de tala sean sostenibles (lo que conlleva la plantación de un árbol nuevo por cada árbol talado), una captura previa de CO2 en los bosques y un almacenamiento de dicho CO2 durante toda la vida útil del edificio (50 años como mínimo), que además puede extenderse en caso de reutilización de la madera al final de la vida útil. Esto convierte a los edificios con estructura de madera en auténticos “almacenes de CO2” que, deberían ser promovidos desde las Administraciones.

Por todo ello, sería recomendable la modificación del actual marco normativo edificatorio con objeto de promover el diseño de edificios con estructura de madera en detrimento de las estructuras convencionales a base de hormigón armado, ya que, además de las claras ventajas medioambientales, las estructuras de madera ofrecen una mejor resistencia en caso de incendios.

A pesar de sus bajos impactos, los productos de madera presentan un cierto potencial de mejora, relacionado, sobretodo, con la sustitución de las resinas convencionales de urea-formaldehido y melamina-formaldehido por resinas naturales, que ofrezcan las mismas especificaciones técnicas en el producto final. La obtención de resinas naturales es uno de los oficios tradicionales que en muchas zonas se está extinguiendo. El empleo de nuevas técnicas de explotación resinera para su uso en los distintos productos de la madera, redundaría en una creación de empleo y de riqueza en las áreas rurales.

Finalmente, destacar que la disminución de los impactos en metales como el aluminio, acero o cobre, requiere además de una racionalización en su uso, un aumento de la producción de la industria secundaria del acero, aluminio y cobre en detrimento de la industria primaria. Esta industria contribuye al agotamiento de las reservas de hierro, bauxita y cobre y engloba procesos de alto impacto como la electrólisis y la piro/hidro-metalurgia. Desde las Administraciones se deberían establecer incentivos al desarrollo de la industria secundaria de estos productos, que contribuiría a aumentar su reciclaje, favoreciendo la transformación de residuos en recursos que contribuyen a preservar las reservas minerales del planeta.

En la actualidad, el derribo de los edificios al final de su vida útil hace que sea muy difícil separar los distintos materiales, acabando mayoritariamente en vertederos y/o incineradoras. Por ello, para que el reciclaje de los materiales de construcción sea posible, es necesario promover un cambio radical en el diseño de los edificios, de forma que se favorezca el desansamblaje de los materiales constructivos al final de su vida útil. Este importante cambio conceptual es ya una realidad en sectores como el del automóvil, donde la normativa vigente propicia que los fabricantes de automóviles diseñen los vehículos para facilitar el reciclado de sus distintos componentes a través de una adecuada selección de los materiales, cada vez más de origen reciclado, y técnicas de ensamblaje.

 

Conclusiones

Una edificación sostenible se debería caracterizar por un equilibrio mantenido entre la producción de materiales, su consumo para la construcción y/o rehabilitación de edificios y el uso de los recursos naturales necesarios. Para evitar que la producción de materiales afecte a los recursos naturales, es preciso promover el uso de las mejoras técnicas disponibles y la innovación en las plantas de producción, y sustituir, en la medida de lo posible, el uso de recursos naturales finitos por residuos generados en distintos procesos productivos, cerrando los ciclos de los productos, lo que supone apostar claramente por la reutilización y el reciclaje, y minimizando en cualquier caso el transporte de las materias primas y productos, promoviendo el uso de recursos disponibles en ámbitos locales.


Este artículo está basado en los resultados obtenidos en el marco de distintos proyectos de I+D pioneros en la aplicación del ACV en la edificación, en los que CIRCE participa activamente, conjuntamente con otros centros de investigación nacionales y europeos. Entre estos proyectos, caben destacar los siguientes:

• ENSLIC “ENergy Saving through promotion of LIfe Cycle analysis in building”, co-financiado por la Comisión Europea, dentro del Intelligent Energy Programme (EIE/07/090/SI2.467609).

• LoRe-LCA “Low Resource consumption buildings and constructions by use of LCA design and decision making”, co-financiado por la Comisión Europea, bajo 7th Framework Programme (FP7-ENV-2007-1 –nº 212531).

• Proyecto Singular Estratégico CICLOPE “Análisis del impacto ambiental de los edificios a lo largo de su ciclo de vida en términos cuantificables de consumo energético y emisiones GEI asociadas”, financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación dentro del Plan Nacional de Investigación Científica, Desarrollo e Innovación Tecnológica 2008-2011 y Cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional FEDER (PSE-380000-2009-5).

• Proyecto ACV-SC, “Análisis de ciclo de vida comparativo de distintas soluciones constructivas aplicables a edificios residenciales y terciarios”, financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación y cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional FEDER (ENE2009-14714-C02-01).

 

Por Ignacio Zabalza Bribían, Sergio Días de Garayo, Alfonso Aranda Usón y Sabina Scarpellini

Fundación CIRCE – Centro de Investigación de Recursos y Consumos Energéticos

Centro Politécnico Superior Universidad de Zaragoza.

bool(true)

6 thoughts on “Impacto de los materiales de construcción, análisis de ciclo de vida

  1. Me ha gustado mucho el post! Estoy de acuerdo en que para mantener la acústica óptima en cualquier espacio cerrado, lo más importante es las prestaciones y la calidad que pueda ofrecer el sistema de aislamiento instalado (materiales utilizados). Sin embargo también influyen los materiales con los que se haya impermeabilizado el edificio. Aislantes como la espuma de poliuretano también ayudan a llevar a cabo una buena climatización

    • Hola Gabriela, desde estas páginas no vamos a animar el uso de espumas de poliuretano por varios motivos. No creo que en pocas líneas pueda explicarte la razón de este rechazo por parte del sector de la bioconstrucción, razones medioambientales, razones técnicas y razones de salubridad. Por favor, sumérgete en las casi 2000 artículos de esta web y descubre el porqué, algunas personas van más allá y se cuestionan lo establecido. Si me permites un consejo: huye de las espumas de poliuretano, huye del isocianato (cancerígeno) su principal componente, huye de su incapacidad para transpirar y huye de su gran huella ecológica.

  2. Me encanta este tipo de planteamiento sobre el ciclo de vida de los materiales de construcción, nunca me había parado a pensarlo, la verdad. Me parece una acción estupenda y respetuosa con el medio ambiente además de favorecer a las economías locales, tan debilitadas a veces por las grandes urbes y las grandes empresas. Debemos buscar el equilibrio sostenible entre todas las actividades de la vida cotidiana para así poder dejar algo bueno a las próximas generaciones. Un saludo!

  3. esta pajian me deja uchas enseñansas gracias por ayudarme a pasar la materia de bilogoia les agradezcos

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *