Estrategias De Mitigación En Construcción Para La Reducción De Gases De Efecto Invernadero

Resumen 

Actualmente la crisis medioambiental es una situación que afecta a todo el mundo, para el caso del sector construcción cada año el desarrollo sin conciencia hace que las contribuciones a los GEI sean más grandes por lo que es necesario realizar ajustes en los métodos constructivos actuales que sirvan como mecanismos de mitigación al cambio climático. En este exploraremos las características como lo son adecuaciones en las edificaciones como los techos verdes, arquitectura bioclimática, alternativas materiales, entre otras estrategias que existen actualmente y puedan ser aplicadas al clima en nuestro país procurando tener grandes beneficios medioambientales que conlleven a un sector construcción adaptado y resiliente.

Introducción

La crisis medio ambiental que se vive actualmente es una realidad que data de muchos años atrás, después predicciones de muchos científicos sobre la crisis medioambiental surgieron términos como el principio de irreversibilidad. En donde se plantea que los recursos que se creían inagotables como el caso del combustible, el agua y materiales con fines constructivos entre otros, presentan susceptibilidad a ser agotables mucho más rápido de lo esperado a nivel mundial.

Centrándonos en el área constructiva, podemos observar a nuestro alrededor que el área de la construcción “es una de las más devastadoras y contaminantes de todas las desarrolladas por la humanidad. En su desarrollo se presentan dos graves problemas como son:

• La explotación intensiva e irracional de recursos naturales no renovables y la generación de residuos de construcción y demolición, con su inadecuada disposición y casi nula gestión integral de éstos.” 

Podemos resumir las principales problemáticas que han efecto de actividades constructivas mundialmente:

• “Extracción intensiva de materias primas renovables y no renovables.
• Generación de residuos de construcción y demolición
• Altos consumos energéticos en edificios”

Teniendo presente que los materiales más utilizados en la industria de la construcción desde hace muchos años son la tierra, hormigón, acero, madera y vidrio. Para muchos de estos materiales se necesita agregados pétreos que generan minas a cielo abierto y canteras, realizar excavaciones para obtener la tierra, desplazamiento de fauna y flora, emisiones de CO2. Luego de los procesos de edificación quedan residuos y restos de concreto, bloques, acero, madera de formaletas, restos de tuberías y empaques plásticos. Cuando dichas edificaciones ya están listas para su determinado uso, las mismas también contribuyen en altos consumos energéticos y desprendimiento de calor.

El término de construcción sostenible abarca, no sólo las edificaciones construidas, sino también cuenta el entorno y la manera cómo se integran para formar las ciudades. El desarrollo urbano sostenible (urbanismo sostenible) tiene el objetivo de crear un entorno urbano que no atente contra el medio ambiente, y que proporcione recursos urbanísticos suficientes, no sólo en cuanto a las formas y la eficiencia energética y del agua, sino también para su funcionalidad, como un lugar que sea mejor para vivir. 

“El consumo energético ocurre durante todo el ciclo de vida de las edificaciones, desde la extracción de materia prima y su transporte a las obras, pasando por el uso de las edificaciones, hasta las posteriores modificaciones y demolición. Por otra parte, al ser transformados para su incorporación a la producción y al ciclo de vida de las edificaciones, los recursos generan desechos y residuos en forma de gases, calor y escombros, ocasionando pérdida de recursos naturales, contaminación y desechos tóxicos, originando costos adicionales por el material que se pierde, la mano de obra y energía adicionales que se emplean. Sin embargo, existen alternativas conceptuales y estrategias prácticas para formular y enfrentar los problemas que se derivan de las actividades de la arquitectura y la construcción.”

Metodología

Este trabajo consistió en una extensa revisión bibliográfica la cual se basó primeramente en la investigación y búsqueda de información con respecto a la mitigación de emisiones de GEI en el sector de construcción a través del sitio web: Google Académico (Googlescholar). En este proceso de investigación se opta por buscar información en un rango de tiempo de 10 años para comparar y ver la evolución en las estrategias y acciones para mitigar las emisiones de GEI.

Como siguiente paso, se realizó una compilación de los documentos más relevantes e interesantes referentes a la mitigación en el sector de la construcción, tomando en cuenta características aplicables al clima y condiciones ambientales de Panamá.

En la última etapa de la metodología, de los documentos seleccionados se analizaron y se tomaron las medidas de construcción y uso de materiales constructivos que ayudan a mitigar la generación de GEI y que pueden ser aplicadas en Panamá con resultados positivos.

Resultados

Medidas de Mitigación de GEI en construcción

Uso de techos verde

esta medida se basa en el uso de vegetación en el techo o azoteas de edificaciones ya sea cubriendo parcial o totalmente el área, está cubierta vegetal generalmente va sobre una superficie, pero también puede ir sobre superficies inclinadas para mejorar el drenaje, generan beneficios como más producción de oxígeno al filtrar el 85% de las partículas del aire, adicional reducen el calentamiento atmosférico y humedecen el ambiente.

