Tema urgente: 10 estrategias para descarbonizar la arquitectura

Escrito por Lilly Cao | Traducido por José Tomás Franco
Publicado el 11 de Septiembre, 2020

El concepto de descarbonización se menciona constantemente en discursos políticos y eventos ambientales globales, pero aún no ha recibido suficiente atención desde el campo de la arquitectura para cambiar profundamente la forma en que diseñamos y construimos el mundo del mañana. Los edificios son actualmente responsables del 33% del consumo mundial de energía y del 39% de las emisiones de gases de efecto invernadero, lo que indica que los arquitectos deben desempeñar un papel importante si queremos detener o revertir el cambio climático. Dado que el carbono es una medida universal que permite rastrear las emisiones de gases de efecto invernadero de un edificio en particular [1], una de las formas más efectivas para lograr este objetivo podría ser, por lo tanto, la descarbonización de la arquitectura.

La descarbonización abarca la reducción tanto del carbono operativo como del carbono incorporado, que se refieren al carbono emitido durando la etapa de uso y durante todo el ciclo de vida de un edificio, respectivamente. Este ciclo de vida encapsula la extracción, el transporte, la instalación, el uso y el fin de la vida útil de cada material y mobiliario, y es responsable del 11% de las emisiones globales de gases de efecto invernadero y del 28% de las emisiones globales del sector de la construcción [2]. Iniciativas como el Net Zero Carbon Buildings Commitment, lanzada en la Cumbre Global de Acción Climática en 2018, promueven la reducción global del carbono operacional a través de un llamado a reducir la cantidad de emisiones de dióxido de carbono liberadas anualmente a cero o negativo [1] . Otras iniciativas, como el Carbon Leadership Forum en los Estados Unidos, enfatizan la importancia de disminuir el carbono incorporado, basando su importancia en proyecciones que sugieren que el mundo construido se duplicará para 2060 [2].

Con estos objetivos en mente, describimos diez estrategias para descarbonizar la arquitectura; desde consideraciones importantes hasta procedimientos, productos y documentos que podrían ser útiles para aquellos arquitectos que buscan impulsar soluciones concretas.

1. La descarbonización debe abordarse en tres niveles

Debido a que las diferentes estrategias de reducción de carbono modelan diferentes niveles de efectividad, y las diferentes etapas de construcción requieren de diferentes procedimientos, el World Resources Institute presenta una lista de estrategias clasificadas por prioridad que se pueden reducir a tres procedimientos principales de descarbonización. La lista del WRI para la reducción de las emisiones operacionales procede de la siguiente manera: eficiencia energética antes de las energías renovables; energía renovable en el sitio antes de la energía renovable fuera del sitio; y energía renovable antes de la compensación de carbono (invertir en energía renovable en otros lugares). Para las emisiones incorporadas, se sugiere la reducción de carbono, nuevamente, antes de la compensación de carbono. Este método de compensación de carbono es consistentemente de baja prioridad porque solo se recomienda para casos en los que un suministro de energía 100% renovable no es factible [3]. Con esta jerarquía de prioridades, por lo tanto, podemos abordar la descarbonización de los edificios en tres niveles diferentes:

1) La reducción del carbono operativo en los edificios existentes a través de la eficiencia energética.
2) La utilización de energía renovable para cubrir la baja demanda de energía restante, idealmente en el sitio o fuera del sitio si es necesario.
3) La reducción del carbono incorporado en los nuevos edificios durante todo su ciclo de vida.

Estos niveles no siguen un orden lógico, sino que simplemente encapsulan tres formas diferentes en que los arquitectos pueden reducir las emisiones de carbono, dependiendo de la etapa o los requisitos del edificio. Finalmente, los tres deben lograrse rápidamente para cumplir con los objetivos del Acuerdo Climático de París. Distinguir estos tres niveles simplemente sirve como una guía útil con la que los arquitectos y propietarios de edificios pueden abordar la descarbonización en relación a sus propios proyectos.

