El estudio del ciclo de vida y de los residuos que desarrollaremos analizará el impacto ambiental de edificios de diferentes características constructivas. Los edificios elegidos a modo de modelo representan alternativas tipológicas y constructivas comunes en el campo de la vivienda.

Otro objetivo es analizar el consumo de energía del edificio a lo largo de su vida. Así, compararemos la energía consumida en la fabricación de los materiales y en la construcción de los edificios, con la energía necesaria para su funcionamiento: acondicionamiento ambiental y servicios.

Los ejemplos de edificios analizados corresponden a casos reales, es decir, a edificios que ya existen y de los cuales se dispone de datos suficientes para el análisis.

Estos modelos de edificio recorren las diversas alternativas tipológicas y constructivas que se manifiestan en la construcción tradicional, en la convencional contemporánea y en la construcción contemporánea más moderna (Véase en el Anexo 1 información gráfica sobre los ejemplos).

Características de los edificios:

1. Masía.

Es una edificación aislada, tradicional del ámbito rural en Cataluña. Se destina para uso doméstico de una o varias familias.

Las características constructivas son una muestra de la construcción tradicional: pocos materiales -los tradicionales- y gruesos espesores .

La estructura está formada por las paredes de fachada y los muros interiores de partición de obra de tapia. Este muro está formado por tierra y piedras del lugar aglomerados con cal. Los elementos constructivos que trabajan a flexión, forjados y techos de cubierta, están formados por vigas y tableros de madera. El tejado está acabado con teja cerámica. No hay materiales específicos de aislamiento.

2. Edificio de obra de fábrica tradicional.

Es un edificio de viviendas plurifamiliar de varias plantas, situado entre medianeras. El sistema constructivo es el característico de los edificios del S. XIX. La estructura es de muros de obra de fábrica de ladrillo cerámico en la fachada y en las particiones interiores. Los forjados son de viguetas de madera y entrevigado de obra de fábrica relleno del mismo material. La cubierta es plana y ventilada, también de obra de fábrica cerámica. No hay materiales específicos de aislamiento.

En el edifico estudiado se han considerado otros materiales que se han ido incorporando en las sucesivas mejoras (losa de hormigón en planta baja, etc.).

3. Edificio de obra de fábrica convencional.

Es un edificio de baja altura formado por la agrupación en hilera de varias viviendas unifamiliares. La estructura es de muros de obra de fábrica de ladrillo y el forjado es de viguetas de hormigón armado y entrevigado de bovedilla cerámica. Los muros de fachada son de dos hojas de obra de fábrica cerámica e incorporan aislamiento. La cubierta es plana.

4. Edificio de estructura de hormigón armado.

Es un edificio de varias plantas de altura destinado a viviendas. La estrucutra está formada por un forjado de hormigón armado en dos direcciones (reticular) unido a pilares y muros (en el sótano) de hormigón armado. Los muros de fachada son de obra de fábrica cerámica e incorporan una lámina de aislamiento en su interior. Las particiones interiores también son de obra de fábrica cerámica. La cubierta, en su mayor parte, es plana, menos en un tramo pequeño donde es inclinada y acabada con teja cerámica.

5. Edificio de acero y vidrio

Es una muestra de construcción contemporánea a base de materiales no tradicionales. La estructura es ligera a base de perfiles de acero sobre los que se apoya, para formar el forjado, una chapa plegada de poco espesor, también de acero. El cerramiento

exterior de fachada está formado por una carpintería de aluminio y acristalamiento de doble vidrio. No hay partes macizas de cerramiento. La cubierta es plana y contiene un material de aislamiento.

Como en los estudios anteriores de análisis de ciclo de vida de soluciones constructivas, utilizaremos la base de datos del programa Simapro3 (Véase en el Anexo 2 los resultados del análisis ambiental comparado).

