construcciÓn antecedentes
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7/23/2019 CONSTRUCCIN antecedentes
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CONSTRUCCIN E IMPACTO SOBRE EL AMBIENTE EL
CASO DE LA TIERRA Y OTROS TERlALES
(BUILDING AND IMPACT ON THE ENVIRONMENT: THE
CASE
OF THE EARTH AND OTHERS
MATERIALS)
Mariano Vzquez Esp,
Dpto . de Estructuras de Edificacin.
U.
P. M.
ESPAA
RESUMEN
Conforme los indicios del deterioro ecolgico se hacen ms
evidentes , la evaluacin del impacto sobre el ambiente de las
distintas actividades humanas se vuelve ms insoslayable.
qu se analiza el relativo m rito de distintas formulaciones
del coste fisico de la constru ccion : energa incorporada, coste
exerg ico y coste material; tambi la estructura del coste
fisico agregado, incluyendo la valoracin relativa de sus
t rminos ms significativos. Como ejemplos concretos, se
evala la energa y la materia incorporada por distintas
funciones constructivas segn el material empleado (tierra,
acero , ladrillo, hormign) . Finalm ente, se extraen algunas
conclusiones acerca de las caracteris cas de una futura
construccin sostenible .
Fechade recepcin: 2
-X-OO
113-54
SUMM RY
The assessment of the impact on the environment of the diverse
human activities becomes more unavoidable as the signs
of
the
ecological damage become more evident. Here, the relative
merit
of
severalformulations for the physical cost ofbuilding
(embodied energy, exergy cost and maller cost
of
materials) is
analysed; it is also analysed the structure of the aggregale
physical cost, including the relative evaluation of its more
meaningful items. As a way ofconcrete examples, the energy
and matter embodied into different building functions is
evaluated depending onthe material used (earth, steel,
concrete, brick). Lastly, sorne conclusions about the auributes
ofa future, sustainable building are laken out .
La idea de que los edificios de bajo consumo energtico son respetuosos con el medio ambiente y de
que
, a travs de la
construccin de ms edificios de este tipo, cumpli remos las promesas hechas en la Cumbre de Ro de reducir las emisiones
de
c l [
.}
es
naturalmente , una estupidez. Un nuevo edificio nunca ahorra energa, sino que genera nuevas necesidades
energticas,y la calificacin de nuevo suelo para urbanizar es fundamentalmente antiecolgica. Bsicamente, slo existen
tres
procesos que pueden
conducir razonablemente a reducir las necesidades energticas o la carga sobre el medio
ambiente: la rehabilitacin de edificiosexistentes; la sustitucin de antiguos edificios ecolgicamented espilfarradores
por
nuevas
formas
de bajo consumo y el cierre de intersticios entre edificios .
(Moewes, 1997; cit. por Verdaguer, 1999)
Introduccin propsito
y
objetivos tambin esencialmente proporcional al impacto sobre el
territorio debido a movimientos de materiales . Incluso el
A fin de cuantificar el impacto negativo sobre el ambiente
ruido, en tanto que disipacin energtica bruta , est
de las tcnicas industriales, el coste energtico se ha montonamente relacionado con la cantidad de energa
popularizado como indicador. Se trata de un indicador cuyo
empleada (cf. Estevan et alii, 1992; Estevan, 1998).
