TESIS DOCTORAL
SERIE: ARQUITECTURA
Herramientas de evaluación
aplicadas a los materiales de
construcción en procesos de
edificación sostenible
Programa de Doctorado en Proyectos Eficientes y Sostenibilidad
Escuela de Doctorado e Investigación
Silvia Andrés Ortega
Dirigida por:
Dr. Don Óscar Liébana Carrasco
RESUMEN ... 5
0. INTRODUCCIÓN ... 9
0.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ... 9
0.1.1 Justificación y contexto ... 9
0.1.2 Responsabilidad del sector de la construcción ...14
0.1.3 Definición de construcción sostenible ...18
0.1.4 Impacto de los materiales de construcción ...24
0.1.5 Materiales sostenibles ...28
0.1.6 ¿Cómo se mide la sostenibilidad? ...32
0.1.7 Síntesis y planteamiento del problema ...45
0.2 OBJETIVOS Y ALCANCE DE LA TESIS ... 47
0.3 METODOLOGÍA ... 51
1. LA EVALUACIÓN DE LA SOSTENIBILIDAD ... 55
1.1 OBJETIVO 1 ... 55
1.2 METODOLOGÍA ... 56
1.3 RESULTADOS ... 59
1.3.1 Herramientas de ACV. Elementos comunes ...59
1.3.2 Herramientas de nivel 1. ...79
1.3.3 Herramientas de nivel 2 ...90
1.3.5 Selección de las herramientas a analizar ... 117
1.3.6 Descripción de las herramientas seleccionadas ... 120
1.4 SÍNTESIS CAPÍTULO 1 ... 121
2. LA SOSTENIBILIDAD DE LOS MATERIALES ... 123
2.1 OBJETIVO 2 ... 123
2.1.1 Identificar el impacto generado por los materiales ... 123
2.1.2 Identificar un conjunto de indicadores ... 124
2.2 METODOLOGÍA ... 125
2.2.1 Identificación del impacto generado por los materiales ... 125
2.2.2 Selección de indicadores ... 126
2.3 RESULTADOS SUB- OBJETIVO 1 ... 130
2.3.1 Impacto en fase de producto ... 130
2.3.2 Impacto en la fase de construcción ... 135
2.3.3 Impacto en fase de uso ... 140
2.3 4 Impacto en el fin de vida ... 144
2. 4 RESULTADOS sub-OBJETIVO 2 ... 148
2.4.1 Identificación de indicadores ... 148
2.4.2 Análisis y priorización de los indicadores ... 164
2.4.3 Categorización de los indicadores ... 171
2.3.4 Análisis cuantitativo ... 176
3. ANÁLISIS DE LOS MATERIALES EN LAS HERRAMIENTAS DE EVALUACIÓN 183
3.1 OBJETIVO 3 ... 183
3.2 METODOLOGÍA ... 183
3.2.1 Paso 1: Identificación de criterios ...185
3.2.2 Paso 2: Análisis cuantitativo de los criterios ...186
3.2.3 Paso 3: Análisis cruzado de criterios e indicadores ...187
3.2.4 Paso 4: Análisis comparativo transversal ...190
3.2.5 Paso 5: Análisis cuantitativo de los indicadores ...190
3.3 RESULTADOS ... 191
3.3.1 Criterios que evalúan el comportamiento de los materiales ...191
3.3.2 Análisis cuantitativo de los criterios relacionados con materiales ...206
3.3.3 Análisis cruzado de criterios e indicadores en los materiales ...209
3.3.4 Análisis transversal de los indicadores en las herramientas ...256
3.3.5 Análisis cuantitativo de los indicadores ...332
3.4 SÍNTESIS DEL CAPÍTULO 3 ... 340
4. CONCLUSIONES y propuestas de mejora ... 347
4.1 CONCLUSIONES por objetivos ... 347
Conclusiones al Objetivo 1: Análisis de Herramientas ...347
Conclusiones al objetivo 2: Materiales sostenibles ...348
Conclusiones al objetivo 3. Análisis de los materiales ...349
4.3 PROPUESTAS DE MEJORA ... 354
Propuestas de mejora generales ... 354
Propuestas de mejora para las herramientas de nivel 1 (DAP) ... 355
Propuestas de mejora para las herramientas de nivel 2 ... 356
Propuestas de mejora para los Sistemas de evaluación ... 357
4.4 FUTURAS LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN ... 359
BIBLIOGRAFÍA ... 361
ANEXOS ... 377
ANEXO 1. Descripción de las herramientas seleccionadas ... 377
ANEXO 2. Descripción de los indicadores ... 401
ANEXO 3. Legislación sobre materiales de construcción ... 421
ANEXO 4. Descripción de los criterios relacionados con los materiales ... 427
ANEXO 5. Glosario de términos ... 469
ÍNDICE DE TABLAS ... 479
RESUMEN
Es necesaria una construcción sostenible, que emplee materiales que reduzcan el impacto generado por el edificio en todo su ciclo de vida. También se precisan herramientas que sean capaces de valorar dicho impacto, para así poder seleccionar la mejor opción de entre las disponibles.
El objetivo de la tesis es analizar la forma en que las herramientas de evaluación de la sostenibilidad que existen en el mercado están valorando los materiales. El capítulo 1 se dedica al análisis de los distintos sistemas existentes para medir la sostenibilidad en la edificación, incluyendo las normas internacionales ISO y CEN y las herramientas voluntarias basadas en el ciclo de vida y en el uso de los indicadores. El gran número de herramientas existentes hace inviable un análisis exhaustivo de todas ellas, por lo que se han seleccionado tres: LEED, BREEAM y VERDE.
En el capítulo 2 se analiza la aportación de los materiales a la sostenibilidad de los edificios. Se ha dividido en dos apartados: En el primero se estudia el impacto generado por los materiales durante el ciclo de vida completo de los edificios y en el segundo se trata de avanzar en la definición de materiales sostenibles, mediante la selección de un conjunto de indicadores que recoge las opiniones mayoritarias de los expertos y que resume las características que deben cumplir los materiales para ser considerados como tal.
En el capítulo 3 se analizará cómo las herramientas seleccionadas están evaluando los materiales, si consideran los indicadores seleccionados en el capítulo 2 como representativos de la sostenibilidad de los materiales y en qué partes del ciclo de vida lo hacen.
existentes en la medición que realizan las herramientas sobre los materiales. Esto permitirá sugerir líneas de mejora para el futuro desarrollo de las herramientas.
ABSTRACT
A more sustainable construction is needed and building materials play an essential role in increasing the sustainability of buildings.
It is important to reduce the impact of construction products and tools are needed to measure such impact, in order to select the best option from among those materials available.
The aim of this research is to analyse the way different sustainability assessment tools are evaluating building materials.
Thesis structure:
Chapter 1 provides information about sustainability rating tools developed for the building sector. That includes international standards like ISO and CEN but also many voluntary tools based on the Life Cycle Assessment (LCA) and the use of indicators. The large number of existing tools makes it impossible to perform a comprehensive analysis of all of them, so three of them have been selected for this purpose: LEED, BREEAM and VERDE.
proposed in chapter 2 to do so. It also considers how and in which stage of the life cycle they are being used.
0. INTRODUCCIÓN
0.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
0.1.1 Justificación y contexto
Crisis ambiental
Desde la revolución industrial la actividad humana ha generado un gran impacto en el medioambiente que ha conducido a una crisis ambiental global, sin precedentes y de múltiples dimensiones. Algunos de sus efectos son ya sobradamente conocidos: el cambio climático, el deterioro de la capa de ozono, la lluvia acida, la deforestación, la pérdida de biodiversidad, el agotamiento de recursos naturales y el incremento de la desigualdad entre países ricos y pobres (Cuchí, Wadel, and Rivas 2010), entre otros, son graves problemas cuyo origen está relacionado con este impacto.