2. Considera el carbono operativo y el carbono incorporado

Como se discutió anteriormente, las reducciones de carbono tanto operativo como incorporado son pasos necesarios en la descarbonización de la arquitectura en su conjunto. Sin embargo, para los edificios existentes, debido a que los materiales ya están en su lugar, el carbono incorporado puede ser una consideración menos importante y los propietarios de los edificios deben priorizar alcanzar el carbono operativo neto cero. Por el contrario, en la construcción de nuevos edificios, la responsabilidad de los arquitectos al considerar solo un tipo de emisión de carbono puede proporcionar resultados engañosos sobre el verdadero impacto ambiental de una estructura. Por ejemplo, el uso de algunos materiales puede producir una baja producción de carbono operacional pero un alto contenido de carbono incorporado durante todo su ciclo de vida, y viceversa. Un edificio con acristalamiento simple y poco aislamiento generalmente tendrá menos carbono incorporado, pero un mayor carbono operativo en comparación con un edificio bien aislado. Del mismo modo, si bien los equipos para producir energía renovable pueden reducir significativamente el carbono operativo, los arquitectos deben recordar que la fabricación de dichos equipos deja una huella de carbono. Debido a estas posibles inconsistencias, es esencial que los arquitectos de nuevos edificios o renovaciones significativas consideren ambos tipos de producción de carbono simultáneamente al elegir los materiales, optimizando así la eficiencia energética y generando la menor huella de carbono posible.

3. Enfócate en la fase inicial del proyecto

Para hacerlo, los arquitectos deben abordar la descarbonización con rigor y detalle inmediatamente al comienzo de un nuevo proyecto. Las prácticas de diseño bajas en carbono, especialmente aquellas que se dirigen al carbono incorporado, son más eficientes y más rentables cuando se consideran en las primeras fases de un proyecto [4]. La revisión del carbono incorporado de One Click LCA describe las razones de esta mayor eficiencia en detalle. Las primeras fases de un proyecto "bloquean" las posibilidades futuras en muchas partes de un proyecto, incluidas las que podrían afectar significativamente las emisiones de carbono incorporado. Es posible que los arquitectos no puedan realizar cambios de eficiencia energética más tarde, o el rango de posibilidades se verá seriamente truncado. Por ejemplo, elegir un sitio que requiera cimientos muy profundos puede duplicar las emisiones de carbono incorporadas de un proyecto, pero los arquitectos no pueden modificar esta opción más adelante. Menos drásticamente, a medida que pasa el tiempo, incluso si un elemento todavía se puede cambiar, casi siempre incurrirá en costos drásticamente más altos. Por lo tanto, es imperativo que los arquitectos analicen las posibilidades de reducir el carbono incorporado al principio del proceso de diseño.

4. Usa materiales ligeros

Una manera efectiva para lograr estos objetivos es mediante el uso de materiales livianos. En un estudio realizado por Saint-Gobain, comparando dos perfiles de tabiques comúnmente utilizados en Brasil, descubrieron que el sistema más ligero brindaba una gran cantidad de beneficios ambientales [5]. La opción más liviana era el sistema de paneles de yeso Placo, un panel de yeso con vigas metálicas aisladas que fue comparado con un sistema tradicional de muro de ladrillo de 140 mm con revestimiento de cemento. Para un metro cuadrado de tabiques, descubrieron que el uso de este sistema de paneles de yeso, en lugar del muro tradicional, causaría una reducción del 63% en el potencial del calentamiento global, una reducción del 49% en el uso de energía primaria, una reducción del 80% en el peso del sistema de muros, y una reducción del 36% en el uso de agua dulce. Del mismo modo, se descubrió que un sistema de pared externa liviano llamado Façade F4 reduce a la mitad las emisiones de CO2 de una fachada masiva tradicional. Estos productos no solo demuestran la efectividad de los sistemas de muros livianos, sino que brindan opciones tangibles y factibles para los arquitectos que buscan soluciones ecológicas.