principal mrito es sintetizar en una nica medida un
conjunto muy diverso de impactos .As, en el actual contex
El coste energtico como indicador es, por su naturaleza,
to industrial, con un consumo casi exclusivo de fuen
bastante ambiguo, pues cada autor suele contabilizar el
tes energticas contaminantes, para procesos comparables coste de una serie de operaciones, escondidas e implcitas
de fabricacin de un producto, el coste energ tico de cada en el agregado final de energ a . En los ltimos tiempos, los
uno es esencialmente proporcional a la contaminacin mtodos propuestos para el denominado
An
lisis del
mediante diversas sustancias (xidos de carbono, de azufre, Ciclo de Vida (ACV), han suge rido la necesidad de
etc) . Del mismo modo, el coste energtico se considera adoptar un estndar de medida, a fin de que a pesar de su
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Info rmes de la Construccin, Vol. 52 n 471, enero/febrero 200 I
ambigedad, los distintos valores puedan ser comparados
(aunque slo sea a efectos cualitat ivos) . Sin embargo, estas
medidas son inevitablemente contextuales: el cambio en
los procesos constructivos, la prdida de eficiencia , la
distancia a la cual los materiales son transport ados,
introducen variaciones en los costesenergticos agregados,
variaciones cuy a intensidad e importancia son siempre
inciertas. Adems, el
CV
utiliza la agregacin de costes
desde la cuna hasta la tumba (costes de extraccin,
fabricacin, produccin y transporte de los elementos,
coste de mantenimiento durante la vida til y coste de
abatimiento de los res iduos hasta un estado inerte , no
contaminante) , olvidando que la renovacin de los proce-
sos exigira estud iar la contabilidad asimtrica, desde la
tumba hasta la cuna , analizando el costede reposicin a un
estado en que los residuos vuelven a ser tiles en algn
punto del proceso anterior. Slo entonces podra hablarse
con propiedad del coste asociado al diseo de procesos
industriales renacientes en el mismo sentido en que se
emplea la aeja expresin bienes renacientes (cf. Naredo y
Valero, 1999).
Para solventar los anteriores problemas, se cuenta todava
con la teoria general de la termoeconomia en la que las
medidas de energa t il o
exergia
se refieren a estados de
desequilibrio termod inmico que pueden ser definidos
inequvocamente , y respecto a los cuales puede calcul arse
el coste exergtico mnimo (ligado al mximo rendimiento
termodinmico
de los procesos). Estas medidas tiene n la
ventaj a de resultar menos sensibles al contexto temporal
dado. Como desventaja presentan el hecho de ser valores
tericos, ina lcanzables en la prctica. Para acercarlos a
valores ms plausibles en el mundo real, hay que operar en
trminos
de rend imientos reales, como por otra parte se
viene haciendo en multitud de disciplinas de la industria
para poder ope rar con la potencia terica necesaria para los
procesos, ajustando a valores de potencia reales slo al final
de los clculos, a la vista de los rend imientos medidos
empricamente. Puesto que el rendim iento es una fracci n
entre cero y la un idad, este enfoque est menos sujeto a
errores de bulto que la contabilidad agregada de costes
energticos absolutos. Adems, el coste exergtico tiene
otra ventaja importante: permite comparar el coste de los
procesos en una situacin que, aunque terica, est bien
definida y que corresponde adems con el mnimo impacto
sobre el ambiente: aquella en la que todos los rendimien-
tos son mximos .'
De
safortunadament
e, frente a este panorama terico
bastante razonable,
1 que se est popu larizando en las
revistas del sector de la construcci n es la aparicin de
productos en s mismos ecolgi cos , cuyas propiedades
verdes prometen la disminucin de los impactos sobre el
ambiente a la vez que aumentan la satisfaccin de los
usuarios,sin requerir para ello el ms pequeo cambio nien
los usos y costumbres del sector, ni en la forma urbana y
edilicia, ni tan siquiera la consideracin integradora de los
distintos productos verdes en el proyecto global de la
obra . Algunas de las prop iedades verdes recaban para s
un carcter mgico tal ocurre con la rec iclabilidad ,
sinnimo y paradigma de verde y ecolgico , en la que
se ignora que elcoste energtico del reciclado de materiales
concretos, con nuestrasactuales fuentes energticas, puede
llegar a ser tan ele vado que resulte desaconsejable su uso
(tal es el ca so bastante obv io de los residuos de la fisin
nucle ar y el, no tan obvio, del cloruro de vinilo) . La imagen
popular que puede finalmente formarse es que bastar con
cambiar de materiales para alcanzar formas sostenibles de
constru ir, desatendiendo todo s los dems aspectos de un
proceso endiabladamente complejo.