Arquitectura Bioclimática

El objetivo fundamental de los proyectos de edificaciones está siendo orientada hacia evaluar la demanda de energía de un edificio y de hacerlos más sostenibles; tomando en cuenta aspectos como:

• Forma de utilización de aguas lluvias.
• Aplicación de energías alternativas renovables.
• Diseño de las edificaciones para el aprovechamiento de la luz natural.
• Diseño de las edificaciones para el aprovechamiento de la ventilación natural. 

Uso de residuos agrícolas como material de construcción 

esta medida de mitigación se basa en el uso de desperdicios agrícolas como uso para materiales los cuales son mucho más baratos y poseen características físicas muy buenas como la baja conductividad térmica y altas resistencias a compresión además teniendo en cuenta que la producción de materiales comunes requieren de mucha más energía, entre los residuos agrícolas más relevantes destacan el bagazo de caña, cascara de arroz y cenizas de los mismos los cuales se usan en remplazo de un porcentaje del volumen del cemento.

Uso de elementos prefabricados

Los resultados indican que proyectos bajo semi prefabricación redujo aproximadamente 1.1 toneladas por 100 m 2 en emisiones de GEI en comparación con proyectos en construcción convencional. El contribuyente más positivo de la reducción de emisiones de GEI son las emisiones incorporadas de materiales de construcción, representando el 86.5%. Los siguientes contribuyentes son el transporte de materiales de construcción, el consumo de recursos de equipos y técnicas de construcción y transporte de residuos. y suelo, que representan 18.3%, 10.3 % y 0.2% respectivamente. Por otro lado, lo negativo al contribuyente es el transporte de componentes prefabricados, que compensa el porcentaje correspondiente del total reducción de emisiones y debilita las ventajas de reducción de emisiones de la prefabricación, es decir: a pesar que el uso como tal de los elementos prefabricado sí presentan un reducción en las emisiones de GEI, el transporte de estos podría contrarrestar la reducción, que es un valor variable y dependerá de la ubicación de las empresas en donde se produzcan estos elementos prefabricados al lugar de las obras. Los enfoques para mejorar la reducción de las emisiones de GEI en la semi prefabricación están reduciendo la cantidad de piezas incrustadas de acero mediante una optimización de diseño de enlaces de componentes reforzados haciendo proporciones razonables y económicamente eficientes de hormigón y ladrillo en exteriores paredes y seleccionando fábricas fuera del sitio que están cerca de los proyectos o centros de distribución de materiales.

Materiales para edificios verdes 

Este método recurre al uso de materiales como uso de material de suelos limosos como yeso para acabados de edificaciones, el uso de bloques de material de suelos de arenas limosas siendo estas más durables, baldosas eco-amigables constituidas de materiales de suelos, vidrios reflectantes de luz solar que reducen el calor en interiores reduciendo el uso de energía.

Diseño de paisaje y vivienda verde

El paisajismo se puede utilizar para controlar varios aspectos del microclima de los edificios residenciales. las variables climáticas que pueden regularse incluyen la radiación solar (temperatura del sol-aire), temperatura del aire, humedad relativa, velocidad y dirección del viento; y resplandor. El control del microclima se puede lograr mediante elementos de paisajismo sutiles e intensivos. Los elementos de paisajismo sutiles se refieren a la vegetación, mientras que los elementos de paisajismo intensivo son todos los demás elementos, incluidas estructuras simples, escalones, pavimentos, muebles de jardín, paredes y cercas.

Uso de polímero natural de alga marina para morteros

Se han dado hallazgos que el uso de polímeros de algas marinas en las mezclas de mortero y cemento en un 0.5% del peso del cemento dan como resultado mucha más resistencia a la compresión y mayor capacidad de tensión siendo esta característica la más débil de las mezclas convencionales, teniendo así que según el estudio realizado en el artículo “The advantage of natural polymer modified mortar with seaweed: green construction material innovation for sustainable concrete” se obtuvo un espécimen que tenía hasta 6.57 MPA adicionales por encima del espécimen de control[10].

Beneficios de practicar estas medidas

Aparte del fin principal de las medidas para reducir las emisiones de GEI, tienen otros beneficios que van de la mano de la mano al implementar y desarrollar estas estrategias:

• El diseño bioclimático de la vivienda y la correcta orientación solar, es importante para que regule correctamente los cambios climáticos y de temperatura, manteniendo un perfecto confort térmico y ambiental sin gastos energéticos adicionales, al tiempo que se mantiene una correcta renovación del aire, respetando la espiración del edificio por todos sus poros (paredes y techo) y evitando los aislamientos de poro cerrado y las pinturas plastificantes.
• El uso de techos verdes además de ser reguladores de temperatura, captadores de agua lluvia y dar vistosidad, también proporciona una nueva visión de los conceptos en diseño de estructuras en el futuro y el cómo conjugar estos elementos para aprovechar la funcionalidad e incrementar la efectividad de estos como medida.
• En el uso de elementos prefabricados reduciría en parte los gastos de extracción y transporte de ciertos materiales y también representaría un incremento en el mercado de la prefabricación.
• El uso de residuos agrícolas para producción de materiales de construcción representaría también una alternativa para el manejo de estos de estos desperdicios, reduciendo el impacto ambiental que puedan causar a comparación con el tratamiento convencional y tradicional que suelen tener estos residuos. al igual que con los elementos prefabricados, esta medida abre oportunidades de trabajo y comercialización.
• Incremento en rendimiento, funcionalidad y calidad de estructuras al emplear materiales alternativos.