Seguramente el cambio climático es, de todos ellos, el mayor desafío al que debe enfrentarse la sociedad. En la actualidad, todos los sectores productivos dependen, para poder funcionar, de la emisión de gases de efecto invernadero, principales causantes del incremento global de las temperaturas. Reducir estas emisiones, modificando los sistemas de producción hacia otros menos contaminantes, es la única solución posible para poder mantener nuestra sociedad en el futuro.
la tierra, la biodiversidad y otros también están en riesgo. Y su disponibilidad será todavía menor si se cumplen las actuales expectativas de crecimiento de la población mundial.
En el informe “Building a common Home” (Cuchí et al. 2014), presentado en el
World SB14 de Barcelona, se recogían los datos sobre el incremento de la población mundial en los últimos siglos. Según este informe, el número de habitantes del planeta se mantuvo constante en una cifra cercana a los 700 millones durante la fase pre-industrial. Durante los primeros años del siglo XIX se alcanzaron los 1.000 millones de personas y desde entonces, el crecimiento de la población ha sido exponencial. En poco más de un siglo (en 1920) la Humanidad había alcanzado los 2.000 millones. Solo 40 años más tarde (en 1960) se llegó a los 3.000 millones y en apenas 15 años (en 1975) a 4.000 millones. En el año 2000 la cifra alcanzó los 6.000 millones y en el 2012 ya se había alcanzado los 7.000 millones de habitantes. Según el informe de la ONU “World Population Prospects”, en 2050 la población mundial será de 9.600
millones, lo que incrementará sin duda el problema de la falta de recursos.
Desarrollo sostenible
El concepto de desarrollo sostenible aparece por primera vez en 1987, en el informe Brudtland, “Our common future”, (Brundtland, 1987), redactado por encargo de las Naciones Unidas, donde se define como: “aquel que satisface las necesidades del presente sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer sus propias necesidades”.
definiciones, que algunos autores (Adetunji 2005; Akadiri 2011; López López 2001), sitúan entre 100 y 200.
El desarrollo sostenible engloba cuestiones profundas y amplias y no es fácil llegar a una descripción única. Continuamente se le añaden nuevos significados, de manera que cada nueva definición se queda enseguida incompleta porque algún término ha quedado fuera. Esta diversidad en las definiciones se ha interpretado como un elemento de fuerza de este concepto (Berardi 2013), sin embargo, un número tan elevado de descripciones también produce confusión entre los protagonistas (Akadiri 2011).
Akadiri (2011) recoge en su tesis doctoral definiciones de diversos autores en un intento de mostrar las distintas opiniones. Algunas de estas definiciones se recogen en la siguiente tabla:
Autor Definición
(UNEP/WWF/IUCNNR, 1980).
Para que el desarrollo sea sostenible, debe tener en cuenta factores sociales y ecológicos, además de los económicos. Debe considerar los recursos vivos e inertes y tener en cuenta las ventajas y desventajas de las posibles alternativas tanto a corto como a largo plazo.
Spence and Mulligan (1995)
La única manera de reducir el deterioro ambiental es eliminar la pobreza, elevando los niveles de vida. Esto es particularmente importante en los países en desarrollo, ya que la degradación ambiental está estrechamente relacionada con el rápido crecimiento de la población, la degradación de las tierras y la pérdida del bosque tropical.
Autor Definición
Postle (1998) La sostenibilidad, como concepto, tiene un alcance mucho mayor que el medioambiente, abarcando toda una gama de factores sociales y éticos como el empleo, el bienestar social, la cultura, las infraestructuras y la economía. En otras palabras, la sostenibilidad implica que en la toma de decisiones se deben tener en cuenta todos los factores que contribuyen al bienestar de la sociedad a largo plazo.
Du Plessis (1999) Inicialmente se consideraba que el desarrollo sostenible abordaba el conflicto entre la protección del medio ambiente y los recursos naturales frente a la necesidad de desarrollo de la raza humana. Sin embargo, el desarrollo sostenible no sería posible sin abordar los problemas de pobreza y equidad social, tanto entre personas como entre naciones. La responsabilidad social como principio de sostenibilidad se logra compartiendo los beneficios de la riqueza con la sociedad.
Ball (2002) El concepto de desarrollo sostenible incluye cuestiones relativas a la calidad de vida y a la integración de aspectos sociales, económicos y ambientales. De hecho, la sostenibilidad no debería ser vista como una restricción a la hora de elegir entre diversas opciones, sino como un enfoque integrado que ayude a considerarlas todas.
International Institute of Sustainable Development (IISD)
El desarrollo sostenible debe considerar simultáneamente la mejora de la economía.
Tabla 1. Definiciones de Desarrollo Sostenible (Akadiri 2011)
Además de estas, se recogen en la siguiente tabla más definiciones de otros autores:
Autor Definición
(Ortiz, Castells, and
Sonnemann 2009)
Autor Definición (Garcia Navarro,
2013).
La sostenibilidad es un triángulo de equilibrios entre lo ecológico, lo económico y lo social: un espacio de compromiso cuyo lugar común ha sido definido por algunos autores como solidaridad.
(Murga Menoyo,
2013).
El desarrollo sostenible implica la aceptación de límites al denominado progreso, subordinando la ciencia, la tecnología y la economía a las necesidades sociales y siempre respetando las posibilidades de renovación de los recursos naturales, así como la capacidad de absorción de desechos que tiene el medio físico.
Tabla 2. Otras definiciones de Desarrollo Sostenible
Como se puede observar, las distintas descripciones del término varían en función de los intereses del autor. Eso demuestra que la sostenibilidad es una idea tan amplia que una única definición no puede captar todos los significados del concepto de forma adecuada. Sin embargo, a pesar de la falta de acuerdo en la definición, sí se puede decir que hay unos principios comúnmente aceptados que pueden ser usados como guía para lograr el desarrollo sostenible. Entre estos principios se incluirían (Adetunji 2005; Akadiri 2011; López López 2001):
- Mantener y garantizar las oportunidades de la generación actual para acceder a los recursos (equilibrio dentro de la misma generación). - Mantener los recursos actuales, para poder compartirlos con las
generaciones futuras (equilibrio entre distintas generaciones).
- Mantener la calidad de la atmósfera, reduciendo las emisiones de sustancias contaminantes que generan el cambio climático.
- Mantener la biodiversidad.
- Mantener la integridad cultural, mediante la conservación de paisajes, sitios históricos y arqueológicos y mejora del medio construido. Encontrar formas de lograr estos objetivos es más importante que buscar una definición del concepto que satisfaga a todos los interesados.
Por otra parte, ante la imposibilidad de llegar a una definición que sea aplicable a todos los sectores de la economía, se considera más realista definir el concepto de desarrollo sostenible de forma particular para cada sector.
0.1.2 Responsabilidad del sector de la construcción
El sector de la construcción es una de las actividades humanas más devastadoras desde el punto de vista medioambiental. Diversos estudios realizados en las últimas décadas destacan su papel como responsable de graves impactos ambientales como el agotamiento de los recursos naturales, el daño a la capa de ozono, la acidificación, la producción de residuos y la contaminación del aire. Además, por supuesto, de su contribución al cambio climático debido a las elevadas emisiones de CO2 y otros gases de efecto invernadero (Gómez Soberón et al. 2011; Tatari and Kucukvar 2012; Zhong and Wu 2015).
El continuo crecimiento de las zonas urbanizadas, así como con el aumento del nivel de vida han convertido la edificación en una amenaza creciente para el medio ambiente. Y este problema se verá incrementado en los próximos años con el esperado incremento de la población mundial, ya que se prevé que para antes del 2050 más de 9.000 millones de personas necesitarán una vivienda digna (Cuchí et al. 2014).
(Horvath 2014). A pesar de esta ausencia de mediciones contrastadas, varios estudios como los realizados por (Wu and Low 2012), (Tatari and Kucukvar 2012) (Akadiri 2011), (Arcas-Abella, Pagès-Ramon, and Casals-Tres 2011) o el informe elaborado por el programa de Naciones Unidas “Sustainable Building Initiative
(SBCI)” (Rivela Carballal 2012) consideran al sector de la construcción como uno
de los principales responsables de las emisiones de gases de efecto invernadero. Y eso que actualmente solo se consideran las emisiones asociadas al uso de energía en los edificios en su fase de operación, para la climatización, ventilación, iluminación, etc. Pero si se tuvieran en cuenta las emisiones asociadas a otras fases de su ciclo de vida, como se verá más adelante en esta tesis, estas emisiones se verían altamente incrementadas.