El prop sito de este trabajo es ilustrar a grandes rasgos la
estructura general de los impactos sobre el ambiente
asociados a la construccin, desentraando las variables
ms significativas sobre las que prioritariamente debera
incidirse, si lo que se desea es reducir significativamente
tales impactos en la lnea marcada por las cumbres de Ro,
Kioto, etc, o por el Quinto Programa de la Unin Europea,
por poner unos pocos ejemplos polticamente correctos.
A fin de descender a lo concreto, analizar un material
sen cillo y tradi cional, la tierra, puesto en comparacin con
otros mater iales tpicos como el acero o el ladrillo. La
multitud de fuentes de
informacin
necesarias para la
estimacin del coste exergtico exceden con mucho los
propsitos ilustrativos de este trabajo. Aqu me contentar
con realizar un anlisis cualitativo de los aspectos ms
significativos de laestructura del coste energtico, utilizando
la validacin indirecta de los datos aportados por otros
autores, a fin de
llegar
a conclusiones cualitativas
significativas acerca de la idoneidad y plausibilidad del uso
de la tierra como material de construccin de nuevas
edificaciones en comparacin con otro materiales . El
ejercicio de clculo, de todas forma s, espero que sirva
para entender mejor qu puede esperarse de indicadores
que, como la energa incorporada, van, poco a poco,
popularizndose.
1 Estructura del coste energtico de la construccin
Resulta conveniente distinguir
dos
componentes
fundamentales en la forma construida: la naturaleza fsica
de la mate ria empleada y la geometra adoptada por esta
ltima (as ocurre en otras discipl inas, el diseo de estructuras
por ejemplo, vase Vzquez, 1997:42). El coste energtico
de fabri cacin depender esencialmente de la cantidad de
material utilizado y de su naturaleza (intensidad energti-
ca), as como de la durabilidad general de la constru ccin.
Por el contrario, el coste energtico de manten imiento, a
igualdad de cantidad y naturaleza de los materiales,
depender significativamente de la geometria particular
con que se empleen y de la eficiencia general de sus
sistemas energticos (cuya mejora, con tcnicas industria-
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Informes de la Construccin , Vol. 52 n 47 1,enero/febrero 2001
les tp icas, podra incluso requerir materiales con ma-
yor intensidad energtica). En lo que se refiere al coste
energti co , interesa desde el principio evaluar los trmi-
nos ms significativos de su estructura agregada, en lo que
se refiere a esa s cuatro variables sintticas : durabilidad,
materiales, geometra y eficiencia.'
Respe cto a los f1ujos
energticos
asocados a l
funcionamiento de las construcciones destinadas a v ivien-
da , puede afirmarse que , en general, la influencia de la
naturaleza material es un orden de magnitud menor que la
influencia de su
geometr
a.
Par
a fijar ideas, un edificio de
viviendas tp ico en la Europa de los aos 70 requ iere para
su construcci n de l orden de 1.000 k'Wh/rn y con los
sistemas tpicos de ladcada requerirpara su mantenimiento
como
edifi cio en uso del
orden
de 200
kWhlm
2
o m s a lo
largo de un ao (Vale Vale, 1991).
Dependiendo
de la
vida til del edificio, el porcentaje entre la energa de
construccin y la de mantenimiento vara
como
sigue: para
50 aos, la energa de fabricacin supone un 9% del total,
mientras que para 100 aos la proporcin se reduce aI 5%:
para ahorrar energa en nuevasconstrucciones de vivienda
debe prestarse atencin prioritaria a la geometra de la
que depender la energa gastada en el mantenimiento.
Veamo
s
alguno
s e
jemplo
s:
l . Edificio tpico de 50 aos de vida : fabrica cin 1.000
kWh/rn"; mantenimiento 200
kw mv ao;
consu mo total
anual 220 kWh /m
2
(ndice 100%).
2a . Edifi cio con eficiencia mejorada de 50 aos de vida:
fabricacin 2.000
kwh/m-; mantenimiento l kWhlm
2
/
ao;
consumo
tota l anual 140 kWh/rn? (64 %).
