¿Por qué es necesario entender y preocuparnos por el carbono en la arquitectura?

¿Por qué es necesario entender y preocuparnos por el carbono en la arquitectura?

Sí, últimamente hemos estado hablando mucho sobre carbono. No solo aquí, sino en todas partes, la gente parece estar debatiendo sobre el efecto invernadero, el dióxido de carbono, los combustibles fósiles, el secuestro de carbono y varios otros términos aparentemente esotéricos que han permeado cada vez más nuestra vida diaria. Pero, ¿por qué el carbono es tan importante y por qué nosotros, como arquitectos, estudiantes de arquitectura o ciudadanos, tenemos que preocuparnos por algo que parece tan intangible?

Para entenderlo mejor, tenemos que volver a las clases de química y la tabla periódica, y me disculpo por eso. El carbono es un elemento químico que tiene la capacidad de combinarse con otros para formar moléculas. Cuando un átomo de carbono se une a dos oxígeno, forma dióxido de carbono (CO2). El dióxido de carbono es un gas incoloro e inodoro, que no es malo en sí mismo. Se vuelve dañino cuando se pierde el equilibrio entre los productos químicos del aire y se libera CO2 en grandes cantidades. A través de la fotosíntesis, las plantas absorben este CO2, reteniendo el carbono y liberando el oxígeno (O2). Los animales, por el contrario, inhalan oxígeno y liberan dióxido de carbono. Aproximadamente el 18% de nuestro cuerpo y el 50% de las plantas están compuestos de carbono, convirtiéndose así en el cuarto elemento químico más abundante.

Reducir las emisiones del sector de la construcción es fundamental para hacer frente al cambio climático. First Nations Longhouse was assessed as part of a University of British Columbia Embodied Carbon pilot study. Image © Steve Evans. Courtesy of naturallywood.com
Reducir las emisiones del sector de la construcción es fundamental para hacer frente al cambio climático. First Nations Longhouse was assessed as part of a University of British Columbia Embodied Carbon pilot study. Image © Steve Evans. Courtesy of naturallywood.com

Durante miles de años, las plantas y los animales nacieron y murieron, y sus restos fueron enterrados de forma natural en el suelo. Bajo tierra, recibieron presión y calor, transformándolos en los llamados combustibles fósiles; con el tiempo, se convirtieron en valiosas fuentes de energía, que suplían las crecientes necesidades de los seres humanos. El petróleo, el gas natural y el carbón son ejemplos de estos combustibles fósiles. Son muy ricos en carbono y al quemarlos, se devuelve al aire el carbono almacenado originalmente.

El carbono también está presente de forma natural en la atmósfera. Es especialmente común en forma del dióxido de carbono antes mencionado, pero también se puede encontrar como monóxido de carbono, metano (CH4) y clorofluorocarbonos (CFC). Estos gases son vitales para nuestra supervivencia, ya que absorben parte del calor del sol que irradian las superficies terrestres. Este "efecto invernadero" permite mantener una temperatura adecuada para el mantenimiento de la vida en el planeta Tierra.

Carbon Cycle. Image Cortesia de naturallywood.com
Carbon Cycle. Image Cortesia de naturallywood.com

Con la industrialización acelerada de los últimos cientos de años, la humanidad ha estado explorando y utilizando masivamente combustibles fósiles, liberando a la atmósfera grandes cantidades de carbono que anteriormente se almacenaban bajo tierra o en plantas. Actualmente, existe un gran desequilibrio entre lo que se libera a la atmósfera y lo que se vuelve a absorber. La principal consecuencia de esto es la acumulación de carbono, provocando que se absorba más calor en la atmósfera, contribuyendo a un aumento de la temperatura de la tierra y al consecuente y tan temido cambio climático.

Para los que se preguntan qué tiene que ver esto con nosotros, los arquitectos trabajamos en uno de los sectores que más aporta a la emisión de gases de efecto invernadero. Los edificios generan casi el 40% de las emisiones globales anuales de gases de efecto invernadero: el 11% en la construcción y el 28% en las operaciones de construcción. [1] Dado que las tasas actuales de urbanización proyectan un enorme crecimiento en las próximas décadas para adaptarse a las crecientes poblaciones urbanas, es fundamental reducir las emisiones del sector de la construcción para abordar el cambio climático.

