¿Qué es la descarbonización en la construcción?

La Importancia de la Descarbonización en la Construcción

Impacto Ambiental Actual del Sector de la Construcción

Elevada Contribución a las Emisiones Globales de Carbono: El sector de la construcción se destaca como uno de los mayores emisores de carbono a nivel mundial, representando un porcentaje considerable de las emisiones globales de carbono, aproximadamente entre el 37% y el 38%. Esta contribución es significativa, dada la escala global de la industria y su impacto continuo en el desarrollo urbano y rural.
Emisiones de Dióxido de Carbono Relacionadas con la Construcción: La cadena de valor del cemento y la construcción en sí es responsable de cerca del 25% de las emisiones globales de CO2. Estas emisiones provienen de múltiples fuentes, incluyendo la producción de materiales de construcción, el uso de maquinaria y equipos en los sitios de construcción, y el consumo de energía en los edificios una vez construidos.
Desafíos en la Reducción de Emisiones: La descarbonización del sector presenta varios desafíos. Entre ellos, la necesidad de remodelar un número considerable de edificaciones existentes para mejorar su eficiencia energética y reducir su huella de carbono. Además, es imprescindible un cambio hacia sistemas de energía más limpios y sostenibles dentro de los edificios.

La Necesidad de Enfocarse en la Descarbonización

El Rol Crucial del Diseño en la Reducción de Emisiones: El diseño de edificios es fundamental en la determinación de las emisiones de gases de efecto invernadero a lo largo de su vida útil. Desde las etapas iniciales de planificación, las decisiones tomadas en cuanto a materiales, orientación, y eficiencia energética pueden tener un impacto duradero en las emisiones del edificio.
Beneficios Más Allá de la Reducción de Emisiones: La descarbonización ofrece beneficios que van más allá de la simple reducción de emisiones. Estos incluyen la promoción de comunidades más equitativas y saludables, mejora en la calidad del aire y del entorno construido, y potencialmente, reducciones en los costos operativos a largo plazo debido a una mayor eficiencia energética.
Estrategias Clave para la Descarbonización: La descarbonización involucra una variedad de estrategias como la gestión eficiente de la energía, la optimización de los recursos utilizados en la construcción, la sustitución de materiales y procesos por alternativas de bajo carbono, y la búsqueda de neutralidad en la cadena de suministro, lo que incluye desde la adquisición de materiales hasta su disposición final.

Conceptos Clave

Definición de Descarbonización

Descarbonización en la Construcción: La descarbonización en el contexto de la construcción se refiere al proceso de reducir y eventualmente eliminar la emisión de dióxido de carbono (CO2) y otros gases de efecto invernadero (GEI) asociados con la industria de la construcción. Esto incluye emisiones derivadas tanto de la producción de materiales de construcción como del uso energético de los edificios a lo largo de su vida útil.
Enfoque Integral: La descarbonización abarca una variedad de estrategias y prácticas, que van desde el uso de materiales de construcción sostenibles y de baja emisión de carbono, hasta el diseño y la operación de edificios para maximizar su eficiencia energética y minimizar su impacto ambiental.

La Huella de Carbono en la Construcción

Huella de Carbono de los Edificios: La huella de carbono de un edificio se refiere a la cantidad total de CO2 y otros GEI emitidos directa o indirectamente durante su ciclo de vida. Esto incluye las emisiones asociadas con la extracción y producción de materiales de construcción, el transporte de estos materiales, el proceso de construcción en sí, y la operación y mantenimiento del edificio.
Carbono Incorporado vs. Carbono Operativo: La huella de carbono se puede dividir en carbono incorporado, que se refiere a las emisiones generadas durante la fabricación y construcción del edificio, y carbono operativo, que se relaciona con las emisiones generadas durante la operación y uso del edificio. Ambos aspectos son cruciales para entender y reducir las emisiones totales en la construcción.
Métodos de Medición y Gestión: Para gestionar eficazmente la huella de carbono, es esencial medirla de manera precisa. Esto implica el uso de herramientas y metodologías para calcular las emisiones de CO2 en cada etapa del ciclo de vida del edificio, desde la cuna hasta la tumba.

Retos en la Descarbonización de la Construcción

Principales Emisores de Carbono en el Sector

Industrias de Alto Impacto: Las industrias de acero, cemento y químicos son las principales emisoras en el sector de la construcción. Estas industrias son difíciles de descarbonizar debido a factores técnicos como la necesidad de altas temperaturas y las emisiones del proceso.
Contribución Significativa al CO2 Global: El sector de la construcción es responsable de un porcentaje importante de las emisiones globales de CO2, representando alrededor del 37% de las emisiones globales de carbono. De esto, el 16% representa carbono incorporado, principalmente de la fabricación de materiales.