Datos de la contaminación generada por el sector
Como se ha indicado en el apartado anterior, es difícil indicar con precisión el impacto generado por la construcción, ya que no se ha definido un método adecuado para recoger y analizar esta información de forma sistemática. En ausencia de cifras fiables, se recogen a continuación algunos datos publicados en estudios de diversos autores, que muestran una horquilla en la medición del impacto generado:
IMPACTO HORQUILLA
DE VALORES
AUTORES Y ESTUDIOS
IMPACTO HORQUILLA DE VALORES
AUTORES Y ESTUDIOS
Energía final consumida por los edificios en relación con el total de energía consumida en el mundo.
40% (Rodríguez López et al. 2010), (Dixit et al. 2010), (Hernández Sánchez 2013), (Arenas Cabello 2008a), (Hendriks 2000), (Zabalza Bribián 2011), (Basnet 2012), (Adetunji 2005).
Emisiones de CO2
debidas a los edificios.
30% (Cuchí, Wadel, and Rivas 2010), (Castro-Lacouture et al. 2009), (Basnet 2012). 40% (Rodríguez López et al. 2010), (Emmanuel
2004), (Zabalza Bribián 2011), (García Martínez 2010).
50% (Marti i Ragué X., 2003).
Consumo de materias primas.
40% (Franzoni 2011), (Bank, Thompson, and McCarthy 2011) , (Hendriks, 2000), (Castro-Lacouture et al. 2009), (Adetunji 2005). 50% (Arenas Cabello 2008a), (García Martínez
2010).
60% (Rodríguez López et al. 2010), (San-José Lombera et al. 2007), (Zabalza Bribián 2011).
Consumo de agua potable.
12% (Franzoni 2011), (Castro-Lacouture et al. 2009), (Zabalza Bribián 2011).
16% (Dixit et al. 2010), (Adetunji 2005). 20% (Cuchí, Wadel, and Rivas 2010).
Residuos
generados por la construcción.
30% (Cuchí, Wadel, and Rivas 2010), (Rodríguez López et al. 2010).
40% (Hendriks, 2000), (Rodríguez et al. 2015). 50% (Arenas Cabello 2008a).
65% (Franzoni 2011), (Castro-Lacouture et al. 2009).
Datos en España
España ha vivido un periodo de expansión urbanística sin precedentes en los últimos decenios, causado por el cambio a un sistema residencial de menor densidad y al desarrollo del sector comercial (Dodd et al. 2015). Una tercera parte de la superficie edificada en el país se ha construido entre los años 1990 y 2007, es decir, en menos de dos décadas (Cuchí, Wadel, and Rivas 2010), lo que convirtió al sector de la construcción en el motor de la economía durante esos años. Este crecimiento tan rápido supuso un cambio en la estructura del propio sector, que se modificó para adaptarse a las exigencias del mercado, absorbiendo gran parte de los recursos financieros, laborales y productivos del país (Rivela Carballal 2012) y dedicándose casi en exclusiva a la nueva construcción, con graves consecuencias ambientales. Gerardo Wadel en su tesis doctoral (Wadel 2010) cuantifica los impactos generados en España por la construcción y el uso de los edificios:
- Un 32% del consumo total de energía del país, procedente principalmente de fuente no renovables.
- Un 30% de la generación de emisiones de CO2, de efecto invernadero. - Un 24% de las extracciones de materiales de la corteza terrestre. - Entre el 30% y el 40% de los residuos sólidos generados.
- El 17% del agua potable consumida.
Necesidad de una construcción sostenible
incremento en la temperatura media global del planeta de 2 ºC, que es el límite impuesto por el acuerdo firmado en la conferencia sobre el cambio climático de París-COP 21 (Cantú Martínez 2016).
Por lo tanto, es urgente una revisión de las actuales prácticas del sector, empezando por la ingeniería y el diseño e incluyendo las técnicas de construcción y las tecnologías empleadas en la fabricación de materiales, para lograr una transformación que lo haga menos contaminante. Controlar los impactos generados por la edificación se debe convertir en un asunto primordial en los próximos años. Para lograrlo, se han puesto en marcha numerosas iniciativas que pretenden aumentar la regulación del sector, donde los aspectos relacionados con la sostenibilidad, tanto voluntarios como de obligado cumplimiento, cobran especial importancia (Rivela Carballal 2012). Cada vez más agentes involucrados en el sector están desarrollando iniciativas para contribuir a una edificación sostenible.
0.1.3 Definición de construcción sostenible
Pero ¿qué se entiende por construcción sostenible? Al igual que con el desarrollo sostenible, y a pesar de que el término se emplea de forma habitual en libros y artículos, no existe una única definición, comúnmente aceptada (Berardi 2013).
Autor Descripción de construcción sostenible
(Kibert 1994): Es la creación y gestión responsable de un medioambiente construido saludable, basado en el uso prudente de los recursos y en principios ecológicos.
(Lanting, 1996) La construcción sostenible se dirige hacia una reducción de los impactos ambientales causados por los procesos de construcción, uso y derribo de los edificios y por el ambiente urbanizado.
(Casado 1996) La construcción sostenible, que debería ser la construcción del futuro, se puede definir como aquella que, con especial respeto y compromiso con el Medio Ambiente, implica el uso sostenible de la energía. Cabe destacar la importancia del estudio de la aplicación de las energías renovables en la construcción de los edificios, así como una especial atención al impacto ambiental que ocasiona la aplicación de determinados materiales de construcción y la minimización del consumo de energía que implica la utilización de los edificios.
(Sexton, Barret, et al. 2000)
Usar nuestros recursos naturales de tal manera que cumplan con nuestras necesidades económicas, sociales y culturales, pero sin agotar o degradar estos recursos hasta el punto de que no puedan satisfacer estas mismas necesidades de las generaciones futuras.
(Díez Reyes et al. 2000)
Glosario de sostenibilidad en la construcción de AENOR: Aquella que, desde planteamientos respetuosos con el medioambiente, utiliza adecuadamente el agua y los distintos tipos de energía, selecciona desde el proyecto y aplica eficientemente durante la obra recursos, tecnologías y materiales; evita los impactos medioambientales, gestiona los residuos que genera su ciclo de vida; busca un mantenimiento y conservación adecuados del patrimonio construido; reutiliza y rehabilita siempre que sea posible y, además y finalmente, resulta más saludable.
(Hendriks and Janssen 2003)
Autor Descripción de construcción sostenible (Peris Mora
2007)
La construcción siempre implica el uso de materias primas y de energía. Para ser de verdad sostenible, debería emplear solo energía procedente de fuentes renovables, materiales renovables o reciclados y no modificar de forma permanente el suelo en el que se ubica. Como esto es imposible, se acepta una aproximación a este ideal. Se entiende como construcción sostenible la que incluye criterios medioambientales desde el proyecto, la construcción, el mantenimiento y, cuando llegue el momento, la demolición.
(Hakkinen, 2008) Aquella que tiene el menor impacto ambiental a la vez que disfruta de un elevado nivel de desarrollo social y económico.
(García Navarro 2008)
Aquella que, a lo largo de su ciclo de vida completo (es decir, desde las fases iniciales de planeamiento, pasando por las de proyecto, ejecución, explotación, reformas y rehabilitaciones necesarias, hasta llegar a la deconstrucción final) y considerando la intervención de todos los agentes implicados en el proceso, así como los efectos sobre los mismos, se plantea desde el respecto y compromiso con el medio ambiente (evitando impactos y gestionando adecuadamente recursos, materiales y tecnologías), resulta viable económicamente en todas sus fases y es más accesible, confortable y saludable.
