¿Qué es el desarrollo con bajas emisiones de carbono para el diseño y la construcción?

El desarrollo bajo en carbono es un enfoque holístico del diseño y la construcción que abarca prácticas en evolución, con eficiencia energética y buenas para el medio ambiente, con vistas a construir un futuro mejor. Su definición en sentido amplio lo explica como el desarrollo “que satisface las necesidades del presente sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer sus propias necesidades”, conforme al Informe Brundtland (PDF, p. 59), un congreso internacional de mediados de la década de los 80 que describió por primera vez los conceptos básicos de la visión renovable ahora sostenida, en principio, por líderes de la industria a nivel mundial.

Con la evolución tecnológica y la urgencia de hallar soluciones sostenibles intensificada por el cambio climático, el desarrollo bajo carbono ya no es el futuro, sino también el presente. Básicamente, no existe otro modo de alcanzar un desarrollo sostenible íntegro en arquitectura, ingeniería y construcción (AIC) sin un cambio radical en la forma en la que se diseñan y construyen los proyectos. Los edificios son responsables del 38 % (PDF, p. 10) de las emisiones anuales de carbono en todo el mundo, y de esta cifra, el 28 % deriva de emisiones de funcionamiento como calefacción, refrigeración y energía, mientras que el 10 % restante proviene de los materiales y la construcción. La gran ola de desarrollo urbano prevista dificulta aún más la reducción de estos valores.

Se pronostica que, entre el presente y el año 2060, se duplicará la superficie construida, lo que equivaldrá a agregar una ciudad de Nueva York íntegra al mes durante las próximas cuatro décadas. La descarbonización de los edificios por construir y de los ya construidos necesita acción inmediata. Sobre esta base, dos de las 17 metas de desarrollo sostenible de la ONU para 2030 se centran en el entorno urbanizado: la construcción de infraestructura flexible y la creación de ciudades y comunidades sostenibles.

El progreso de este cometido implica abordar una serie de desafíos interrelacionados. El entorno construido debe evolucionar en paralelo con la red eléctrica, a la vez de abandonar paulatinamente la infraestructura de los combustibles fósiles y dar impulso a las opciones de transporte eléctricas. Esta transformación se ha visto perjudicada por escasa coordinación y el peso de las ideas de la vieja escuela, pero la tecnología y la creatividad necesarias para el éxito ya está disponible.

Este cambio presenta una oportunidad inmensa a los interesados adoptar un enfoque diferente. El desarrollo bajo en carbono también podría implicar una apuesta financiera inteligente: la Corporación Financiera Internacional considera que los edificios “verdes” llegarán a tener un valor de 24,7 billones de dólares para 2030.

El desarrollo bajo en carbono es tanto una visión como un proceso holístico centrado en la mejora del medio ambiente, que a menudo incorpora los conceptos de descarbonización, flexibilidad, circularidad y equidad. Su implementación exitosa requiere la coordinación de los equipos de arquitectura, ingeniería y construcción, que deberán compartir activos digitales desde el principio, a fin de eliminar residuos derivados de su propio trabajo y del producto terminado.

El proceso puede no verse con claridad en sus fases iniciales, pero es importante contar con una visión, aunque no esté tan bien definida, que se aclarará a medida que se integren otros elementos. La visión compartida y las herramientas digitales de cualquier proyecto deberán considerar cada etapa de la vida de un edificio, incluyendo el contenido energético y los impactos que el proyecto tendrá al final de su ciclo de vida. Con esta información, los equipos pueden comprometerse a desarrollar un plan completo, con los materiales sostenibles y las prácticas de construcción correctas.

Selección cuidadosa de la ubicación

Antes de colocar el primer ladrillo, seleccionar el emplazamiento correcto para el proyecto puede ayudar a recortar las emisiones. La suprema importancia que las inmobiliarias adjudican a una buena ubicación se duplica para el diseño ecológico.

Conforme a la Sustainable Design Guide del Los Alamos National Laboratory, las buenas prácticas para decidir la ubicación correcta incluyen:

• Aprovechamiento de la topografía del lugar, la luz, la sombra y el viento para promover la conservación energética

• Preservación de la vegetación existente

• Integración arquitectónica entre el edificio y el paisaje a su alrededor

Elegir una ubicación correcta ayuda a minimizar trastornos: tener en cuenta las edificaciones existentes o la reutilización de ruinas industriales con el fin de reducir la huella ambiental, evitando interferir con cuencas y corredores ecológicos, y utilizando la vegetación autóctona en el paisajismo. Estas medidas maximizan el valor del emplazamiento en función de sus emisiones de carbono. La elección de un predio urbano al que se pueda llegar caminando, cerca de infraestructura de servicios y transporte público, también puede reducir las emisiones relacionadas.