2b . El ed ificio anterior con durabilidad mej orada a 100
ao s de vida : consumo total anual 120 kWhlm
2
(55 ).
3a . Edificio con geometra mejorada de 50 ao s de vida:
fabricacin 1.000
kWhlm
2
; mantenimiento
l
kWh
/m
2
/
ao ; consumo tota l anual 120
kWhlm
2
(55 %).
3b . El edificio anterior con durabilidad
mejor
ada a
l
aos de vida : 110
kwh/m?
(50%).
4a. Edificio con eficiencia y geometra
mejor
ada de 50
aos de vid a: fabri cacin 2.000
kWhlm
2
;
mantenimiento
50
kWh/rnvao;
consumo total anual 90 kwh/m ' (41%).
4b . El edificio anterior con durabilidad me
jorad
a a 100
ao s de vida: consumo total anual 70 k
Wh/m
? (32%) .
4c. El ed ificio anterior
con
fabricacin mejorada a 1.000
kWhlm
2
: consumo total anual 60
kWhlm
2
(27 %)
Aunque
el modelo lineal,
empleado
en el
ejemplo
, para
relacion ar coste de fabricacin con eficiencia y,
por
tanto,
con el coste de mantenimiento es necesariamente f
also,'
permite al menos dar una idea grosera de la tend encia
principal: lo
fundament
al
para encaminarse
hacia la
disminucin del coste energtico es la disminucin de los
costes de mantenimiento. Y
aunque para
ello lo
mejor
es
operar
sobre la
geomet
ra de la construccin, puede mere-
cer la
pena
invertir simultneamente en energa de
fabricacin a
cond
i
cin
de que est ligada a disminucio-
nes proporcionales de la energa de mantenim iento (a
travs de un
propor
cional
aumento
en la eficien cia).Ntese
la comparacin entre los ejemplos 4b y 4c: inclu so c uando
el gasto total de energa se ha reducido desde el diseo
inicial a l 32%, una disminucin a la mitad de la energa de
fabricacin significa tan slo una reduccin marginal del
consumo
tota l, un 5% adicional
medido sobre
la situacin
de partida.
Respecto
a
edificio
s de ofi
cinas
tpicos, el coste de
fabricacin se estima por los mismos autores citados en
5.000
kwh/m', perm
aneciendo esen cialmente igual el coste
de mantenimiento. Con estos datos, para una vida ti l de 50
aos, el coste de fabr icacin
puede supone
r un 33% del
coste total, mientras
que
ese porcenta
je
se reduce a120% en
el caso de 100 ao s de vida ti l.
Repitamos
los ejemplos
anteriores:
l . Edificio tpi co inicial de 50 aos de vida: fabrica cin
5.000 kwh/m
',
mantenmiento 200 kWh/rrr'Zao; consumo
total anual 300
kWh/m
? (ndce 100%).
2a. Edificio con
efi cien cia m
ejorada
de 50 aos de vida :
fabricacin 10.000
kWh/m
"; mantenimiento 100
kWhlm
2
/
ao; consumo tota l anual
300
kWhJm
2
(100%).
2b. El edificio anterior con
dur
abilidad mejorada a 100 ao s
de vida : consumo total anual 200 kWh/rn? (66%) .
3a. Edificio con geometra mejorada de 50 aos de vida:
fabricacin
5.000 kWh
/m
2
; mantenimiento
l kWhlm
2
/
ao; consumo total anu al 200 kWh/m? (66%).
3b. El edificio anterio r
con
du rabilidad
mejorada
a 100 aos
de vida: ISO kWh/m? (50 %) .
4a. Edificio con eficiencia y geometra me
jorad
a de 50aos
de vida: fabricacin 10.000 kw h/m ' ; mantenimiento 50
kwh/rn
vao
;
consumo
total anua l 250 kWh/m? (83%) .
4b . El edificio anteriorcon durabilidad mejorada al 00 ao s
de vida: consumo total anua l ISO kWh/m
2
(50 %).