(Arcas-Abella, Pagès-Ramon, and Casals-Tres 2011)
Es la que provee la habitabilidad socialmente demandada y opera cerrando los ciclos materiales de todas las actividades implicadas en este proceso. Cerrar los ciclos materiales y proveer habitabilidad son, por lo tanto, las dos claves de la sostenibilidad en el sector de la edificación.
Autor Descripción de construcción sostenible (García Navarro
2013)
Es aquella que considera el ciclo de vida completo del edificio o infraestructura y las circunstancias derivadas de la intervención de todos los agentes implicados.
Incluye aspectos económicos, ecológicos y sociales de forma equilibrada y se ajusta a los principios generales de la construcción sostenible adoptados como tales por la normativa internacional.
Tabla 4. Descripciones de Construcción Sostenible
Como se puede ver en esta breve revisión bibliográfica, hay muchas definiciones y varias difieren en el alcance del concepto. Las más antiguas se centran principalmente en los aspectos ambientales, mientras que las actuales destacan más los aspectos sociales y económicos (Adetunji 2005). El término se ha ido enriqueciendo con el paso del tiempo, adaptándose a los puntos de vista de los diferentes interesados. Por ejemplo, los requisitos relacionados con la salud de los usuarios (como la emisión de COVs) o con la seguridad (en caso de sismo o de incendio) son habituales en las definiciones actuales, pero no lo eran en el pasado (Arroyo, Tommelein, and Ballard 2016). De igual modo, cada vez se establece una mayor diferenciación entre una construcción ecológica (centrada en los aspectos ambientales y especialmente en la reducción de consumos energéticos y de emisiones de CO2 durante la fase de uso) y una construcción sostenible, que debe incorporar también las dimensiones económica y social (Rivela Carballal 2012).
En conclusión, a pesar de las múltiples descripciones e interpretaciones que puede aceptar el término, la construcción sostenible, para considerarse como tal, debe basarse en dos principios fundamentales:
- Debe emplear un enfoque que incluya el análisis de ciclo de vida completo.
La triple dimensión de la sostenibilidad ya se ha desarrollado en apartados anteriores, al hablar del desarrollo sostenible. El enfoque del ciclo de vida, debido a su importancia para esta investigación, se desarrolla con más detalle en el siguiente apartado.
El enfoque de ciclo de vida
Una de las razones de la elevada contaminación relacionada con la construcción es que los edificios generan impacto durante todo su ciclo de vida, que incluye desde la extracción y transformación de las materias primas para obtener los materiales de construcción, su fabricación, el transporte y distribución, su uso y operación, la reutilización, el reciclado y la eliminación final, como se representa en el siguiente gráfico.
En cada una de estas fases se consumen grandes cantidades de energía y se liberan emisiones contaminantes. Por tanto, al hablar de la sostenibilidad de la edificación, es indispensable considerar todas estas fases, empleando el enfoque de ciclo de vida, para calcular el impacto total generado.
Tradicionalmente se ha considerado que la mayor parte del impacto producido por la edificación pertenece a la fase del uso/operación, no solo porque es en la que más energía se consume sino porque es la de mayor duración dentro del ciclo. Se considera que un 85% del impacto sucede en esta fase, aunque por supuesto este porcentaje variará en función de si la vida útil del edificio dura 20 o 200 años (IEA 2004b).
Sin embargo, no se puede despreciar el impacto producido en las otras fases del ciclo, desde la extracción de los materiales hasta la eliminación de los residuos, y que es conocido como “impacto embebido”. En las últimas décadas se ha hecho un gran esfuerzo para reducir la energía que consumen los edificios en la fase de uso. El empleo de sistemas cada vez más eficientes ha mejorado mucho el comportamiento durante su vida útil. A esto han contribuido políticas como la Directiva europea 2010/31/UE relativa a la eficiencia energética de edificios (Parlamento Europeo y Consejo de las Comunidades Europeas 2010), que establece como objetivo que para el 2020 todos los edificios de nueva construcción tendrán que ser “edificios de consumo de energía casi nulo”, pero
0.1.4 Impacto de los materiales de construcción
El impacto de los materiales se genera desde la extracción de las materias primas hasta su eliminación como residuo de construcción y está producido por diversas formas de contaminación que tienen efectos negativos tanto para el medioambiente como para la salud de las personas (Basnet 2012) y que se describen de forma resumida a continuación:
Gráfico 2. Impacto generado por los materiales
Por un lado, en los materiales de construcción se emplean grandes cantidades de materias no renovables, lo que implica el peligro de dejar a las generaciones venideras sin la posibilidad de su uso (Akadiri 2011). Pero, además, los procesos de extracción generan la deforestación y la pérdida de suelo vegetal de grandes extensiones de tierra. Y son procesos muy poco productivos. En el año 2000 la minería a nivel mundial generó 6.000 millones de toneladas de desechos para producir solo 900 millones de toneladas de materias primas, lo que representa un productividad de solo el 15% e implica una enorme cantidad de desperdicio
Extracción Fabricación Transporte Construcción
Uso y
manteni-miento
Fin de vida
Consumo
de energía Emisiones
Fases del ciclo de vida de los materiales de construcción
Consumo de agua potable
Consumo de recursos
cuya eliminación contaminará el aire y el agua, suponiendo un riesgo para la biodiversidad (Pacheco-Torgal and Labrincha 2013).
También la producción de los materiales de construcción genera impacto, que variará en función de dónde se lleve a cabo. No será igual si se fabrica en países altamente industrializados o en países en vías de desarrollo, donde los procesos empleados suelen ser menos eficientes. Dependerá, asimismo, de la fuente de energía empleada en la fabricación. No genera el mismo impacto una central nuclear que una central térmica o una hidroeléctrica (Gurgun, Komurlu, and Arditi 2015). Las emisiones asociadas a la producción de los materiales tienen un peso cada vez más importante, que no deja de aumentar. Esto se debe a la mayor cantidad de edificios que se construyen, pero también al aumento de calidad de los mismos, que impulsa el uso de más materiales y con mayores prestaciones, lo que supone procesos de transformación más complejos y que requieren más energía (Cuchí i Burgos 2009a). Un claro ejemplo es el sector del cemento que, a nivel global, representa un 5% de las emisiones de CO2 producidas por el hombre (Zhong and Wu 2015).
Por otra parte, el proceso de construcción no siempre es eficaz y puede generar impactos innecesarios. Se calcula que un 30% del trabajo que se realiza en las obras hay que rehacerlo y que el sector, de media, solo alcanza entre un 40-60% de su eficacia potencial (Adetunji 2005).
Además, la gran cantidad de materiales que emplea y todos los residuos que genera tienen que ser transportados y en este proceso se consumen combustibles fósiles, que son los principales culpables del efecto invernadero (Adetunji 2005). La globalización del sector hace que esta contaminación se extienda por todos los países del mundo. Muchas de las cuestiones relacionadas con la sostenibilidad tienen causas o consecuencias que se extienden más allá del momento o del lugar en que se toman las decisiones. Es un concepto global, que abarca a generaciones presentes y futuras y a diferentes lugares en todo el mundo (Heijungs, Huppes, and Guinée 2010).
Cuantificación del impacto de los materiales
Para determinar la importancia del efecto generado por los materiales basta con observar los siguientes datos: la construcción de obra civil y edificación consumen a escala mundial el 60% de las extracciones de materias primas de la litosfera. De ese volumen, la edificación representa el 40%, por lo que globalmente esta supone el 24% de las extracciones (Umar et al. 2013; Wadel 2010). En Europa, las extracciones minerales per cápita destinadas a la edificación ascienden a 4,8 toneladas por habitante y año (Wadel 2010). Además, por término medio, cada metro cuadrado construido conlleva una emisión de 1,5 toneladas equivalentes de dióxido de carbono durante su vida útil (cantidad variable en función del diseño del edificio) (Zabalza Bribián, Valero Capilla, and Aranda Usón 2011).
proceso de fabricación, la cifra anterior se multiplica por 3, ascendiendo hasta 6 T/m2 (Wadel 2010; Zabalza Bribián 2011).