Propuestas de estrategias de mitigación en Panamá

Para Panamá todas las medidas descritas son completamente aplicables, pero algunas son más viables que otras como lo son el uso de materiales de residuos agrícolas ya que Panamá es un país con alta producción de dichos residuos como lo son los bagazos de caña que son quemados y pueden ser utilizados como elemento de material de construcción ya que según datos del Instituto nacional de estadística las cosechas de caña de azúcar para el 2015 fue de 2.5 millones de toneladas de las cuales aproximadamente el 30% resulta en residuos teniendo 750 000 toneladas de bagazo de caña y de las cenizas restantes las mismas remplazarían el 30% de una cantidad de cemento, reduciendo el uso de materiales convencionales y por ende reduciendo la producción de gases de efecto invernadero.

Con respecto al uso de polímero de alga marina también es muy factible para ser implementa en Panamá ya que al ser utilizado también como parte de la mezcla de concreto también se vera reducido el uso de material tradicional lo que dará como resultado ahorros en costos de materiales y por ende reducción de los gases de efecto invernadero.

Todos los elementos que engloban los conceptos de arquitectura bioclimática y paisajismo, podrían aplicarse de manera fácil en los diseños y construcción de futuras edificaciones, donde se aprovecharía al máximo las condiciones del clima que presenta nuestro país, además de promover una conciencia de cuidado del ambiente.

Conclusiones

La problemática que se ha generado debido al cambio climático y los gases de efecto invernadero es una realidad de la cual no escapamos como país, ciudadanos y como profesionales del área de la ingeniería, por lo que es de vital importancia transmitir posibles opciones para que la población pueda llevarlas a cabo y hagan sus aportaciones a la nueva realidad que involucra adaptación y resiliencia de los pueblos.

• Para el caso del sector construcción, este crea considerables contribuciones negativas al cambio climático.
• Es necesario hacer uso razonable me los materiales constructivos y tales recursos no renovables para no recurrir a la sobre explotación de estos.
• Aplicar en las viviendas la arquitectura bioclimática al igual que en las grandes edificaciones quienes son las que ocupan mayor impacto.
• Crear techos o azoteas verdes en los edificios ya construidos.
• Implementar las alternativas que ayudan a la reducción de emisiones en los procesos constructivos.
• Es importante no olvidar que cada aportación que se haga crea mucho más que solo una pequeña reducción, no debemos subestimar nuestros aportes a una sociedad resiliente ya que esto también ayudará a modificar la manera de pensar de las personas de nuestro entorno y tendrá como reflejo el aporte de muchas personas a la larga.

Agradecimiento

Agradecemos primeramente a Dios por permitirnos tener a disposición estas herramientas que permiten hacer llegar nuestros conocimientos a otras personas mediante este artículo, a nuestra Asesora la profesora Karina García a quien le debemos la temática e inspiración por este tema y a nuestro grupo de trabajo por realizar esta ardua labor de recopilación bibliográfica y creación del escrito.

Referencia

• C. M. Bedoya , «Construcción sostenible, para volver al camino,» Diké, Medellín, 2011.
• A. Ramírez, «La construcción Sostenible,» 2010.
• D. Acosta, «Arquitectura y construcción sostenibles: conceptos, problemaas y estratégias,» Revista Uniandes, 2010.
• C. Iglesias Placed y G. Ochotorena Pérez-Argos, «Aplicación de soluciones Bioclimáticas en la vivienda modular e industrializable. Análisis de la cubierta verde y captadora fotovoltaica del proyecto ESEI,» 2014.
• M. R. Guerra Menjívar, «Arquitectura Bioclimática como parte fundamental para el ahorro,» 2013.
• M. Madurwar, R. V. Ralegaonkar y S. A. Mandavgane, «Application of agro-waste for sustainable construction materials: A review,» 2012.
• C. MAOabc, Q. SHEN, L. SHEN y L. TANG, «Comparative study of greenhouse gas emissions between off-site prefabrication and conventional construction methods: Two Case studies of residential projects,» 2013.
• A. Mokal, A. Shaikh, S. Raundal, S. Prajapati y U. Phatak, «GREEN BUILDING MATERIALS – A Way towards Sustainable Construction,» 2015.
• Y. Adedeji y O. O. Aluko, «SUSTAINABLE LANDSCAPING AND GREEN HOUSING IN TROPICAL CLIMATES: A CASE STUDY OF AKURE, NIGERIA,» 2010.
• R. M. Retno Susilorinia, H. Hardjasaputrab, G. Hapsaria, R. Wahyu Sa, G. Hadikusumoa y J. Suciptoa , «The advantage of natural polymer modified mortar with seaweed: green construction material innovation for sustainable concrete,» 2014.