Desafíos en Materiales y Métodos de Construcción Tradicionales

Desafíos en la Producción de Materiales Bajos en Carbono: Existen desafíos significativos en la producción de concreto y acero de bajo carbono, dos de los materiales más utilizados en la construcción. La falta de estándares establecidos para datos, metodologías y herramientas también es un obstáculo.
Ineficiencias en las Prácticas de Adquisición: Las prácticas de adquisición ineficaces y la falta de regulación adecuada son barreras importantes para la descarbonización en la construcción. Estos aspectos afectan la selección de materiales y tecnologías sostenibles.

Oportunidades y Estrategias para Superar Estos Desafíos

Enfoque en la Infraestructura y Equipos de Construcción: Se espera que el mercado de infraestructura sea uno de los primeros segmentos en descarbonizarse, junto con el equipo de construcción.
Inversión en Tecnologías Emergentes: Los propietarios de activos desempeñan un papel clave en la generación de demanda, iniciando la colaboración e incrementando la confianza de los inversores en la inversión en tecnología emergente.
Regulaciones y Estándares Sincronizados: La creación de regulaciones y estándares sincronizados para el carbono incorporado facilitará la acción necesaria, incluyendo la consistencia en cómo se mide el carbono incorporado.
Capacitación de la Fuerza Laboral y Enfoque Sistémico: Mejorar las capacidades de la fuerza laboral en torno a soluciones sostenibles y digitales es esencial, así como adoptar un enfoque a nivel de sistema para optimizar las decisiones de compensación entre costos y emisiones de carbono.
Demanda de Sectores Relacionados: La demanda de otros sectores, como el automotriz, incrementará la disponibilidad de acero de bajo carbono y reducirá los costos de producción de combustibles de bajo carbono y captura de carbono.

Innovaciones en Materiales de Construcción

Biochar Cladding: Producido por la empresa alemana Made of Air, este revestimiento utiliza bioplástico derivado de residuos forestales y agrícolas, que secuestra carbono. Los paneles HexChar, hechos de este material, se instalaron en un concesionario de Audi en Munich, marcando su primera aplicación en un edificio.
Concreto Reforzado con Fibra de Carbono: Desarrollado por investigadores de la Universidad Técnica de Dresden y la firma de arquitectura Henn, este nuevo tipo de concreto se refuerza con hilo de fibra de carbono, lo que reduce significativamente la cantidad de concreto necesaria para una estructura de la misma resistencia.
Plástico Superfuerte: Creado por ingenieros químicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), el 2DPA-1 es un material ligero y moldeable, dos veces más resistente que el acero. Podría usarse como un refuerzo estructural para edificios en el futuro.
Mycelium Impreso en 3D: Blast Studio ha desarrollado un método para imprimir en 3D el micelio, la parte vegetativa de un hongo, que puede utilizarse como elemento estructural en la construcción, además de producir cultivos de hongos.
Rebar de Cáñamo: En desarrollo en el Instituto Politécnico de Rensselaer en Estados Unidos, este refuerzo para concreto hecho de cáñamo busca ser una alternativa de bajo costo y bajo carbono al acero convencional, además de evitar la corrosión.
Carbicrete: Esta empresa canadiense ha desarrollado un método para secuestrar carbono en el concreto. En lugar de cemento basado en calcio, Carbicrete utiliza escoria residual de la industria del acero y carbono capturado de plantas industriales.
Ladrillos K-Briq de Residuos de Construcción: Desarrollados por la profesora Gabriela Medero de la Universidad Heriot-Watt en Edimburgo, estos ladrillos están hechos con un 90% de residuos de construcción y no requieren cocción, ofreciendo una alternativa de baja emisión de carbono a los ladrillos regulares.
Tablero de Papas: Diseñadores de Londres han creado una alternativa ecológica a materiales de un solo uso como el MDF, utilizando cáscaras de papas. Este material, llamado Chip[s] Board, no contiene formaldehído ni otras resinas tóxicas.
Ladrillos de Carbón Vegetal de Loofah: Investigadores de la Escuela India de Diseño e Innovación en Mumbai han desarrollado estos bio-ladrillos hechos de suelo, cemento, carbón y fibras orgánicas de loofah, que además de ser materiales de construcción, fomentan la biodiversidad en las ciudades.
Tablero de Construcción de Papel Reciclado: Honext ha creado un tablero de construcción a partir de papel que ha pasado por varios ciclos de reutilización. Estos tableros se pueden usar para particiones interiores o revestimientos.

Eficiencia Energética y Construcción Sostenible

Diseño y Construcción de Edificios de Alta Eficiencia Energética

Reducción del Consumo Energético: Los edificios sostenibles se diseñan para reducir el consumo de energía, tanto en términos de energía incorporada necesaria para extraer, procesar, transportar e instalar materiales de construcción, como en energía operativa para servicios como calefacción y electricidad para equipos.
Importancia de la Energía Incorporada: En edificios de alto rendimiento, que utilizan menos energía operativa, la energía incorporada asume una mayor importancia, pudiendo representar hasta el 30% del consumo total de energía a lo largo del ciclo de vida del edificio. Los estudios muestran que los edificios construidos principalmente con madera tienen una menor energía incorporada en comparación con los de ladrillo, concreto o acero.