Reforestación de segundo crecimiento después de la cosecha en la costa central de Columbia Británica, Canadá. Image © Candace Kenyon. Courtesy of naturallywood.com
Reforestación de segundo crecimiento después de la cosecha en la costa central de Columbia Británica, Canadá. Image © Candace Kenyon. Courtesy of naturallywood.com

Cada producto o material tiene una "huella" de carbono, unos más que otros. La madera es un buen ejemplo: durante el crecimiento de un árbol, se almacenan cantidades significativas de carbono en el árbol, generando un "crédito de carbono". Después de ser cortado, manipulado, transportado e instalado, una cantidad de ese carbono se libera a la atmósfera, pero puede ser menor que la que consumió el árbol durante su vida. Para ayudar a cuantificar el impacto ambiental de cada una de nuestras decisiones de diseño, existe el concepto de carbono en los materiales. Se refiere a las emisiones de gases de efecto invernadero asociadas con la fabricación, mantenimiento y demolición de una estructura, y normalmente se cuantifica en kilogramos de dióxido de carbono equivalente (kg CO2 eq).

La evaluación del ciclo de vida (LCA) es el método más aceptado para medir el impacto ambiental de un producto a lo largo de su vida útil, incluida su operación. Permite a los usuarios calcular los impactos ambientales derivados de la fabricación y transporte de materiales de construcción, su proceso de construcción y las actividades relacionadas con su uso, mantenimiento, renovaciones, demoliciones y desechos finales. El calentamiento global es una de las categorías de impacto más importantes en el LCA, que también informa los cargos ambientales a lo largo de la vida útil del producto, como la generación de smog, la contaminación del agua y la generación de desechos.

Diagrama de flujo que ilustra las etapas del ciclo de vida del edificio y más allá. Image via UBC Embodied Carbon Pilot: Study of whole building life cycle assessment processes at the University of British Columbia
Diagrama de flujo que ilustra las etapas del ciclo de vida del edificio y más allá. Image via UBC Embodied Carbon Pilot: Study of whole building life cycle assessment processes at the University of British Columbia

El LCA se puede aplicar a cualquier tipo de producto, incluidos los edificios en su conjunto o sus componentes individuales. Cuando todo el proyecto se considera integralmente en un ejercicio de LCA, a diferencia de un análisis aplicado solo a algunas partes del edificio, se puede denominar evaluación del ciclo de vida del edificio completo (WBLCA). Permite que los equipos del proyecto y las partes interesadas comprendan mejor el impacto ambiental total del edificio y las contribuciones proporcionales de los conjuntos y componentes principales. Evaluar el carbono incorporado de un edificio completo requiere acceso a datos de emisiones de carbono para todos los materiales y procesos involucrados en un edificio a lo largo de su ciclo de vida.

Cada edificio es único. Para desarrollar comparaciones efectivas entre edificios, se necesita información adecuada sobre el desempeño de los edificios actuales como referencia, utilizando el mismo alcance y los mismos parámetros. Para crear objetivos efectivos para futuros edificios sostenibles, es fundamental contar con información adecuada sobre el rendimiento de los edificios actuales, que se puede utilizar como referencia. Para construir una base de datos de información existente, las evaluaciones de carbono integradas deben realizarse de manera consistente, con el mismo alcance y parámetros. En Canadá, la Universidad de Columbia Británica ha realizado investigaciones sobre el tema durante años. El Programa piloto de carbono incorporado de la UBC: Estudio de los procesos de evaluación del ciclo de vida del edificio completo de la Universidad de Columbia Británica arroja luces sobre nueve evaluaciones de carbono integradas realizadas en tres edificios del campus. El informe muestra algunas variaciones según las tres herramientas elegidas: Athena IE4B, One Click LCA y Embodied Carbon Calculator for Construction (EC3). La investigación proporciona una mejor comprensión de los desafíos, compensaciones y lagunas de información que encuentran los equipos en el desarrollo de listas precisas de materiales (listas de materiales para categorizar y cuantificar materiales de construcción específicos), y el efecto que tienen en el carbono incrustado resultante.