4c . El edificio anterior con fabricacin mejorada a 5.000
kWh/m"
consumo total anual l k
Wh/m
? (33%)
5a . Edificio
con
fabricacin
mejor
ada de 50 aos de vida:
fabricacin 2.500 kWhlm
2
;
mantenimiento 200
kWhlm
2
/
ao;
consumo
total anual 250
kWhlm
2
(83%).
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lnformes de la Construccin, Vol. 52 n 471, enero/febrero 2001
5b. El edificio ante rior con durabilidad mejora da a 100 aos
de vida:
consumo
total anual 225 k
Wh/rn'
(75%).
La conclusin principal respecto a edificios de vivienda
se mantiene para los de oficinas: lo primero que debe
perseguirse es la disminucin del coste de mantenimien-
to,
comenzando
por
mejorar
el diseo (caso 3a) y la
durabilidad (3b). Sin
embargo,
ahora, es necesar io
aumen-
tar la eficienc ia sin
aumentar
los costos de fabricacin o
bien
aumentando
a la vez la durabilidad (caso 2b): de lo
contrario, los
cambios
podran no representar ventaja neta
(2a). En
cualquier
caso, la sola disminucin de los costes de
fabricacin (a igualdad de todo lo dems) no
conduce
a una
reduccin
sustancial del
consumo
total (5a).
Aunque
desde luego la casustica es compleja, a falta de
mejor
informacin,
puede
proponerse una regla de parti-
da para el diseador:
comience
p r
mejorar la geometra
del edificio (arquitectura bioclimtica), busque despus
aumentar su durabilidad, p r ltimo busque aumentar su
eficiencia energtica sin aumentar su coste defabricacin
o bien disminuya sus costes defabricacin sin disminuirsu
eficiencia .
La ltima parte de la regla no
opera
en edificios
de vivienda (o en edificios
con
costes de fabricacin
tpicamente bajos).
Como conclusin de este anlisis cualitativo debe
quedar
clara la importancia fundamental que el diseo
bioclirnti-
ca del edificio tiene para el ahorro energtico, y de ah la
importancia de
cualquier
tcnica constructiva que facilite
ese diseo, entre las que se
encuentran
las fbricas de tierra
en cualquiera de sus formas. Se
puede
anticipar que la
importancia o la ventaja de la tierra
como
material de
construccin se deriva de forma secundaria,
adems
de lo
anterior, de las posibilidades que ofrece
para
la
mejora
de
la eficiencia energtica sin
aumento
parejo del coste de
fabricacin.
Por
lo mismo, el uso de los nuevos materia-
les
verdes que
estn apareciendo
puede
ser
como
matar
moscas a caonazos :
muchos
de ellos requieren altas
energas de fabricacin y lo ms que
pueden
ofrecer es
aumentos en la eficiencia, y como se vio ms arriba ste no
es el
camino
ms directo hacia la disminucin de los
impactos sobre el ambiente.
Adems,
esta mejora en la
eficiencia de los sistemas energticos, obtenida sin el
menor esfuerzo en el diseo geomtrico, no ayudar mu-
cho a que el diseo bioclimtico se generalice , objetivo que
sera en definitiva el ms urgente.
En todo caso, la disparidad de datos existentes sobre el
particu lar puede apreciarse
mediante
los
consumos
de
energa durante la vida del edificio indicados
por
distintos
autores, refl ejados en las tablas I y 2, a los que cabe aa-
dir los lOS kWh/rrr'
alcanzados por
recientes
ejemplos
de edificios diseados
con
la vista puesta en su eficien-
cia energtica (Edwards, 1999).
Norgard
(1993) estima
el
consumo
neto de
calor
en 210 kWb/rn' para vivien-
das
europeas
de tipo
medio
construidas en 1975, 125
TABLA I
Energa de mantenimiento de edificios debido al consumo global de
combustibles. Segn el programa BREEAM/NewHomes version 3/9/ de
Gran Bretaa. Los consumos se califican por su impacto sobre el
ambiente en una escala de seis puntos (Woolley el alii, 1997 .
Impacto
Consumo de
combustible anual
kWh/m
1