CONSTRUCCIÓN SUSTENTABLE EN CHILE – MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

ESTUDIOS NACIONALES

Carolina Ñancuan • Carlos Campos • Clotilde Schnell

Catalina Quiroz (Revisora)

2020 AGOSTO

Introducción

La arquitectura vernácula, lo que significa doméstica o nativa según la Real Academia Española, se identifica en las distintas regiones de Chile con base en las necesidades específicas de sus habitantes. Ese concepto de arquitectura permite que los materiales empleados sean devueltos a la naturaleza al cumplir su ciclo vital, y además forma parte de la identidad cultural. Los materiales que forman parte de esta arquitectura, son los siguientes: la piedra en el norte y la zona cordillerana; la tierra también en algunos sectores del norte y en la zona central y la madera principalmente en el sur y a lo largo de toda la costa. Sin embargo, actualmente el uso de estos materiales se hace escaso con la tan acelerada expansión de las ciudades grandes del país, por lo cual se buscan materiales más rentables y que responden a esta demanda.

Durante los últimos 50 años en Chile, la construcción ha evolucionado con fines de proveer viviendas que sean resistentes a los movimientos sísmicos, responder a la necesidad de viviendas en lugares donde existe una gran demanda por habitar y por temas de rentabilidad de forma de minimizar los costos que rodean a la construcción. Esta industria es sumamente importante para el país, aportan alrededor del 7% del PIB (Construye 2025, 2019), sin embargo, tiene un gran impacto ambiental, resumido en el siguiente esquema.

Figura 1: Impacto Ambiental de la industria de la Construcción. [Fuente: Elaboración Propia].

Ante la situación es válido preguntar ¿Cómo volver a construcciones sustentables en armonía con el medio ambiente?

Para responder esta pregunta es necesario categorizar el tipo de contaminación inducido por los materiales actuales y definir lo que es un material ecológico para la construcción. Estos últimos se caracterizan por ser duraderos, reutilizables o reciclables. Además, es importante que durante su fabricación sean bajos en emisión de contaminantes, de bajo consumo de energía y agua.

Estado actual de la industria de construcción en Chile

Principales materiales de construcción usados actualmente

A continuación se presentan los materiales más usados actualmente en la construcción chilena y su papel en la edificación de viviendas y edificios.

Figura 2: Materiales de Construcción más utilizados en la industria de la Construcción en Chile, con los respectivos fines en los que son utilizados. [Fuente: Elaboración Propia]

Consumo energético de un material durante su ciclo de vida

La energía gris se define por la energía necesaria para la fabricación, transporte y eliminación de los materiales. El cálculo de esa energía toma en cuenta el análisis del ciclo de vida completo de un producto: concepción, extracción, transporte, transformación, fabricación, comercialización, uso y aplicación, y reciclaje si aplica.

Se calcula de esa manera la suma de las energías necesarias, de la concepción al reciclaje de un material. Hoy en día, pocos constructores consideran este factor, que sin duda es muy importante en el consumo energético global para la construcción de una casa o un edificio. La parte gris de la energía total consumida por un edificio puede representar 50% sobre 40 años.

A continuación, se presentan valores comparativos de la energía gris de los materiales de construcción más usados en Chile. Esa cantidad de energía se expresa en kWh, siendo 10 kWh equivalente a 1 L de bencina. Estos valores son indicativos, pueden variar con el tiempo, con la evolución de las tecnologías de producción, los lugares de fabricación y los usos que se hacen.

Gráfico 1 y 2: Energía Gris de los materiales utilizados en la Construcción en Chile, para metales y materiales no metálicos, respectivamente. [Fuente: Elaboración Propia].

Cabe destacar que el vidrio y los materiales metálicos muestran energías grises muy altas en comparación con los otros materiales usados en la construcción actualmente, por ejemplo, la mayoría de los edificios corporativos presentan estructuras principalmente compuestas por vidrio y metal. El proceso de construcción de edificios genera contaminación durante todas sus etapas, incluso durante su uso; como se indica en las gráficas anteriores, el uso de vidrio sumado a la baja capacidad aislante, hacen necesario el uso de aire acondicionado y/o calefacción.

Dióxido de carbono emitido en la fabricación de materiales de construcción

La industria de la construcción genera alrededor del 33% de la emisión de gases de efecto invernadero en Chile y 90% del material particulado fino (partículas de tamaño inferior a 2,5 μm) (Ministerio de Vivienda y Urbanismo, 2018). Dentro de los materiales más utilizados en Chile y el mundo, encontramos al hormigón que es responsable a nivel mundial del 8% de las emisiones de dióxido de carbono debido a que su proceso de producción implica la utilización de grandes hornos. Dentro de las etapas más contaminante de la producción de cemento (componente del hormigón) se encuentra la producción de clinker en donde se calcina, caliza y arcilla (Rodgers, 2018); por cada tonelada de cemento producido se emiten alrededor de 900 kg de dióxido de carbono (Mahasenan et al., 2003).

Se define el factor de emisión de dióxido carbono como los kilos de este gas que se produce cuando se fabrica un kilo de un determinado material. En el gráfico siguiente se presentan las emisiones de distintos materiales usados para la construcción.

Gráfico 3: Factor de emisión de dióxido de carbono de los materiales usados en la construcción. [Fuente: Elaboración Propia].

Cabe destacar que los materiales metálicos tienden a emitir más dióxido de carbono debido principalmente a los procesos de fundición, colada, endurecimiento y transporte. Por otro lado, la madera es un material sustentable en cuanto al bajo uso de combustibles fósiles en el proceso productivo y se debe considerar que un árbol promedio puede absorber más de 21 kg de dióxido de carbono por año y aún después de ser talado continúa secuestrando este contaminante (Rethink Wood, 2015).