España no es una excepción en este panorama global. Antes de la actual crisis, más del 24% del requerimiento total de materiales de la sociedad española iba a satisfacer la demanda del sector de la construcción. A este impacto habría que sumar la generación de más de media tonelada per cápita de residuos producidos directamente por el sector y unas emisiones de 1.3 toneladas del CO2 por habitante, lo que supone aproximadamente un 14% del total de emisiones del país (Cuchí and Sweatman 2011).
Y el problema no para de crecer. Se espera que la demanda de materiales de construcción se duplique en los próximos 40 años, debido al incremento de actividad del sector en los países en vías de desarrollo (Pacheco-Torgal and Labrincha 2013). Por otra parte, el esperado crecimiento de la población exigirá la construcción de nuevas viviendas. Se estima que la superficie edificada de viviendas casi se duplicará para el año 2050, alcanzando los 300.000 millones de m2. Y algo similar pasará con el resto de edificios no residenciales, que aumentarán su superficie actual en un 70% (Cuchí et al. 2014).
0.1.5 Materiales sostenibles
La sostenibilidad de la edificación depende de las decisiones de un grupo de actores dentro del proceso de construcción: propietarios, arquitectos, constructores, etc. Entre ellas se debería encontrar, desde la fase de diseño, la selección ambientalmente responsable de los materiales empleados, ya que esto condicionará el comportamiento del edificio durante su ciclo de vida completo (Anderson, Shiers, and Steele 2009; Basnet 2012; Hussain and Kamal 2015). Una mala elección puede tener consecuencias y efectos negativos no solo en los usuarios directos sino también para todo el medioambiente. En cambio, el uso de los materiales adecuados puede ayudar a reducir la energía embebida, las emisiones de CO2, la energía consumida en la operación del edificio y a mejorar la calidad del aire interior (Florez and Castro-Lacouture 2013; Radivojevic and Nedic 2008).
En la literatura científica existen diversas investigaciones sobre la selección de los materiales y cómo estos intervienen en la sostenibilidad de la edificación. Pero, a día de hoy, no existe una definición universalmente aceptada para los materiales sostenibles (Ferrer Gracía and Spairani Berrio 2009; Florez 2013; Franzoni 2011; Saghafi and Teshnizi 2011).
Esta ausencia de una descripción clara de las condiciones que deberían cumplir estos materiales ha generado cierta confusión en el sector. Así, por ejemplo, se ha asociado el concepto de “material sostenible” con el de “material natural”,
ambiental”. Muchos fabricantes de materiales calificados como sostenibles solo proporcionan información sobre el impacto ambiental en la fase de producto, cuando para poder calificarlo como tal, se deberían considerar también las variables económica y social (Rivela Carballal 2012) y hacerlo a lo largo de todo el ciclo de vida del material.
Flórez recopila en un artículo varias de las definiciones sobre materiales de construcción sostenibles (Florez and Castro-Lacouture 2013), que se recogen en esta tabla junto con otras de diferentes autores:
Autor Definición de materiales sostenibles (Dammann and
Elle 2006)
Un producto con el que es fácil construir y que consume menos recursos en su producción, transporte y colocación.
(Ljungberg 2007) Un producto que genera el menor impacto posible para el medioambiente durante todo su ciclo de vida.
(Glavič and Lukman 2007)
Un producto fabricado mediante procesos y sistemas no contaminantes, que conservan la energía y los recursos naturales de una forma económicamente viable, segura y saludable para los consumidores y que son socialmente aceptados por los distintos interesados, tanto en el corto como en el largo plazo.
(Heijungs, Huppes, and Guinée 2010)
Un producto que puede mantenerse en un estado determinado por un tiempo indefinido (o muy largo).
Autor Definición de materiales sostenibles
(Ding 2014) Materiales ambientalmente responsables, que proceden principalmente de fuentes renovables, emplean poca energía en su proceso de fabricación y durante su fase de uso no emiten contaminantes que dañen la salud humana.
(Hussain and Kamal 2015)
Son materiales que reducen el uso de recursos, minimizan los impactos ambientales, no suponen riesgo (o implican un riesgo muy bajo) para la salud humana, ayudan a la implantación de estrategias sostenibles de diseño en la parcela y proceden de empresas con políticas corporativas sostenibles en lo social y en lo medioambiental.
Tabla 5. Definiciones de materiales sostenibles
Como se puede comprobar con este cuadro, no hay una única forma para definir los materiales sostenibles. Los múltiples detalles y aspectos que hay que considerar aumentan la dificultad de encontrar una definición común para todos los interesados del sector de la construcción (Heijungs, Huppes, and Guinée 2010; Ljungberg 2007).
Dificultad en la selección de materiales
La selección de materiales para un edificio sostenible es uno de los grandes problemas a los que se enfrenta el equipo de diseño. Determinar los beneficios de un material o producto, en función de los efectos que causará en el medioambiente, es un problema aún sin resolver. Al no existir teorías claras sobre los criterios que deben cumplir los productos y materiales sostenibles (Saghafi and Teshnizi 2011) no es fácil definir unas reglas que hagan el proceso más sencillo.
sostenibles que sea posible, dentro de los disponibles en el mercado, contando con las tecnologías accesibles y que además cumplan el resto de requisitos de rendimiento y funcionalidad exigidos en el proyecto (Franzoni 2011).
Ahora bien, tampoco es una tarea sencilla definir estos requisitos funcionales, ya que cada interviniente en la construcción tiene su propio interés y no tienen por qué coincidir. Los inversores buscarán más la rentabilidad económica, mientras que los usuarios tienen mayor interés en la salud y el confort (Akadiri 2011; Haapio and Viitaniemi 2008), por lo que sus criterios a la hora de elegir los componentes de los edificios serán seguramente muy distintos. El cliente y usuario final tienen un incentivo para minimizar el coste a lo largo del ciclo de vida, pero el constructor y el resto de consultores no suelen tener responsabilidad en el mantenimiento ni en el rendimiento del edificio a largo plazo. Un edificio ineficiente supone una penalización económica para el usuario que durará toda la vida útil del mismo (Akadiri 2011). En ocasiones, productos que se consideran baratos a medio plazo pueden tener enormes costes de mantenimiento o de gestión de residuos, mientras que productos altamente tecnológicos pueden tener costes de producción tan elevados que no lleguen a recuperarse (Zabalza Bribián, Valero Capilla, and Aranda Usón 2011).
No es posible, por lo tanto, establecer una categoría o una etiqueta que indique que un material es realmente sostenible. Se podrá hablar en todo caso de la mejor alternativa para cada caso concreto, a partir del análisis de una serie de características o de criterios que son los que deben marcar las bases para establecer prioridades en la selección de los materiales.
comúnmente acordados y aprobados, unas herramientas adecuadas que sean capaces de valorar la sostenibilidad de los materiales dentro de la edificación.
0.1.6 ¿Cómo se mide la sostenibilidad?
Ha habido, y aún hay, muchas discusiones sobre cómo medir la sostenibilidad de los edificios. Tradicionalmente, el consumo de energía era el principal factor (Berardi 2012), pero eso ha evolucionado hacia análisis más completos que tienen en cuenta la complejidad de los edificios y se basan en un enfoque multidisciplinar (Ding 2008).
A pesar de las dificultades, la necesidad de herramientas que fueran capaces de medir el rendimiento ambiental de los edificios, y así permitir una comparación entre ellos, se consideró una necesidad esencial (Alyami, Rezgui, and Kwan 2013; Ferreira, Pinheiro, and De Brito 2014). El mercado demandaba y cada lo día lo hace en mayor medida, edificios eficientes y menos contaminantes (Crawley and Aho 1999). Para ello es necesario tener instrumentos que permitan identificar de una forma transparente, objetiva y verificable qué edificios cumplen estas características y en qué grado lo hacen.