Se ha establecido una hipótesis inicial que facilita la interpretación coherente de los resultados. La metodología de análisis se ha aplicado a cada edificio de la misma forma, y como si se construyeran todos hoy. Estos modelos analizados tendrán las mismas características que los edificios de referencia. Para evaluar los impactos derivados de su construcción, se considerarán los efectos de la fabricación de los materiales y la ejecución de la construcción con los datos de que disponemos, que son resultado de las características de la tecnología disponible en el momento actual. Es el caso, por ejemplo, de la energía consumida en la fabricación de los materiales, el transporte y los efectos ambientales derivados.

Para definir los materiales que serán objeto de análisis se han utilizado los criterios siguientes:

• se han caracterizado y medido el peso de los materiales mayoritarios que constituyen el edificio.
• las cantidades totales de cada material se han dividido por la superficie construida del edificio.

Esta caracterización cuantitativa de los materiales mayoritarios en relación a 1 m2 de superficie será el objeto del análisis de ciclo de vida, para conocer diversos valores del impacto ambiental y poder compararlos entre s

1. Masía

En su conjunto, la masía tiene el impacto ambiental menor de los edificios estudiados. Dentro de los materiales que forman la obra, la ejecución del muro de tapia es el elemento constructivo que tiene mayor impacto. Aunque si analizamos comparativamente los valores de los pocos materiales que intervienen, el muro de tapia -que es más del 95% del peso del edificio- tiene un impacto solamente dos o tres veces superior al resto de materiales que, en su conjunto, no superan el 5% del peso del edifico. El impacto del muro de tapia se debe fundamentalmente a la fabricación de la cal utilizada como aglomerante. La madera también tiene un impacto significativo aunque se utiliza en poca cantidad.

2. Edificio de obra de fábrica tradicional

El ladrillo cerámico es el material que se utiliza en más cantidad, por lo que en conjunto también tiene un impacto mayor. Otros materiales -los plásticos y los metales- que tienen un peso bastante menor, sin embargo tienen un impacto destacable.

3. Edificio de obra de fábrica convencional

En la construcción contemporánea se utilizan más materiales diferentes que en los edificios de construcción tradicional. Así, el efecto ambiental se reparte entre todos ellos. Aunque, como ocurre en los edificios anteriores, los materiales de naturaleza pétrea (obra de fábrica, hormigón, etc.), que son mayoritarios, tienen un efecto ambiental, en relación a su masa, inferior a otros materiales minoritarios: acero, plásticos, etc., que consumen más energía en su fabricación.

4. Edificio de estructura de hormigón armado

La caracterización relativa de los materiales que constituyen el edificio es semejante al modelo anterior. Así, los gráficos del impacto de cada material y los comentarios de estos resultados también son semejantes.

5. Edificio de acero y vidrio

Es el edificio en el que hemos considerado más materiales diferentes. En la mayoría de los efectos ambientales considerados, el impacto se reparte entre todos ellos. No obstante, hay algunos impactos que tienen un protagonista dominante. En el ozono es el PVC, en los residuos de materiales pesados es el vidrio, y en el carcinoma es la lana de roca. El acero -que es el material de la estructura- se utiliza optimizando las posibilidades de la construcción ligera con perfiles de chapa conformada. Así, la estructura tiene un peso mucho menor que en los edificios anteriores y su impacto, a pesar de que es un material metálico, no es tan determinante.

Es destacable el bajo impacto ambiental de la masía en comparación con los otros edificios estudiados. En todos los conceptos evaluados su impacto es claramente menor que el de los otros edificios.

El consumo de energía de los edificios de estructura de hormigón y de acero y vidrio son semejantes y algo menores en los de obra de fábrica. Otros efectos atmosféricos y los residuos tóxicos, también tienen un impacto ambiental mayor en el edifico de acero y vidrio.

Si analizamos los residuos originados en el proceso de fabricación y construcción, y los que previsiblemente se producirán por el derribo del edificio, el edifico de acero y vidrio, que es el más ligero, tiene ventajas evidentes sobre los demás. Además, los metales y el vidrio son residuos fácilmente valorizables.