El gráfico del factor de emisión sigue la misma tendencia que el gráfico de energía gris de los materiales, ya que el factor de emisión entra en el cálculo de la energía gris.

Uso de agua en la producción de materiales de construcción

Un factor muy importante a tomar en cuenta al momento de determinar la contaminación inducida por la producción de un material de construcción, es su consumo de agua. En los gráficos mostrados a continuación, se destacan los materiales metálicos por su alta necesidad en agua.

Gráfico 4: Consumo de agua de los materiales usados en la construcción. [Fuente: Elaboración Propia].

La cantidad de agua necesaria para producir 1kg de hormigón tiene que ser considerada con precaución. El valor indicado (0,28 L de agua por kg de hormigón) no toma en cuenta el agua usada para producir el cemento, uno de sus componentes. El hormigón se produce por la mezcla de cemento en polvo más agua, esto crea una masa viscosa que se solidifica con el tiempo. El ratio indicado anteriormente representa la cantidad de agua mezclada con cemento para producir hormigón. Hoy en día, los procesos de fabricación del cemento han mejorado gracias a una tecnología llamada “secado por vía seca” que permite reducir considerablemente los volúmenes de agua involucrados.

La producción de madera no induce consumo de agua directo, sino que indirecto por las necesidades del árbol durante su crecimiento. Es importante identificar los aspectos positivos y negativos que podría tener la actividad forestal sobre los recursos hídricos de una región, lo que significa contar con el conocimiento de base que permita evaluar los riesgos. Por lo mismo, se deben considerar varios parámetros, como la especie de árbol, su tasa de crecimiento, la profundidad de napas freáticas, la distancia a cursos de agua superficiales, entre otras.

Estudios demostraron que los árboles de rápido crecimiento suelen consumir más agua que los de lento crecimiento. Por tanto, una actividad forestal mal adaptada al clima y la geografía de una región puede tener consecuencias negativas sobre el medio ambiente (Fernández, 2016). Sin embargo, la madera, en comparación con otros materiales como el hormigón y acero, es menos contaminante y requiere menos energía para su producción, pero se debe revisar que provenga de una actividad forestal responsable y respetuosa con el medio ambiente.

Fotografía de Dimitry Anikin en Belfast, UK.

Materiales sustitutos a los materiales actuales

Materiales de construcción

Actualmente, existen alternativas sustentables que pueden reemplazar los materiales contaminantes usados hoy en día. A continuación se presenta una lista no exhaustiva de algunos ejemplos de materiales en desarrollo o ya utilizados en la industria, que presentan propiedades físicas interesantes y características sustentables en acuerdo con los desafíos medioambientales que estamos enfrentando:

Figura 3: Alternativas para los actuales materiales utilizados en la industria de la construcción. [Fuente: Elaboración Propia].
1: El ferrock se compone de polvo de acero usado, desecho de la industria, y mineral de silica. El hierro contenido en el acero reacciona con el CO2 de la atmósfera y genera carbonato de hierro, componente principal del ferrock. Por lo tanto, la reacción que permite producir el Ferrock consume CO2 y no produce. Ese proceso se llama carbono negativo. (Vijayan, 2020)

Actualmente la madera está siendo una alternativa al hormigón y acero en la construcción en altura, lo que permite reemplazar a estos materiales que son intensivos en el uso de energía durante su fabricación y en emisiones de gases de efecto invernadero. Como principales ventajas tiene que es fácil de trabajar, bajos tiempos de trabajo, puede absorber CO2 durante su vida útil, entre otras (Diario de la Construcción, 2013).

  1. Materiales de aislación

En la actualidad existen varias alternativas para aislar viviendas y edificios a bajo costo energético y financiero permitiendo reducir los costos financieros y las emisiones de CO2 inducidas por sistemas de calefacción y aire acondicionado. A continuación se presentan algunos ejemplos de materiales aislantes con energía gris baja.

Gráfico 5: Energía gris de los principales materiales utilizados como aislante en la industria de la construcción.. [Fuente: Elaboración Propia].

Conclusiones Generales

Los materiales usados en la construcción de vivienda y de edificios en Chile representa una gran parte de la contaminación industrial del país. El hormigón, el acero o el vidrio consumen grandes cantidades de energía durante su ciclo de vida (desde la extracción del material primario hasta el reciclaje), generando grandes cantidad de emisiones de CO2 en la atmósfera y consumiendo recursos hídricos durante su proceso de fabricación.

Sin embargo, durante las dos últimas décadas se han desarrollado materiales sustentables, que contaminan mucho menos, incluso que son carbono negativo, es decir, que ayudan a reducir el nivel de CO2 en la atmósfera. Estos materiales aún no son muy utilizados ni conocidos, pero dentro de los próximos años deberán ocupar un espacio importante en la industria de la construcción para lograr disminuir la contaminación inducida por la misma. Así también, los materiales de aislación también tienen un papel importante para lograr una meta sustentable, ya que el uso de materiales amigables con el medio ambiente y con energía gris baja, puede ayudar a reducir los costos energéticos (y también financieros) de fuentes de energía como la calefacción o el aire acondicionado utilizados en edificios y viviendas.

Es de suma importancia acortar la brecha de desinformación que existe en torno a los materiales con los cuales se puede edificar y es importante que tanto privados como personas naturales, pongan en la balanza los impactos que tendrá para el medio ambiente la utilización de ciertos materiales en sus diferentes proyectos de construcción.

Fotografía de Jonas Dücker en Torres de Paine, Chile.

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