Formación de técnicos en medio ambiente-edificación

Elementos de Construcción

La estructura desde el punto de vista del impacto al medio ambiente.

Los cimientos tienen unas singularidades que están en función de su contacto con el suelo y de que el hormigón prácticamente es el único material a utilizar. De ello se derivan los problemas característicos que ya hemos visto: la eventual contaminación de las aguas de los freáticos y un gran volumen de sobrantes básicos. Estas singularidades polarizan en gran manera las previsiones a adoptar para conseguir un máximo respeto hacia el medio ambiente.

En el caso de los constituyentes del resto de la estructura también nos encontramos con ciertas singularidades aunque no guardan relación alguna con las anteriores: por un lado, los materiales utilizables son mucho más diversos y, por otro, las posibilidades de producir emisiones de lixiviados son muy bajas ya que normalmente el nivel de exposición es mínimo.

Los materiales habituales para su construcción pueden ir desde el hormigón hasta el ladrillo, pasando por materiales tan tradicionales como la madera (aunque las nuevas tecnologías de madera encolada pueden añadir singularidades desde el punto de vista del gasto de materias primas no renovables o desde el punto de vista de la contaminación química).

Debido a la diversidad de los materiales utilizables en las estructuras los problemas son muy diversos. Intentando simplificar la situación en base a considerar algunas de las propiedades más características de los materiales que constituyen el grueso de la obra (como por ejemplo, que los residuos sean inertes) podemos considerar que las singularidades medioambientales más relevantes son el gasto energético (asociado a la fabricación de materiales resistentes a tracción y a la eventual contaminación correspondiente) y el volumen de sobrantes (asociados a la masa necesaria para hacer frente a unos esfuerzos y a la facilidad o dificultad de su reciclaje). Así, intencionadamente se obvian aspectos de toxicidad, smog, eutrofía, etc.

La gran variedad de materiales implica una gran diversidad en las prestaciones estructurales que ofrecen. El análisis del impacto en el medio ambiente no se puede efectuar al margen de estas prestaciones ni al margen de su aplicación específica. Sabemos que para conseguir un perfil laminado de acero es necesario un importante gasto energético pero al ser sus prestaciones estructurales (resistencias, módulos de deformación, capacidad de adaptación plástica, etc.) muy superiores a las de los otros materiales y, pudiendo, por esta causa, utilizar secciones mucho más pequeñas, su impacto global, en alguna utilización concreta, podría ser menor. Si, además, tenemos en cuenta aspectos de reciclabilidad (que en el caso del acero es completa) puede ser que la utilización del acero sea, a pesar de su gran dispendio energético inicial, hasta favorable. En cualquier caso el resultado de un análisis medioambiental, contrariamente a lo que pasaba en los cimientos, no es intuible.

Se hace patente que si se quieren adelantar criterios sobre la idoneidad de un material o de una solución estructural no se podrá hacer al margen de un meticuloso análisis del dispendio medioambiental de su ensamblaje o de su ciclo de vida. Lo cual se había podido obviar en el caso de los cimientos.

Análisis de soluciones estructurales concretas.

Los techos.

En base a los estudios anteriores "ANÁLISIS DEL COSTE AMBIENTAL COMPARADO DE CUATRO SOLUCIONES DE FORJADOS" y al "ANÁLISIS DEL COSTE MEDIOAMBIENTAL COMPARADO DE DOS SOLUCIONES DE TECHOS LIGEROS" se puede concluir (con los datos existentes), que las soluciones medioambientales más correctas, son los techos de madera (los mejores si tenemos en cuenta la relación coste energético-residuos sólidos), seguidas de los techos de semiviga de hormigón y los techos muy ligeros de plancha de acero (el primero mejor en consumo energético y el segundo en residuos sólidos). La peor solución es la del perfil de acero convencional.

Los techos ligeros de plancha pueden ayudar a minimizar los residuos generados durante la construcción si se utilizan como almacenadores de los sobrantes de la construcción de las paredes inferiores, tal como se demuestra en el segundo estudio de los citados al principio. La acumulación de los escombros en los techos ayuda a mejorar el debilitamiento del ruido de los techos ligeros y permite eliminar el aislamiento (con el consiguiente ahorro energético que ello implica). Fue una práctica generalizada en la construcción catalana de casi todas las épocas.

Además, los techos ligeros mejoran la practicabilidad en sentido vertical lo cual favorece la versatilidad y la adaptabilidad de la construcción a diferentes usos, que es un principio que, al favorecer la reciclabilidad de la construcción, va en el sentido de reducir, a largo plazo, el volumen global de los escombros que generará el sector.

Al pensar en la reciclabilidad, también es importante el hecho que las soluciones ligeras suelen estar resueltas en seco, por capas yuxtapuestas no adheridas, por tanto favorecen los desmontajes selectivos y el reciclaje en las mejores condiciones posibles.

No se nos escapa el hecho que al favorecer las soluciones ligeras penalizamos el arriostramiento general del edificio ya que estos techos difícilmente tendrán un gran papel en la estabilidad en los esfuerzos laterales del conjunto. Se ha de tener en cuenta que la estructura principal ha de ser más autosuficiente frente a estos esfuerzos que si los techos fueran pesados, de hormigón colado in situ ligando el resto de constituyentes estructurales. Por ejemplo en la figura 1 a), b) y c) se adjuntan tres soluciones ligeras interesantes:

En el caso de emplear soluciones de hormigón, es fundamental reducir la masa y la armadura. Por ello es especialmente interesante la utilización de losas prefabricadas alveolares pretensadas. En esta solución se tendría que evitar el enyesado directo de la cara inferior como acabado. figura 1 d).