Herramientas tales como Autodesk Insight ayudan a los arquitectos a diseñar prestando especial atención a la eficiencia energética y la optimización ambiental de un proyecto. Autodesk Spacemaker, una herramienta de inteligencia artificial empleada en las fases iniciales del diseño, también está haciendo que los profesionales del sector inmobiliario consideren el impacto de la ubicación y la orientación de un edificio mediante el análisis en tiempo real de los datos sobre el viento y la luz solar, y sus efectos.

Esta planificación tiene importancia clave para la infraestructura de energía renovable, como parques eólicos o solares. El pronóstico es que la inversión en la generación de energías limpias se duplicará en los próximos cinco años, lo que necesitará un planeamiento inteligente para evitar perjuicios ecológicos, en especial en los hábitats de la vida silvestre.

Los titulares de carteras de propiedades están reconsiderando la mejor forma de incrementar su rentabilidad general a la vez de reducir su impacto ambiental. Mediante la renovación y reutilización de las propiedades ya existentes en sus carteras, los titulares pueden adaptarlas con mayor rapidez a las necesidades de los distintos ocupantes, incluso con la expansión a nuevos mercados a medida que cambie el sector.

Arquitectura, diseño e ingeniería creativos y sostenibles

Es importante combinar visiones y distribuciones creativas con la selección de los materiales correctos. La planificación para el desarrollo bajo en carbono depende mayormente de los métodos de los procesos de producción. Por ejemplo, el uso de cadenas logísticas locales que eliminan los gastos de flete y transporte ayuda a reducir el carbono incorporado. Una fase de construcción baja en carbono depende de la adquisición de los materiales correctos y de la implementación de los procedimientos apropiados.

La elección de proveedores debe reducir, renovar, o cuando esto no sea posible, compensar el carbono generado por la producción, el transporte y el uso de los materiales. Por ejemplo, en algunos casos, la construcción en madera-masiva puede ayudar a recortar la huella de carbono almacenándolo en la estructura del edificio. La previsión —por ejemplo, asegurar que el acero empleado sea muy reciclable y provenga de una cadena logística de bajo carbono— ayuda a su amortización durante todo el ciclo de vida del edificio. Los arquitectos y los ingenieros deben también especificar en la propuesta materiales de construcción bajos en carbono, al igual que materiales que necesiten menos agua, energía, sustancias químicas tóxicas y detergentes. Este enfoque también reduce los costos de mantenimiento a lo largo del tiempo.

Materiales de construcción bajos en carbono

Dado que hasta un 80 % del carbono incorporado del edificio proviene de los materiales estructurales, para un desarrollo sostenible deben usarse opciones bajas en carbono. Las opciones bajas en carbono de los materiales de construcción también pueden incluir materiales reutilizados, como madera recuperada o contenido de acero reciclado. (El sector de la construcción tiene fama de tirar a la basura materiales sin usar.) El hormigón tradicional de por sí produce casi el 8 % anual del carbono a nivel mundial. Hay materiales nuevos que pueden aportar alternativas “más verdes”, entre las cuales se incluyen:

• Ladrillos fabricados con materiales de construcción recuperados

• Hormigón reciclado

• Mezclas de hormigón que reduzcan el impacto del carbono

El uso de técnicas nuevas y enfoques de diseño minimalistas —líneas sobrias, sin falso techo y suelos de hormigón pulido— también reduce la cantidad total de materiales utilizados.

La Calculadora de Carbono Incorporado, o EC3, que también puede usarse con el software BIM (modelado de información de la construcción), permite el mapeo de los materiales a nivel de cada elemento una vez que se haya detallado el diseño del edificio. Puede informar con rapidez parámetros importantes tales como carbono incorporado, estimaciones de las emisiones de gas de efecto invernadero de todos los materiales producidos, transportados y ensamblados para un proyecto, así como de los costos de mantenimiento y del final del ciclo de vida.

Un ensamblaje considerado de los materiales

Una vez reunidos los materiales correctos, debe tenerse el mismo cuidado para ensamblarlos. Una mejor gestión de BIM y la colaboración digital en la obra puede ahorrar costos, energía, horas de trabajo y materiales. Adoptar métodos más eficientes, como la construcción ajustada, elimina residuos y recorta el carbono integrado gracias a una mejor gestión del proyecto. Según el Lean Construction Institute, el 70 % de los proyectos de construcción se retrasan o exceden el presupuesto.