El análisis de ciclo de vida que hemos desarrollado para cada modelo de edificio evalúa el consumo de energía necesario para la fabricación y ejecución de los trabajos de construcción necesarios. En resumen, los resultados obtenidos son los siguientes:

Además, el edificio, a lo largo de su vida útil, consumirá la energía necesaria para el acondicionamiento térmico y el funcionamiento de las máquinas y servicios. La energía necesaria para la calefacción depende de varios factores, -entre ellos de la KG del edifico- mediante los que se puede prever dicho consumo de energía. Respecto a los consumos domésticos de energía (cocina, agua caliente sanitaria, electricidad, etc.) se ha escogido un valor ponderado y único para todos los modelos: 64 Kwh/m2 año (230 MJ/m2 año). Cabe destacar que para unificar los resultados y simplificar las conclusiones finales, se escogió para los diferentes consumos energéticos un mismo tipo de energía, la eléctrica. Así, el consumo energético medio anual de cada modelo de edificio es de:

Compararemos los resultados de los consumos de energía en las dos etapas de vida del edificio para establecer un valor de referencia que permita apreciar la importancia relativa de cada consumo. El valor de referencia es el cociente entre ambos consumos, de manera que su resultado en años, nos dice el tiempo necesario de vida útil del edificio para consumir una energía equivalente a la que fue precisa en la etapa de fabricación de los materiales y de construcción de la obra.

Al analizar estos valores, observamos que el periodo de tiempo de la construcción tradicional es inferior al de la convencional y sobre todo al de la más moderna. Los valores de los edificios contemporáneos, más intensivos en consumo de energía en su fabricación, son los más altos.

Índice - años que se tarda en amortizar la energía de construcción respecto a la de utilización.

Un dato claro es que las características constructivas de la masía determinan un impacto ambiental menor que en los demás edificios, aunque produce una cantidad de residuos de demolición importante, y poco valorizables. Por otro lado, es un tipo constructivo no adaptable a las características y necesidades de los edificios plurifamiliares en altura. Las características tipológicas y de resistencia de los muros estructurales de la masía no satisfacen las exigencias funcionales y no tienen la misma estructura que los tipos de edificios más comunes.

La edificación convencional es excesivamente pesada, por lo que origina un impacto destacable y además produce grandes cantidades de residuos de demolición. Es claramente un modelo a mejorar desde el punto de vista del diseño ambiental.

El edificio de acero y vidrio tiene un impacto ambiental algo más alto que los restantes. Sin embargo, origina menos residuos de demolición. Los materiales que lo conforman y el sistema de construcción montado en seco facilita la deconstrucción y la selección de los residuos, por lo que su valorización es económicamente viable. También permite incorporar materiales reciclados, como es el caso del acero de la estructura, o el aluminio del cerramiento exterior.

El consumo de energía en la fabricación de los materiales y en la construcción de los edificios es bajo en comparación con el consumo de energía necesario para el acondicionamiento térmico y los servicios necesarios para su funcionamiento. Por lo tanto, el incremento de aislamiento en la edificación, la utilización de energías renovables, la optimización de la eficiencia energética en el funcionamiento del edificio, etc, son aspectos fundamentales del diseño arquitectónico para poder reducir el impacto ambiental del edificio a lo largo de su vida útil.

Edificio modelo 1
Edificio de viviendas del s. XIX
Ciutat Vella. Barcelona

Edificio modelo 2
Edificio de viviendas contemporáneo
Can Gasset. Tarragona

Alzado Planta

Edificio modelo 3
Masía Catalana
Can Recoder. El Maresme

Edificio modelo 4
Edificio de viviendas en hilera
Lleida

Edificio modelo 5
Vivienda unifamiliar aislada
Casa hopkins

Figura 1

Figura 2

Figura 3

Figura 4

Figura 5

Figura 6

Figura 7

Figura 8

Figura 9

Figura 10

Figura 11

Figura 12

Figura 13