Con ese objetivo, en 1990, surge BREEAM como la primera herramienta disponible para evaluar la sostenibilidad de los edificios, que pretendía “establecer medios para evaluar simultáneamente una amplia gama de
consideraciones ambientales” (Haapio and Viitaniemi 2008). A partir de ese
oficinas, industria) y en cualquier momento de su ciclo de vida (diseño, construcción, uso). Cada uno tiene en cuenta distintos impactos y su alcance puede ser local, nacional o global.
Para tratar de armonizar la gran cantidad de herramientas existentes, diversas organizaciones a nivel mundial están trabajando en la creación de normas que permitan materializar el concepto de sostenibilidad en la edificación.
La norma es el consenso al que llegan los expertos y agentes implicados en la búsqueda de la seguridad, la eficiencia, la calidad y el bienestar social. La creación de normas sobre un tema tan intangible y complejo como es la sostenibilidad en la edificación es un reto complicado (García Navarro 2008), pero necesario en un sector que tiene que adaptase a las nuevas exigencias de la sociedad.
Normativa de referencia
Destacan los trabajos realizados por la Organización Internacional de Normalización (ISO) y por el Comité Europeo de Normalización (CEN), que pretenden integrar, además de la variable medioambiental, el resto de aspectos que incluye la definición de sostenibilidad, es decir, el factor económico y el social, con el fin de obtener una visión de conjunto de la sostenibilidad de una edificación (Rivela Carballal 2012).
Gráfico 3. Normas ISO y CEN relacionadas con sostenibilidad Normas ISO
El Comité encargado de los temas relativos a la sostenibilidad es el ISO/TC 59/SC 17: Building Construction/ Sustainability in Building Construction, que está dividido en los siguientes grupos de trabajo (GBCe 2010):
‐ Grupo de Trabajo 1: Principios generales y Terminología. ‐ Grupo de Trabajo 2: Indicadores de sostenibilidad.
‐ Grupo de Trabajo 3: Declaraciones Ambientales de Productos de Construcción.
‐ Grupo de Trabajo 4: Marco para la Evaluación del Rendimiento medioambiental de los edificios.
‐ Grupo de Trabajo 5: Obras de Ingeniería civil.
Nivel Edificio ISO 21931 EN 15978 EN 15639 EN 15639 Nivel Marco
EN 15643-2 EN 15643-3 EN 15643-4
EN 15804
EN 15942
CEN/TR 15941
ISO 21930
Nivel Producto
ISO 15392
ISO 21929
EN 15643-1
Entre las normas creadas por este Comité destacan especialmente:
‐ ISO 15392:2008. SOSTENIBILIDAD EN LA CONSTRUCCIÓN DE EDIFICIOS. PRINCIPIOS GENERALES. Esta norma identifica y establece los principios generales para la sostenibilidad en la construcción de edificios. Se basa en el concepto de desarrollo sostenible y se aplica al ciclo de vida completo de las obras de construcción (ISO 2008).
‐ ISO 21929-1:2011. SOSTENIBILIDAD EN CONSTRUCCIÓN DE EDIFICIOS. INDICADORES DE SOSTENIBILIDAD. PARTE 1: MARCO PARA EL DESARROLLO DE INDICADORES DE EDIFICIOS. Esta norma establece un marco para el desarrollo de indicadores de sostenibilidad para los edificios. Los indicadores tratan de evaluar y medir el rendimiento de los edificios durante todo su ciclo de vida: diseño, construcción, operación, mantenimiento y demolición. Se analizará con más detalle en el apartado 1.3.3.
‐ ISO 21930:2007. SOSTENIBILIDAD EN LA CONSTRUCCIÓN DE EDIFICIOS. DECLARACIÓN AMBIENTAL DE PRODUCTOS DE CONSTRUCCIÓN. La norma describe los principios y el marco para la Declaración Ambiental de los Productos de construcción (DAP) incluyendo la consideración de la vida útil. El objetivo principal de la DAP es proporcionar información para la evaluación del comportamiento ambiental de los edificios (AENOR 2010b; Haapio 2009). Esta norma se analizará con más detalle en el apartado 1.3.4.
evaluación del comportamiento medioambiental de los edificios. Identifica y describe temas que hay que tener en cuenta cuando se utilizan métodos de evaluación del comportamiento medioambiental de edificios nuevos o ya existentes en las fases de diseño, construcción, explotación, rehabilitación y deconstrucción (AENOR 2008). Se analizará con más detalle en el apartado 1.3.6.
Normas CEN
El Comité Europeo de Normalización CEN es una organización internacional sin ánimo de lucro que proporciona una plataforma donde participan expertos técnicos de la industria, asociaciones, administraciones públicas, instituciones académicas y organizaciones sociales con el objetivo de desarrollar normas europeas y otros documentos de consenso (Monterotti 2013).
Fundada en 1961 por los organismos nacionales de normalización de la Comunidad Económica Europea y los países EFTA (European Free Trade Association), la organización trabaja, entre otros, para la normalización del sector de la construcción.
CEN e ISO se reconocen mutuamente sus trabajos y no los duplican, según queda recogido en el Acuerdo de Viena (García Navarro 2008).
su comportamiento medioambiental, sus aspectos relacionados con los costes del ciclo de vida así como con aspectos relacionados con salud y confort de los edificios (Alarcón Barrio 2012).
Los grupos de trabajo creados por el Comité CT 350 son (GBCe 2010): ‐ TG: Marco general para la evaluación.
‐ Grupo de Trabajo 1: Comportamiento medioambiental de Edificios. ‐ Grupo de Trabajo 2: Descripción del ciclo de vida de Edificios. ‐ Grupo de Trabajo 3: Materiales y productos de construcción. ‐ Grupo de Trabajo 4: Comportamiento económico de los Edificios. ‐ Grupo de Trabajo 5: Comportamiento Social de los Edificios. ‐ Grupo de Trabajo 6: trabajos de Ingeniería civil.
Entre las normas creadas por este Comité destacan las siguientes:
‐ EN 15643-1. SOSTENIBILIDAD EN LA CONSTRUCCIÓN. EVALUACIÓN DE EDIFICIOS. PARTE 1: MARCO GENERAL. Suministra requisitos y principios generales para el grupo normativo para la evaluación de la sostenibilidad de edificios en términos de rendimiento ambiental, social y económico, teniendo en cuenta las características técnicas y funcionales del edificio. Se aplica a todo tipo de edificios, tanto nuevos, en su ciclo de vida completo, como edificios existentes para su vida útil restante y la etapa de fin de vida.
‐ EN 15643-3. SOSTENIBILIDAD EN LA CONSTRUCCIÓN. EVALUACIÓN DE EDIFICIOS. PARTE 3: MARCO PARA LA EVALUACIÓN DEL COMPORTAMIENTO SOCIAL. La dimensión social de la sostenibilidad se concentra en la evaluación de aspectos e impactos de un edificio expresados con indicadores cuantificables. Las normas desarrolladas bajo este marco no establecen reglas sobre cómo los diferentes esquemas de evaluación pueden proporcionar métodos de asignación de valor. Tampoco prescriben niveles, clases o referencias comparativas (benchmarks) para medir el comportamiento. Esta norma se analizará con más detalle en el apartado 1.3.3 de esta tesis.
‐ EN 15643-4. SOSTENIBILIDAD EN LA CONSTRUCCIÓN. EVALUACIÓN DE EDIFICIOS. PARTE 4: MARCO PARA LA EVALUACIÓN DEL COMPORTAMIENTO ECONÓMICO. La evaluación del comportamiento económico de un edificio considera los costes del ciclo de vida y otros aspectos económicos por medio de indicadores cuantitativos. La norma introduce dos aproximaciones genéricas para realizar la evaluación económica. La primera basada en los costes de ciclo de vida y la segunda expresada en términos de valor financiero durante el ciclo de vida. Esta norma se analizará con más detalle en el apartado 1.3.3 de esta tesis. - MÉTODOS DE CÁLCULO: El CT 350 ha desarrollado también otras
normas en las que se ofrecen reglas de cálculo para la evaluación del comportamiento de los edificios desde un punto de vista ambiental, social y económico.