La construcción prefabricada, modular e industrializada también puede agilizar el cronograma del proyecto, codificar la construcción y reducir los residuos durante todo su ciclo de vida. Por ejemplo, el ayuntamiento de Venlo, en los Países Bajos, puede desmantelarse y volverse a ensamblar en otro lugar como una estructura totalmente diferente. BamCore ha ideado un sistema prefabricado para el diseño y la producción de paneles híbridos de bambú, que ofrece materiales más renovables para estructuras residenciales y comerciales de baja altura. Por último, una nueva y creciente generación de maquinaria pesada y camiones completamente eléctricos ha abierto el camino al uso de energías renovables durante el desarrollo de obras de construcción.

Funcionamiento y mantenimiento de un edificio de bajo carbono

El trabajo en los edificios inteligentes y sostenibles no se termina cuando las distintas cuadrillas se retiran. El funcionamiento y el mantenimiento de los edificios son ocupaciones durante todo su ciclo de vida que aportan formas de reducir los costos energéticos, y también la contaminación. Los investigadores de la ONU hallaron que las emisiones causadas por el funcionamiento operación de los edificios alcanzaron su pico en 2019. Ahora, una construcción más optimizada y tecnologías de funcionamiento más inteligentes se están convirtiendo en la nueva norma. Las emisiones a causa de la operación de edificios necesitan disminuir con rapidez para poder cumplir las metas del Acuerdo de París.

Los propietarios de los edificios pueden maximizar la eficiencia de la calefacción, la refrigeración y los sistemas de climatización mediante el uso de tecnología y los datos de la operación de los mismos. Para hacerlo, usan sensores y gemelos digitales sofisticados, que constantemente actualizan un modelo de simulación digital del edificio, accionado mediante inteligencia artificial y aprendizaje automático, que puede vigilar, mantener y optimizar el funcionamiento del edificio real. Estos avances tecnológicos también introducen el mantenimiento predictivo, en el que sensores y control en tiempo real pueden detectar si algo excede ciertos límites y aplicar medidas que ahorren energía, tiempo y costos antes de que se produzcan inconvenientes, lo que ayuda mantener niveles de eficiencia muy cercanos al máximo posible.

Retiro de servicio y final del ciclo de vida del edificio

Incluso los edificios que están a punto de ser demolidos o retirados de servicio tiene valor sostenible para los promotores inteligentes y holísticos. El paradigma del siglo XX de vender o demoler un edificio, con empresas de demolición dedicadas a desmantelar edificios derrumbados en búsqueda de elementos para revender, funciona en cierta medida. Pero las soluciones digitales ofrecen mejores opciones de reciclaje y recuperación, al igual que un enfoque más reflexivo.

Mediante la aplicación de programas de dobles digitales tales como Autodesk Tandem y los pasaportes de materiales (una base de datos de todos los materiales utilizados para un proyecto), los edificios obsoletos pueden convertirse en bancos de materiales. De este modo, las vigas de acero y los ladrillos, que se han seguido desde su instalación, pueden rescatarse y tener un segundo uso en la fachada de otro edificio. Cuanto más se sepa sobre lo que tiene un edificio antes de su desmontaje, más sencilla y barata será la reutilización de esos materiales. Sin un plan de deconstrucción, la mayor parte del edificio obsoleto termina en vertederos.

Cuando la trayectoria de los datos de diseño culmina en un gemelo digital, los arquitectos y los diseñadores están en buena posición para una reutilización adaptativa. Mediante el uso de diseño generativo, los arquitectos pueden usar tecnología para ayudarles a reconsiderar y rediseñar distribuciones que hagan el mejor uso posible del espacio disponible. El enfoque del pasaporte de materiales también puede fomentar diseños creativos para edificios moribundos. Comprender mejor los emplazamientos más antiguos o que formen parte del patrimonio cultural facilita a arquitectos, ingenieros y constructores la reutilización de una buena parte de los edificios existentes, o el uso de materiales reciclados como elemento fundamental del diseño de un proyecto nuevo. En Sídney, la totalmente nueva Quay Quarter Tower reutilizó un 68 % de un antiguo edificio de los años 70, con un ahorro en el contenido energético equivalente a 10 000 vuelos de Sídney a Melbourne.

Según parece, salvar al planeta también permite ahorrar costos, en especial cuando se trata de una estrategia de desarrollo bajo en carbono. Las estrategias de desarrollo bajo en carbono tienden a agilizar muchas de las fases de construcción, lo que puede reducir drásticamente el costo de un proyecto. Un edificio con alta eficiencia energética puede aportar ahorros significativos en los costos energéticos durante todo el ciclo de vida del proyecto. El enfoque de la eficiencia energética a través de descarbonización, electrificación, eficacia y digitalización tiene una rentabilidad de 3 dólares por cada dólar invertido, conforme al Three Percent Club. Muchos institutos educativos y edificios de oficinas en todo el planeta han ahorrado millones mediante la implementación de diseños avanzados, mientras que la Universidad de Stanford halló que la retroadaptación integral de edificios completos ahorró un 24 % anual en promedio.