5. Considera materiales de origen biológico

Del mismo modo, algunos materiales de origen biológico (biosourced), como la madera, la lana de cáñamo y las fibras de madera almacenan carbono durante su etapa operativa, reduciendo los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera antes de la eliminación del material y la remisión del carbono. Esta calidad los convierte en un material altamente efectivo y sostenible. Sin embargo, los arquitectos que consideren esta opción deben tener en cuenta que en el nuevo estándar de evaluación del ciclo de vida EN15804-A2 (discutido en el punto 8), este carbono almacenado, llamado carbono biogénico, durante el crecimiento de la planta, debe contabilizarse por separado del carbono incorporado (extracción, transporte, instalación, uso, fin de vida útil) debido a importantes diferencias categóricas. Por ejemplo, el carbono incorporado de un material de origen biológico puede ser más alto que el de los materiales tradicionales debido a una mayor distancia del sitio de construcción, y el carbono biogénico en sí tiene una emisión neta de cero durante toda su vida útil debido a la absorción y eventual re-emisión de carbono. Según el nuevo estándar LCA, el carbono biogénico se contabiliza por separado y se ubica en cero durante todo el ciclo de vida, es decir, ya no se considera como un agente que deja una huella de carbono negativa.

6. Los elementos interiores son potenciales emisores de carbono

Un error común de los diseñadores en las primeras etapas de la planificación es tener en cuenta el núcleo y la carcasa de un edificio al calcular el carbono incorporado, pero olvidando los accesorios interiores, mecánicos y otros equipos técnicos potencialmente significativos. El hecho de que estos objetos tengan una vida útil más corta y que puedan ser reemplazados muchas veces durante la vida útil del edificio, hace que su producción de carbono incorporado sea tan importante como la de cualquier otra parte de la estructura. Solo considerando estos elementos interiores importantes, el cálculo del carbono incorporado será realmente preciso.

7. Reutilice o recicle los materiales existentes

La reutilización de los materiales existentes elimina la necesidad de extraer y fabricar nuevos materiales a costos ambientales potencialmente altos. Si es factible, los arquitectos deberían intentar comprar productos que utilicen la mayor cantidad de material reciclado posible para reducir las cantidades de carbono incorporado. En el acristalamiento, por ejemplo, el vidrio hecho de cullet –vidrio reutilizado y, por lo tanto, vidrio descarbonizado– puede disminuir el uso energético en un 3% por cada 10% de cullet utilizado. Del mismo modo, usar una tonelada de cullet reduce las emisiones de CO2 en 300 kg debido a la disminución del consumo de energía. Por lo tanto, el acristalamiento hecho de vidrio reciclado y otros ejemplos de materiales reciclados debiese ser una consideración importante para los arquitectos que trabajan en favor de la descarbonización.

8. Utiliza evaluaciones del ciclo de vida (LCA) o declaraciones de productos ambientales (EPD) verificadas por terceros

Los arquitectos pueden evaluar la producción de carbono de sus edificios a través de las evaluaciones del ciclo de vida (Life Cycle Assessments – LCAs) establecidas por los estándares internacionales y a través de los resultados publicados en declaraciones de productos ambientales (EPD), verificadas por terceros. Estas son las únicas fuentes científicas válidas de información para el carbono incorporado de los productos y los materiales de construcción. Las LCAs son una técnica de análisis cradle-to-gate o cradle-to-grave, que evalúa los impactos ambientales de todas las etapas de la vida de un producto [6]. Las EPD son documentos verificados y registrados de forma independiente que comunican información "transparente y comparable" sobre el impacto ambiental de un producto durante todo su ciclo de vida [7]. Los arquitectos pueden usar ambos para determinar y evaluar la huella de carbono de su estructura diseñada. Para estandarizar las formas en que se evalúan los productos, las EPD y las evaluaciones del ciclo de vida que se pueden extraer de fuentes reguladas por estándares internacionales, como los estándares europeos. Un ejemplo particularmente relevante es la EN 15804, que proporciona reglas básicas de categorías de productos (PCRs) para las declaraciones ambientales de productos y servicios de construcción. Debido a su relevancia para la industria de la construcción, la norma EN 15804 es un estándar importante para los arquitectos, especialmente para revisar e internalizar.