▪ EN 15978. Sostenibilidad en la construcción. Evaluación ambiental del rendimiento de edificios. Métodos de cálculo. ▪ EN 16309. Sostenibilidad en la construcción. Evaluación social
▪ EN 16627. Sostenibilidad en la construcción. Evaluación económica del rendimiento de edificios. Métodos de cálculo.
Herramientas voluntarias de evaluación de la sostenibilidad
Este desarrollo normativo ha sido posterior a la aparición de numerosas herramientas voluntarias que, en muchos casos, han servido como base a la normativa obligatoria (Rivela Carballal 2012).
Clasificación de las herramientas de evaluación de la sostenibilidad
Para clarificar este panorama se propone la siguiente clasificación de las herramientas, basada en la realizada por Haapio y Vitaniemi que, a su vez, recogía y condensaba en una sola las clasificaciones propuestas por el Instituto Athena (Trusty, Meil, and Norris 2005) y el proyecto Annex 31 (IEA 2004d):
Gráfico 4. Clasificación de las herramientas de evaluación de sostenibilidad Software para el modelado y la simulación.
Son herramientas de evaluación centradas en comportamiento energético de los edificios. Permiten obtener una visión global de la edificación y asimismo, centrarse en aspectos muy concretos, como pueden ser la ventilación, la iluminación, las pérdidas térmicas, etc. (Rivela Carballal 2012). Los valores obtenidos, al tratarse de simulaciones en uso, tienen gran exactitud.
Estas herramientas se pueden comprar en el mercado y pueden ser usadas sin más requisitos por los profesionales que lo consideren oportuno (Cole 2005). Dentro de este grupo se pueden considerar los siguientes software (IHOBE 2010):
‐ ENERGY PLUS
Software de simulación Energy Plus Tranys Desing Builder Ecotec Líder Calener Sistemas inf. ambiental Obligatorios Fichas técnicas Composici
ón de los materiales Etiquetado CE Voluntarios Etiquetas Tipo I Etiquetas Tipo II Estándares ambientales Passivhauss Low Energy Edificios Zero Emisiones Minergy Herramientas ACV
Nivel 1 Nivel 2 Nivel 3
Sistemas de evaluación LEED BREEAM VERDE DGNB Herramientas de evaluación de la sostenibilidad
‐ TRANSYS
‐ DESIGN BUILDER ‐ ECOTECT
‐ LIDER ‐ CALENER
Estándares medioambientales
También se incluyen en este apartado las guías medioambientales, checklists para el diseño y la gestión de edificios, etc.
Solo valoran aspectos ambientales. Establecen unos requisitos mínimos de comportamiento y determinan si un edificio los cumple o no, pero no realizan una clasificación ni evaluación entre distintos proyectos o edificaciones. Los principales estándares existentes en la actualidad se centran fundamentalmente en el aspecto energético: consumo de energía y reducción de las emisiones asociadas (HIOBE, 2010). Ninguno de estos estándares incorpora el análisis del impacto generado por los materiales de construcción, por lo que no ofrecen una evaluación global del comportamiento del edificio (Rivela Carballal 2012). Los estándares más extendidos son (IHOBE 2010):
‐ PASSIVHAUS.
‐ LOW-ENERGY (BAJO CONSUMO ENERGÉTICO), con sus variantes de cero
consumo energético y edificaciones “Energy-plus”
‐ EDIFICIOS CERO EMISIONES (movimiento ZERO CARBÓN). ‐ MINERGIE.
- Sistemas obligatorios, derivados de la legislación y verificados por una tercera parte, como, por ejemplo:
▪ Fichas técnicas de los materiales.
▪ Declaración de la composición de los productos.
▪ Información sobre riesgos para la salud o el medio ambiente durante el uso o gestión del producto en su fin de vida.
▪ Etiquetado de producto que mediante símbolos para informar sobre características específicas (por ejemplo, peligrosidad). ▪ Certificación de conformidad del cumplimiento de
determinados requisitos (por ejemplo, marcado CE).
- Sistemas voluntarios. Incluyen las etiquetas ecológicas o eco-etiquetas. Mecanismos de carácter voluntario que permiten diferenciar, mediante el uso de un distintivo, aquellos productos que han sido fabricados de forma sostenible con un menor impacto sobre el medioambiente (Zabalza Bribián 2011). Pueden ser:
▪ Etiquetas de tipo I. Reguladas por la norma ISO 14024. Son programas voluntarios multi-criterio, gestionados por una tercera parte, con los que se concede una licencia que autoriza el uso de etiquetas ecológicas que indican que un producto es preferible para el medio ambiente (García Martínez 2010), pero no requiere la realización de un Análisis de Ciclo de Vida (ACV) (Rivela Carballal 2012). Ofrecen al consumidor información concisa y cualitativa que le ayuda a tomar decisiones rápidas de compra (Gazulla 2012). Son ejemplos de este tipo de etiqueta el Blue Angel alemán, EU Ecolabel, Nordic Swan, etc.
norma ISO 14021. No requiere ser certificada por una entidad externa, ni conlleva la realización de un estudio de ACV. Un ejemplo típico de eco-etiqueta tipo II es el bucle de Möebius que indica que un producto es reciclable o contiene material reciclado (Zabalza Bribián 2011).
Herramientas basadas en el Análisis de Ciclo de Vida
El Análisis de Ciclo de Vida (ACV en adelante) es uno de los métodos más reconocidos y aceptados internacionalmente para evaluar, disminuir y mejorar el impacto generado por un producto, proceso o actividad, teniendo en consideración su ciclo de vida completo, desde la extracción de las materias primas hasta el depósito final de los residuos generados (Arenas Cabello 2008b). Cuantifica el uso de recursos (como energía, materias primas, agua) y de las emisiones (al aire, agua y suelo) asociadas con el sistema que se está evaluando (Monterotti 2013).
En función del alcance de la evaluación se pueden diferenciar tres niveles (Trusty 2011):
- Herramientas de nivel 2: Son herramientas que calculan el ACV de edificios completos, considerando solo parámetros ambientales. Pueden usarse para simular el impacto generado en el edificio por las decisiones adoptadas en la fase de diseño, por ejemplo, la elección de los materiales de construcción.
- Herramientas de nivel 3: También llamados sistemas o métodos de evaluación de la sostenibilidad de los edificios. A diferencia de las herramientas anteriores, estas consideran los tres pilares de la sostenibilidad (ambiental, económico y social) a lo largo del ciclo de vida completo del edificio. Los sistemas de evaluación establecen una serie de criterios o indicadores de sostenibilidad y los evalúan de manera que se pueda conocer qué alternativa se acerca más al concepto de proyecto sostenible y si los objetivos establecidos mediante los indicadores se alcanzan mejor en unas soluciones que en otras (Fernández, 2010). Incluyen un marco que organiza y clasifica los criterios de sostenibilidad, asignando a cada uno de ellos unos puntos o pesos determinados, cuya suma será la calificación global del edificio.
herramientas adecuadas serían los sistemas o métodos de evaluación, que son las que se estudiarán con profundidad en esta tesis.
0.1.7 Síntesis y planteamiento del problema
Como se ha descrito en el capítulo, la crisis ambiental y las consecuencias (sociales y económicas) que implica es el problema más grave al que se enfrenta la Humanidad. Para garantizar la supervivencia del planeta es necesario conseguir un crecimiento sostenible, que permita a las generaciones venideras alcanzar un nivel de desarrollo similar al actual.
Para lograr este objetivo todos los sectores productivos tienen que cambiar y la construcción es uno de los que necesitan hacerlo de forma urgente y radical, ya que es uno de los más contaminantes y de los que generan mayor impacto a todos los niveles.
Pero no es sencillo concretar cómo debe ser la edificación para ser más sostenible. De hecho, los expertos no se ponen de acuerdo en una única definición, aunque sí en los principios comunes que tendría que seguir:
- Debe incluir las tres dimensiones de la sostenibilidad, a diferencia de la construcción ecológica, centrada solo en los aspectos ambientales y en la reducción del consumo de energía.