Asimismo, muchas investigaciones han demostrado que los edificios sostenibles ayudan al mejor rendimiento de los trabajadores. El diseño biofílico y el biomimético son ejemplos de la forma en la que algunos arquitectos están haciendo que la naturaleza pase del exterior al interior, con el consiguiente beneficio para el bienestar de los ocupantes. El uso de materiales mejores, que aumentan la circulación de aire y la luz natural, y la eliminación de los combustibles fósiles y las sustancias químicas nocivas presentan un magnífico argumento comercial para los propietarios de edificios de oficinas: menor gasto energético y mayor productividad. El U.S. Green Building Council halló que los empleados “se sentían más satisfechos y eran más saludables y productivos” en edificios de oficinas sostenibles.

En definitiva, los edificios son bienes de capital. A la vez que los costos más bajos y la mayor satisfacción de los ocupantes aumentan el atractivo de estos edificios, el impresionante aumento de la inversión en ASG (inversionistas interesados en gobernanza ambiental, social y corporativa que exija construcción y planes operativos sostenibles) demuestra que los proyectos “más verdes” son un imán para las inversiones de capital. El desarrollo sostenible se está convirtiendo en algo normal en los sistemas financieros, lo que lleva a una mayor reflexión en el planeamiento y sobre el carbono incorporado, así como la adopción de parámetros climáticos más exigentes. Hay en juego capitales de billones de dólares dirigidos al desarrollo sostenible, con lo que la discusión sobre las prácticas de desarrollo sostenible dentro del ecosistema de la AIC pasa a ser un imperativo tanto ambiental como financiero.

En la práctica, los edificios bajos en carbono han creado arquitectura de vanguardia con valor adicional. Las limitaciones de la eficiencia energética o la reutilización de un edificio obsoleto pueden encender la llama creativa de arquitectos e ingenieros, con resultados aún más llamativos.

En Epernay, Francia, el estudio de arquitectura OuyOut, que tuvo a su cargo el diseño de un espacio nuevo para la asociación contable CDER, se opuso a demoler un edificio antiguo y francamente horrible, y en su lugar, lo retroadaptó y le renovó la fachada. El espectacular exterior, una fachada de doble piel con curvas sinuosas y vegetación a modo de pérgola, es un elemento estético acertado para la capital de la región de Champagne en Francia. También incorporó un exterior con mayor espesor y aislamiento que redujo drásticamente los costos energéticos.

En Miami, un lujoso proyecto residencial apenas completado, Grove Central, incorpora materiales sostenibles y paneles solares en el techo. Tal vez su impacto ambiental más perdurable sean la ubicación y las conexiones de tránsito del complejo. Grove Central está situado cerca de una estación del tren ligero, y facilita el transporte multimodal, sin tránsito de automóviles. También cuenta con una tienda en las instalaciones, a la que se puede llegar caminando, y servicios tales como un club social, lo que ayuda a recortar las emisiones derivadas de traslados y salidas de compras. Igual que el diseño de OuyOut, este proyecto residencial sostenible no exige sacrificios del estilo de vida de sus ocupantes. Es indiscutible que el diseño creativo y responsable añade más valor estético y mayores beneficios para los usuarios que los diseños tradicionales.

Una idea similar pero en mayor escala fue adoptada por la Magnolia Quality Development Corporation de Tailandia para diseñar el WHIZDOM 101. El predio y ciudad inteligente de casi 69 000 kilómetros cuadrados representan una visión integrada de trabajo, vida y ocio. Los servicios de gran categoría incluyen pista de jogging, carril para bicicletas, biblioteca y muchísimos espacios verdes. El uso de diseño digital permitió recortar la cantidad de materiales de construcción necesarios para esta urbanización, que incluyó la planificación de microclimas en el exterior para atemperar el calor e hizo uso de sistemas de gestión inteligente para controlar y reducir el consumo de energía en tiempo real. En total, el proyecto redujo el uso de energía en un 30 % y el de agua en un 40 %.

En Atlanta, el edificio Kendeda Building for Innovative Sustainable Design se ha postulado para la certificación total del Living Building Challenge, y en la actualidad está reconocido como uno de los edificios más innovadores y sostenibles del sudeste de los Estados Unidos. El edificio Kendeda, situado en el Georgia Institute of Technology, es un espacio educativo de unos 3500 metros cuadrados construido en madera masiva. Entre otros elementos sostenibles, cuenta con un techo “verde”, cisternas para recolectar y reutilizar agua pluvial, y una marquesina de paneles solares. El edificio en sí es regenerativo: aporta más al medio ambiente de lo que recibe de él.

La vía para alcanzar el desarrollo bajo carbono es circular. Accenture estudió la economía circular y estim&