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Ancient building techniques for reducing environmental footprint

Autor: María Dolores Cima Cabal
Coordinadora Académica del Máster en Gestión Ambiental y Energética en las Organizaciones
Universidad Internacional de la Rioja
Otros autores: Pedro Muñoz (UNIR-Grupo INES)
Formato: Comunicación técnica escrita
Tipo: Científico Técnica
Temática: Energía, eficiencia y cambio climático; Renovacion urbana
Resumen:
En los últimos años, los esfuerzos de investigación se centran en mejorar el diseño de edificios y encontrar materiales de construcción ecológicos para reducir la huella ambiental. Esta estrategia implica que las etapas de todo el ciclo de vida minimicen los impactos ambientales relacionados con el consumo de energía, el agotamiento de las materias primas y las emisiones de gases de efecto invernadero. Una alternativa factible se basa en el aprovechamiento de residuos que evitan el impacto ambiental de su disposición y además pueden mejorar el comportamiento de los materiales de construcción tradicionales. Se pueden destacar dos materiales ya utilizados en la antigüedad: el adobe (EBM) y los fardos de paja (SB). Este estudio tiene como objetivo investigar la reducción de gases de efecto invernadero de SB y EBM comparándolos con bloques de hormigón tradicionales (CB) y ladrillos (FCB). Así determinar si existen mejoras significativas en términos de rendimiento energético y huella de carbono. La edificación objeto de estudio es una casa unifamiliar de una planta de 70 m2), con ventanas de panel aislante de doble acristalamiento (Ueq 1,44 W m-2 K-1) y relación ventana-pared 27%. La eficiencia energética del edificio se ha realizado en todo el ciclo de vida del edificio (de la cuna a la tumba), así como el rendimiento energético y la huella de carbono, comparando los materiales de construcción de adobe (EBM), balas de paja (SB), hormigón tradicional (TC) y ladrillo (FCB). Los resultados mostraron que el mayor porcentaje del consumo de energía durante la etapa de operación del edificio (50 años) se debe a la calefacción, mientras que la refrigeración puede ser insignificante. En el caso de SB y EBM, ambos conducen a una reducción en el consumo de energía. Las SB pueden ahorrar hasta un 20 %, mientras que las EBM aumentan ligeramente este porcentaje hasta el 22 %. Los resultados muestran que FCB y TC tienen el mayor aporte a la huella de carbono, como consecuencia de la etapa de cocción, ya que es el proceso que consume la mayor cantidad de energía en el ciclo de vida del ladrillo. En el caso de los materiales EBM y SB, no requieren proceso de cocción. Además, para el propósito principal de este estudio, SB fue considerado como residuos de desecho recuperados durante el proceso de cosecha del trigo. Además, se consideró el secado solar del producto SB final, en lugar del secado eléctrico. El uso de EBM y SB mejora claramente la huella ambiental de la construcción desde la cuna hasta la puerta. Por lo tanto, aumentar la capacidad de rendimiento energético ciertamente reduce tanto el consumo de energía como las correspondientes emisiones de carbono.

Objetivos:
El objetivo de la presente investigación es realizar un análisis comparativo de los impactos ambientales generados por una vivienda unifamiliar construida con ladrillo convencional situado en Temulco (Chile). Se estudia también la misma vivienda, pero construida con fardos de paja y madera. El objetivo principal de este estudio es evaluar los principales impactos ambientales, así como el Potencial de Calentamiento Global (Kg CO2eq) de la vivienda. El estudio se centra en la adquisición de materias primas, la producción de los materiales de construcción, el transporte hasta el emplazamiento, la construcción del edificio, las fases de operación y uso del edificio (50 años) y la demolición final del edificio. Por lo tanto, los límites del sistema para el ACV cubren el enfoque de “la cuna a la tumba”

Acciones:
Para elaborar el ACV de ambos edificios se han tenido en cuenta los procedimientos descritos en las normas ISO 14040 e ISO 14044. Se empleó el software SimaPro y la base de datos Ecoinvent 3.8. Para realizar la evaluación de los impactos ambientales se ha empleado la metodología “CML –IA baseline”. La unidad funcional es una vivienda unifamiliar de una única planta, situada en Temuco (Chile), con una superficie de 70 m2 en planta y 3 m de altura y un tiempo de uso del edificio de 50 años.

Para ello teniendo en cuenta cuatro fases.

Fase 1: Construcción. Hace referencia a la extracción de materias primas, transporte y fabricación de los materiales, transporte al emplazamiento y construcción del edificio.
Fase 2: Uso. Etapa de uso del edificio 50 años.
Fase 3: Desmontaje del edificio.
Fase 4: Fin de vida del edificio y transporte de los residuos a vertedero final.

Resultados:
Los resultados obtenidos demuestran que el empleo de fardos de paja como material de construcción disminuye los impactos negativos sobre el medio ambiente (potencial de agotamiento abiótico de combustibles fósiles, potencial de calentamiento global, el potencial de toxicidad humana, ecotoxicidad acuática en agua dulce y ecotoxicidad marina acuática), en todo el ciclo de vida de los edificios. Además, la paja contiene grandes cantidades de CO2 capturado del aire, lo que ayuda a reducir las emisiones de CO₂ en la atmósfera. Por otro lado, las buenas características aislantes de los fardos de paja permiten disminuir el consumo energético durante la etapa de uso del edificio disminuyendo el potencial de calentamiento global. Este estudio demuestra las ventajas sobre el medio ambiente del empleo de fardos de paja como material de construcción.