Resultados de la evaluación con un desglose por elemento de construcción. Image via UBC Embodied Carbon Pilot: Study of whole building life cycle assessment processes at the University of British Columbia
Resultados de la evaluación con un desglose por elemento de construcción. Image via UBC Embodied Carbon Pilot: Study of whole building life cycle assessment processes at the University of British Columbia

Para realizar una LCA, el profesional debe tener primero un control completo de los diferentes materiales y sus cantidades en el edificio. Esta lista de materiales –también llamada Bill of Materials (BoM)– es esencial, y varias decisiones y supuestos inherentes a su creación contribuyen a las variaciones en los resultados del ACV. Antes de realizar el análisis, se debe determinar el propósito y el alcance de la evaluación. Estas decisiones iniciales preparan el escenario para un proceso exitoso, delineando parámetros claramente definidos, incluido el objetivo, el alcance, el tiempo y la fuente de datos del LCA.

Orchard Commons en UBC fue uno de los edificios evaluados por el equipo de investigación de carbono incorporado. Image © Michael Elkan. Courtesy of naturallywood.com
Orchard Commons en UBC fue uno de los edificios evaluados por el equipo de investigación de carbono incorporado. Image © Michael Elkan. Courtesy of naturallywood.com

Para una evaluación completa en un WBLCA, generalmente se utiliza una herramienta específica, y la información de ensamblaje (materiales, dimensiones, geometría, etc.) se obtiene a partir de un archivo BIM. Los objetos de evaluación son los principales elementos de la construcción, como los cimientos (incluido el refuerzo de acero), los pisos, las vigas y columnas, los materiales de los techos y la construcción y el revestimiento de los muros externos. Ingresando toda la información en el programa, es posible determinar qué elementos constructivos tienen el mayor potencial para aportar al calentamiento global [Kg CO2 eq/m2], sus contribuciones porcentuales a las emisiones totales y en qué etapa del ciclo de vida impactarán más al medio ambiente. Pero es esencial que la información se ingrese de manera consistente para alimentar la herramienta de una manera que pueda generar resultados confiables. La lista de materiales antes mencionada, o BoM (cantidad estimada de materiales incluidos en el alcance de la construcción, normalmente excluyendo los residuos de los subproductos de la construcción) debe seguir un método, incluyendo toda la información requerida para un buen análisis. La metodología desarrollada a través del Embodied Carbon Pilot se explica en el Informe "UBC EMBODIED CARBON PILOT: Metodología de Generación de Lista de Materiales", que desglosa cada paso.

Orchard Commons UBC. Image © Michael Elkan. Courtesy of naturallywood.com
Orchard Commons UBC. Image © Michael Elkan. Courtesy of naturallywood.com

Si este análisis se puede hacer durante la etapa de diseño, será mucho más fácil elegir opciones que consideren sus impactos, equilibrando las necesidades del proyecto con el menor daño posible al medio ambiente. El cálculo de los impactos ambientales de un producto o proyecto potencial ayuda a identificar oportunidades de reducción de emisiones y posibilidades de mejoras en general. Y en la industria de la construcción, esta función es cada vez más urgente.

Nota
[1] https://architecture2030.org/buildings_problem_why/

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Sobre este autor/a
Cita: Souza, Eduardo. "¿Por qué es necesario entender y preocuparnos por el carbono en la arquitectura?" [Por que nós, arquitetos, devemos entender e nos preocupar com o carbono?] 05 jun 2021. Plataforma Arquitectura. (Trad. Franco, José Tomás) Accedido el . <https://www.plataformaarquitectura.cl/cl/962003/por-que-los-arquitectos-deberiamos-entender-y-preocuparnos-por-el-carbono> ISSN 0719-8914

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