Tecnologías Renovables Aplicadas a la Construcción

Estrategias de Diseño para Reducir la Fuga de Aire: Los diseñadores utilizan detalles que reducen la fuga de aire a través de la envolvente del edificio, así como ventanas de alto rendimiento y aislamiento extra en paredes, techos y pisos.
Diseño Solar Pasivo y Luz Natural: El diseño solar pasivo, que orienta ventanas y paredes para maximizar la ganancia solar en invierno y minimizarla en verano, junto con la colocación efectiva de ventanas para luz natural (daylighting), reduce la necesidad de iluminación eléctrica durante el día.
Generación de Energía Renovable In Situ: La generación de energía renovable en el sitio a través de energía solar, eólica, hidroeléctrica o biomasa puede reducir significativamente el impacto ambiental del edificio, aunque generalmente es la característica más cara de agregar a un edificio.

Gestión de Residuos y Economía Circular

Reducción de Residuos en Sitios de Construcción

Impacto de los Materiales de Construcción: La industria de la construcción es responsable de más de un tercio del consumo global de recursos, generando una cantidad significativa de energía, emisiones y residuos. Más de la mitad (55%) de las emisiones industriales de carbono del mundo provienen de la producción de cinco materiales: acero, cemento, papel, plástico y aluminio, todos consumidos ampliamente en la construcción.

Reciclaje y Reutilización de Materiales

Transición hacia la Economía Circular: En lugar de la filosofía lineal de "tomar-fabricar-desechar", se ha estado moviendo hacia un modelo más sostenible: la economía circular. Este modelo se centra en diseñar para eliminar los residuos y la contaminación, mantener productos y materiales en uso, y regenerar sistemas naturales. La construcción tiene un papel crucial en avanzar en la economía circular.
Desafíos en la Recuperación de Residuos: A pesar de los esfuerzos, como la Directiva Marco de Residuos de la UE que buscaba un 70% de reciclaje de residuos de construcción y demolición para 2020, muchos de los materiales recuperados de la demolición y la renovación no son aptos para la reutilización o el reciclaje de alta calidad, lo que dificulta alcanzar un modelo económico verdaderamente circular.

Impacto Potencial de la Economía Circular en la Construcción

Reducción de Emisiones de Carbono: Un informe de la Fundación Ellen MacArthur encontró que un escenario circular para el entorno construido podría reducir las emisiones globales de carbono de los materiales de construcción en un 38% para 2050, gracias a una demanda reducida de acero, aluminio, cemento y plástico.
Potencial de Reutilización y Reciclaje: Se ha demostrado que hasta un 25% de los materiales en edificios residenciales destinados a desmantelamiento o deconstrucción pueden ser reutilizados, mientras que hasta un 70% puede ser reciclado de alguna forma. Esto significa que solo entre el 5% y el 10% de los materiales tienen poco o ningún valor, lo que indica un gran potencial para la reutilización si existe la infraestructura necesaria.

El futuro de la construcción descarbonizada

Tendencias Emergentes y Tecnologías en Desarrollo

Diseño Sostenible: El diseño es un factor crucial en la determinación de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) a lo largo de la vida útil de un edificio. Las decisiones fundamentales de diseño pueden impactar significativamente en las emisiones durante décadas.
Materiales de Construcción de Baja Emisión: Se están desarrollando tecnologías para la producción de cemento y concreto de baja emisión. Por ejemplo, los investigadores de Northwestern University, en colaboración con ClimateWorks Foundation, han creado un plan para reducir las emisiones en la producción de concreto, proponiendo medidas de mitigación y uso de materiales sostenibles.
Edificaciones Net-Zero: Se busca alcanzar emisiones netas cero en edificios operativos a un costo promedio de €5 por tonelada de CO₂. Este objetivo contribuiría sustancialmente a un camino general hacia emisiones netas cero para 2050 en Europa.
Eficiencia Energética en Edificios Existentes: En la Unión Europea, por ejemplo, el 70% del consumo de energía en edificios se relaciona con la calefacción. La eficiencia energética y el cambio a tecnologías renovables en calefacción son cruciales para reducir emisiones.
Edificios Inteligentes: Se espera que el segmento de edificios inteligentes crezca entre un 10 y un 13% hasta 2025. Estas soluciones incluyen nuevos materiales, enfoques para reducir residuos y soluciones de diseño verde basadas en modelado de información de construcción y gestión de energía.

El Papel de la Innovación y la Investigación

La innovación y la investigación son fundamentales en este proceso de transformación. La adopción de nuevos modelos de negocios y avances tecnológicos, junto con el desarrollo de regímenes políticos habilitadores, son clave para el éxito de esta transición. El enfoque en la producción de cemento y concreto se centra en medidas que reducen la intensidad de carbono de estos materiales. En contraste, un enfoque de sistemas completos considera una cartera más amplia de palancas, con énfasis en reducir la demanda de cemento y concreto. Ambos enfoques requieren la participación activa de una amplia gama de interesados, desde arquitectos hasta el público en general.