- Debe tener un enfoque de ciclo de vida. Es decir, analizar el impacto generado en todas las fases, no solo en la operación. En la actualidad, los edificios son cada vez más eficientes, el impacto en la fase de uso va disminuyendo y eso hace que cobre cada vez más importancia el “impacto embebido”, que es el generado en el resto de las fases del ciclo.
cumplir con los principios del desarrollo sostenible (Abeysundara, Babel, and Gheewala 2006) durante el ciclo completo del edificio.
Pero no es sencillo definir qué es un material sostenible o qué condiciones debe cumplir para ser calificado como tal. Todos los materiales generan impacto, por lo que su sostenibilidad hay que entenderla como un fenómeno relativo, para lo que es fundamental considerar el contexto. Ningún material será sostenible o dejará de serlo por sí mismo, sino dependiendo del proyecto en el que se emplee. Es decir, un bloque de hielo puede ser un material muy sostenible en la Antártida, pero no lo será en Nigeria (Pearce, Hastak, and Venegas 1995). Este ejemplo, que puede parecer exagerado, muestra muy bien la importancia del entorno en la toma de decisiones. Hay que buscar el equilibrio, sabiendo que la decisión tendrá algunos efectos positivos, pero también algunos negativos. Es decir, no
se puede decir que el “material A” es el más sostenible. Como mucho se puede
afirmar que, en el momento presente y para este edificio concreto, el “material
A” es más apropiado que el “material B” (Emmanuel 2004). Por tanto, más que
hablar de una categoría de “materiales sostenibles”, se debería identificar un
conjunto de características o propiedades a considerar a la hora de evaluar la sostenibilidad de las diversas opciones analizadas en la toma de decisiones. Actualmente no existe consenso en la comunidad científica sobre cuáles son las características que tendrían que cumplir los materiales sostenibles (Akadiri 2011; Harris 1999).
Para ello son necesarias herramientas capaces de evaluar el impacto generado por materiales y productos a lo largo de todo su ciclo de vida y cómo estos afectan al comportamiento global del edificio.
Sin embargo, al establecer estos criterios de selección de los materiales es donde las herramientas de evaluación de la sostenibilidad están teniendo los fallos más notables (Saghafi and Teshnizi 2011). Definir las características de los materiales sostenibles es uno de los grandes desafíos para los desarrolladores de este tipo de herramientas. En parte porque, como se ha comentado, no hay unos criterios unificados al respecto y tampoco existe un sistema estandarizado para medir el rendimiento de los distintos materiales.
Por todo ello se considera oportuno realizar una investigación sobre la forma en la que las distintas herramientas de evaluación están valorando los materiales.
0.2 OBJETIVOS Y ALCANCE DE LA TESIS
El objetivo principal de esta tesis, por lo tanto, es analizar cómo las herramientas de evaluación valoran la aportación de los materiales a la sostenibilidad global de la edificación.
(Basnet 2012; Govindan, Madan Shankar, and Kannan 2016; Hussain and Kamal 2015; Windapo and Ogunsanmi 2014).
Las herramientas de evaluación deben ser los instrumentos que ayuden en esta toma de decisiones, permitiendo la comparación entre materiales de construcción y considerando no solo su rendimiento técnico y funcional sino también su comportamiento ambiental y su viabilidad socioeconómica.
Este estudio pretende analizar las herramientas para describir qué metodologías se están empleando para ello. Se trata, por tanto, de un estudio descriptivo, en el que no se pretende valorar si las herramientas están cumpliendo o no su propósito, para lo que sería necesario una investigación adicional, sino plantear un punto de partida, definiendo el funcionamiento de las herramientas actuales, los parámetros que se están valorando y la forma de justificarlos. Como resultado de este análisis se podrán detectar carencias y puntos débiles hacia los que dirigir el trabajo de mejora continua que caracteriza a las herramientas, de manera que las próximas versiones que se desarrollen hayan resuelto los problemas detectados.
Para conseguir este objetivo general se han planteado los siguientes objetivos específicos, que se describen aquí brevemente y se desarrollarán con mayor profundidad en los siguientes capítulos:
OBJETIVO 1: Describir las herramientas de evaluación de sostenibilidad para entender su funcionamiento. Analizar su alcance y los criterios que tienen en cuenta para realizar su evaluación.
Este primer objetivo se considera imprescindible como punto de partida para poder lograr el objetivo de describir cómo estos instrumentos están evaluando la sostenibilidad de los materiales.
analizarán con más detalle las que incluyen las tres dimensiones de la sostenibilidad, ya que ambos son los aspectos que definen la construcción sostenible. Para poder realizar un estudio en profundidad, se seleccionará un número reducido de herramientas que, por sus características, se consideran que son las más adecuadas para evaluar los materiales.
OBJETIVO 2: Analizar los materiales de construcción en relación con la sostenibilidad. Ya se ha explicado la dificultad de encontrar una única definición que caracterice a los materiales sostenibles. Por eso, en este objetivo se tratará de identificar las características que se deberían estudiar para poder considerarlos como tal. Para ello, se han marcado dos sub-objetivos:
- Describir el impacto generado por los materiales en todas las fases de su ciclo de vida. Entender el efecto que producen es fundamental para poder asegurar la sostenibilidad del edificio completo.
- Determinar las características que deberían cumplir los materiales para reducir dicho impacto y recopilarlas en un conjunto de indicadores válido, que permitan evaluar la sostenibilidad de los edificios.
OBJETIVO 3: Analizar cómo las herramientas seleccionadas en el objetivo 1 están evaluando los materiales, si para ello están usando el conjunto de indicadores definido en el objetivo 2, de qué forma los están considerando y en qué momento del ciclo de vida.
Una vez alcanzado estos objetivos se señalarán los posibles puntos débiles y los vacíos existentes en la medición que realizan las herramientas sobre los materiales. A su vez, esto permitirá sugerir líneas de mejora para las herramientas.
El siguiente esquema resume de forma gráfica dichos objetivos:
Gráfico 5. Objetivos de la tesis
Se ha dedicado a cada uno de los objetivos un capítulo de la tesis, manteniendo en todos ellos una estructura similar, en la que se plantea el objetivo, se describe la metodología empleada para lograrlo y los resultados de la investigación realizada. El capítulo se cierra con una síntesis que sirve también de enlace con el siguiente objetivo.
Las conclusiones generales se recogen en un capítulo independiente, en el que también se presentan las propuestas de mejora y las futuras líneas de investigación detectadas.
Objetivo 1 Herramientas Seleccionadas
Objetivo 2
Impacto
Características
Indicadores
Objetivo 3
Seleccionadas
Indicadores
0.3 METODOLOGÍA
Se describe en este apartado, de forma muy breve, la metodología seguida para lograr cada uno de los objetivos, que se desarrollará con más detalle en cada uno de los capítulos.
METODOLOGÍA PARA EL OBJETIVO 1. Este objetivo busca describir las herramientas de evaluación para entender su funcionamiento. Para ello, se realizará una revisión estructurada de la documentación existente al respecto, organizada en tres bloques: normativa (ISO y CEN), artículos científicos y la información publicada por las distintas organizaciones que ofrecen sistemas de certificación de sostenibilidad, bien en sus páginas web como en los distintos manuales técnicos en los que se describen las herramientas de evaluación y los criterios que valoran. Se utilizará una metodología descriptiva, a través de la cual se realiza una reconstrucción de cada tipo de herramientas a partir de categorías comunes definidas previamente.
Ante la gran cantidad de instrumentos localizados, y para permitir un análisis exhaustivo que se desarrollará en el capítulo 3, se han seleccionado tres herramientas (LEED, BREAM y VERDE), que son las que se consideran más adecuadas para estudiar cómo evalúan los materiales por las razones que se describirán en el capítulo 1.
METODOLOGÍA PARA EL OBJETIVO 2. Este objetivo busca analizar la sostenibilidad de los materiales, describiendo los impactos que generan a lo largo de todas las fases de su ciclo de vida y definiendo un conjunto de indicadores que sirvan para evaluar dicho impacto. La metodología empleada en ambos casos es el análisis de la bibliografía existente.