El sistema estructural principal

Estas conclusiones se redactan a tenor de lo que han aportado los estudios "ANÁLISIS DEL COSTE MEDIOAMBIENTAL COMPARADO DE CUATRO TIPOS DE JACENAS" y el "ANÁLISIS DEL COSTE MEDIOAMBIENTAL COMPARADO DE CUATRO SOLUCIONES DE MUROS".

En el primer estudio parece quedar claro que las soluciones óptimas en flexión se han de basar en la madera (laminada) o en el hormigón armado. Tanto a nivel de generación de residuos como de consumo energético, las soluciones en acero laminado son las peores.

Sobre las soluciones en hormigón armado es curioso constatar que según se utilice este material será una buena solución o una inadecuada solución ya que se demuestra que las jácenas planas presentan aproximadamente el 50% de coste energético de la solución en acero y el máximo volumen de residuos (100 %), mientras que la jácena de canto, respecto a estos mismos conceptos, sólo presenta el 33% y el 58%.

Esto permite formular unos sencillos principios para enfocar el diseño de estructuras de hormigón armado, lo más ecológico posible.

Procurar que las secciones tengan la menor cantidad de material posible, con el mayor momento de inercia posible. Este principio se refiere a la utilización de secciones peraltadas sin caer en secciones tan esbeltas que puedan crear problemas de inestabilidad lateral frente a compresiones y cortantes.

Es necesario depurar el diseño de manera que no se creen excesos de hormigón en rellenos, postizos o sobreespesores, especialmente si generan la demanda de armaduras para controlar su durabilidad por retracción, por ejemplo.

Intentar utilizar cuantías muy bajas y no más que las estrictamente necesarias. Se ha de intentar que la armadura esté próxima a la mínima, pero no inferior que ésta (si no es así se debería adoptar la armadura mínima, por tanto estaría desaprovechada su capacidad mecánica).

Evitar grandes diámetros que obliguen a importantes longitudes de anclaje y de solapamiento.

Que la fisurabilidad esté de acuerdo con el ambiente al cual el hormigón quedará expuesto. Evítense los hormigones vistos.

Un estructura de hormigón armado medioambientalmente correcta seria una estructura optimizada respecto a la cantidad de hormigón (sobre todo cemento) y de acero. Se han de considerar prioritarias las soluciones de cantos grandes y estrechos y, por tanto, se han de rechazar las que se basan en soluciones de poco canto o sin vigas (nada más inadecuado que las jácenas planas, las losas macizas o el forjado reticular, en cualquier caso son métodos que desde un punto de vista medioambiental han de ser considerados a fondo).

Estructura de paredes

El estudio "ANÁLISIS DEL COSTE MEDIOAMBIENTAL COMPARADO DE CUATRO SOLUCIONES DE MUROS" demuestra las ventajas de las paredes gruesas de tapia (escombros tratados más un ligante) por su capacidad de incluir una gran cantidad de sobrantes de la construcción con un coste energético bajo. También es cierto que durante la construcción, y por causa de su considerable volumen, es probable que generen una cantidad importante de sobrantes. Desde un punto de vista energético, la pared de ladrillo es la menos adecuada. La de hormigón adopta una posición discreta.

Si sólo tenemos en cuenta los aspectos de consumo energético y de residuos sólidos en la construcción de paredes no hay ningún material ni solución de los tratados, que se muestre prioritario con respecto a los demás. Por sí misma la solución de estructura de paredes de carga no parece la mejor posible ya que el sistema no es demasiado flexible para la utilización múltiple de los espacios. La falta de flexibilidad puede ser la causa del derribo prematuro de la construcción por obsolescencia funcional. En principio, la solución de paredes portantes puede corresponder a dos criterios muy opuestos: o bien tener una sección estricta para absorber los esfuerzos a fin de reducir los sobrantes de su construcción (como seria una pared de hormigón armado (poco armado) de 0,12 m de espesor); o bien adoptar secciones importantes (más de 0,3 m) para construirlas con materiales de bajas prestaciones procedentes de reciclado de escombros y abastecerse de aislamiento y de una buena inercia térmica.

Si la obra se programase de manera que al final se construyeran grandes piezas murarias (como por ejemplo, paredes de valla) se podrían absorber gran cantidad de residuos procedentes de la misma construcción, minimizando los sobrantes de la operación.

Parece que la combinación de paredes gruesas (casi autoportantes), construidas con tecnologías avanzadas de encofrados, y techos ligeros, podría ser un método idóneo de construir estructuras para viviendas desde el punto de vista medioambiental.

En el caso de la utilización de piezas conformadas (ladrillos, bloques de hormigón, etc.) es absolutamente necesario diseñar los edificios ateniéndose a las medidas básicas de los elementos que integran la construcción. La coordinación de las medidas (modular) es fundamental no tan solo por el buen orden de la construcción futura sino que también es esencial para reducir retales, despuntes y otros sobrantes.

Figura 1a