Existen muchas aplicaciones y software que pueden proporcionar automáticamente evaluaciones del ciclo de vida según los datos de diseño, ofreciendo soluciones óptimas. Un ejemplo destacado es One Click LCA, basado en Revit, IFC (BIM), Excel, IESVE, modelos energéticos (gbXML) y otras herramientas para encontrar soluciones comparables y ofrecer materiales pertinentes con EPDs accesibles. Los arquitectos que se toman en serio la descarbonización deben usar esta herramienta o aplicaciones similares para asegurarse de que su producción de carbono incorporada sea lo más baja posible.

9. Lleva tu edificio a la economía circular

Pertinente a la evaluación del ciclo de vida es la eliminación o reutilización de productos después de su vida útil. El colapso del modelo "toma, fabrica y elimina", y su reemplazo por una economía circular basada en la eficiencia de recursos es una medida imprescindible para lograr una industria de la construcción más sostenible [8]. Un edificio que se adhiere a las pautas de la economía circular naturalmente consumirá menos recursos durante su ciclo de vida porque está diseñado para ser eficiente, adaptable y duradero. Dentro de este edificio, como se indicó anteriormente, la mayoría de los materiales con un mayor porcentaje de contenido reciclado generarán una huella de carbono reducida. Los materiales y productos reutilizados también emitirán una menor cantidad de carbono incorporado. Todas estas soluciones son ejemplos de economía circular, lo que demuestra su gran importancia para la descarbonización de la arquitectura. El sector de los edificios representa aproximadamente la mitad de todos los materiales extraídos y un tercio de la generación de residuos en toda Europa [8]. Por lo tanto, eliminar los impactos negativos de la extracción y los desechos mediante la reutilización y el reciclaje en nuestra industria podría tener un enorme impacto en el esfuerzo global para terminar con el calentamiento global.

10. Apoya iniciativas globales

Si bien todas estas estrategias constituyen soluciones individuales extremadamente importantes, el camino de la descarbonización debe ser un esfuerzo colectivo global, para que los resultados sean realmente importantes y visibles. Las empresas pueden ayudar en la promoción y la sensibilización mediante el apoyo a iniciativas globales y locales, como el Net Zero Carbon Buildings Commitment, el Global Alliance for Buildings and Construction, el Carbon Leadership Forum, entre otros.

El informe sobre el carbono incorporado del World Green Building Council 2019 entrega un plan detallado para alcanzar un cero carbono operativo y un 40% menos de carbono incorporado para todos los edificios nuevos para 2030, y un cero carbono incorporado y operativo para todos los edificios nuevos y existentes para 2050 [9] . Este plan fue desarrollado explícitamente para ayudar a cumplir las ambiciones del Acuerdo de París, ayudando a mantener el aumento de la temperatura promedio mundial muy por debajo de los 2 grados centígrados. Sin embargo, estos objetivos siguen siendo objetivos elevados, ya que los nuevos edificios continúan construyéndose a un ritmo rápido, con el equivalente al área de París sumándose al espacio construido cada cinco días, y considerando que la mitad de los edificios de 2060 aún no han sido construidos [10]. Para que el plan GBC y el Acuerdo de París tengan éxito en contra de estas probabilidades, los arquitectos deben unirse colaborativamente para reducir las emisiones de carbono en la industria de la construcción. El carbono incorporado, el carbono operativo, los edificios existentes, los nuevos edificios, la economía circular, los materiales livianos o de origen biológico, el reciclaje y otros temas mencionados en este artículo deben considerarse para abordar la descarbonización de manera integral. Con las diez estrategias descritas anteriormente, esperamos hacer nuestra parte para ayudar.

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