Conoce cuál es el impacto ambiental en la industria de la construcción y como disminuirlo mediante el desarrollo sostenible
By Ph.D. Carolina Hernández ValerioNo cabe duda que la industria de la construcción ha sido un pilar fundamental en el bienestar de la civilización actual satisfaciendo las necesidades de la sociedad actual, sin embargo, las actividades de construcción tienen impactos adversos significativos en el medio ambiente que típicamente incluyen emisiones de polvo y gases, contaminación acústica, generación de desechos, consumo de agua y contaminación del aire. El propósito de este blog es aportar una visión general de los impactos de la industria de la construcción en el medio ambiente y dar conocimiento de la relación que tiene dicha industria y el desarrollo sostenible.
Introducción
El cambio climático es uno de los problemas más desafiantes para nuestra sociedad. A nivel político, muchos esfuerzos abordan el cambio climático. Por ejemplo, como parte del Programa Europeo de Cambio Climático (ECCP por sus siglas en ingles), la Unión Europea ha establecido objetivos para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) en la UE progresivamente hasta 2050 (Comisión Europea, 2008). Estos objetivos se revisaron recientemente y ahora apuntan a reducir las emisiones de GEI en un 55 % para 2030, mientras se logra la neutralidad climática para 2050 (Comisión Europea, 2020).
Un sector con impactos adversos significativos en el medio ambiente es la industria de la construcción (Ding et al., 2018). Los productos de esta industria siguen siendo responsables del 36 % de los GEI relacionados con la energía en Europa (Comisión Europea, 2021). De acuerdo con el reporte del 2023 del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC por sus siglas en ingles) el rango aproximado del aumento total de la temperatura superficial global causado por el hombre desde 1850–1900 hasta 2010–2019 es de 0,8 °C a 1,3 °C, con una mejor estimación de 1,07 °C. Durante este período, es probable que los gases de efecto invernadero hayan contribuido a un calentamiento de 1,0°C–2,0°C8,
Además de las emisiones de GEI muy prominentes, otros impactos adversos incluyen las emisiones de polvo y gas, la contaminación acústica, la generación de desechos, el consumo de agua y la contaminación del aire (Chuai et al., 2021). Para lograr los objetivos europeos, se requieren cambios a nivel corporativo en la industria de la construcción. Para las empresas en cuestión, existen diferentes oportunidades para que se vuelvan más “verdes” mediante productos innovadores y amigables con el medio ambiente y mediante mejoras organizacionales.
Impacto ambiental en la industria de la construcción
La contaminación producida por la industria de la construcción se puede desglosar en: producción de materiales, equipos, transporte y producción de desechos, de estas la que tiene mayor impacto es la producción de materiales para la construcción, principalmente la producción del concreto. El concreto es el material fabricado por el hombre más utilizado en el mundo, con un consumo que crece exponencialmente a medida que aumentan las poblaciones y los ingresos (Monteiro et al. 2017). La popularidad del concreto, que se deriva de su bajo costo y facilidad de producción, da como resultado una demanda anual estimada de recursos de materiales directos de 30 GT.
La producción de cemento ha sido identificada como una de las fuentes de emisiones más difíciles de descarbonizar (Davis et al. 2018) debido a las emisiones del proceso asociado a la producción. Dado que la producción de concreto es responsable de aproximadamente el 8 % de las emisiones antropógenas globales de gases de efecto invernadero (GEI) y del 3 % de la demanda mundial de energía (Miller y Moore, 2020), la evaluación de las estrategias de mitigación propuestas en el sector es esencial en el desarrollo de vías de emisión de carbono bajas o nulas.
Otro material de importancia en la industria de la construcción es el acero, La producción de acero no ha parado de crecer desde mediados del siglo XX. La industria tiene monitorizados algunos parámetros relevantes para la sostenibilidad, como las emisiones de gases de efectos invernadero, la intensidad energética de la producción. Producir una tonelada de acero genera 600 kg de otros materiales, incluidos carbono, escoria, polvo, lodo, calor y gases. Una vía para para capturar valor en el proceso de producción y reducir la extracción de nuevas materias primas es optimizar la administración y el uso de subproductos. Según la Fundación Ellen MacArthur, la industria del acero ha realizado grandes progresos en este campo para establecer prácticas de administración y uso de subproductos, pero todavía hay muchas posibilidades de mejora. Además, La utilización del agua en la industria de la construcción es bastante convincente y, por lo tanto, los efluentes líquidos no pueden descuidarse, 1 m3 de Concreto da cuenta de la producción de 1500 a 3000 L de efluentes alcalinos (Ede et al. 2017).
Por otro lado, hay un aumento en la cantidad de residuos de construcción generados en los sitios de construcción (Banias et al., 2011; Ignacio et al., 2011; Ajayi et al., 2017). En comparación con otros tipos de residuos, los residuos de la construcción tienen un gran volumen, lo que representa un tercio de todos los residuos (Gottsche y Kelly, 2018). Los desechos de la construcción constituyen aproximadamente entre el 10 y el 30 % de los desechos que se desechan en los vertederos de todo el mundo (Polat et al., 2017).
La cantidad de recursos naturales consumidos y residuos generados por las obras de construcción también es estimada por (Bribián et al., 2011), su estudio ha demostrado que la obra civil y la edificación consumen el 60% de las materias primas, siendo los proyectos de edificación el 40% de este volumen. Además, la industria de la construcción produce aproximadamente el 35% del total de residuos al medio ambiente a nivel mundial (Solís-Guzmán et al., 2009; Yuan et al., 2012). De igual forma, la industria utiliza el 35% de la energía y libera el 40% del dióxido de carbono a la atmósfera (Luangcharoenrat et al., 2019), a nivel mundial, la industria de la construcción es responsable del 40% del consumo total de energía y recursos naturales (Asif et al., 2007).
Sustentabilidad y desarrollo sustentable
La incorporación del término “desarrollo sostenible o sustentable” se originó a partir de su uso en el Informe Brundtland de 1987 que lo definió como “satisfacer las necesidades y aspiraciones de la generación presente sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer sus necesidades”. El informe también vinculaba implícitamente el concepto de desarrollo sostenible con la protección del medio ambiente, el crecimiento económico y el progreso social (Abrahams, 2017). Este vínculo del desarrollo sostenible con las preocupaciones ambientales, sociales y económicas también se conoce como el resultado final triple de la sostenibilidad (Alhaddi, 2015). Se cree que el desarrollo sostenible es una fuente duradera de beneficios socioeconómicos para el medio ambiente y la sociedad (Szymańska, 2021).
Desde que se utilizó el concepto de “desarrollo sostenible” en el Informe de la Comisión Brundtland, la investigación sobre el concepto ha evolucionado desde etapas conceptuales hasta modelos de desarrollo e indicadores de sostenibilidad (Olawumi y Chan, 2018). En su revisión cienciométrica de la investigación del desarrollo sostenible, Olawumi y Chan (2018) encontraron que el enfoque de la investigación se puede categorizar principalmente en las áreas temáticas de ciencias ambientales, tecnología verde y tecnologías de construcción y edificación. Los temas emergentes de investigación sobre desarrollo sostenible abarcan el desarrollo urbano sostenible, la evaluación ambiental, las políticas públicas, los indicadores de sostenibilidad, la gestión del agua, la gestión de residuos y la transición energética.
Aunque los términos "sostenibilidad" y "desarrollo sostenible" se usan a menudo de manera intercambiable en la literatura, parece haber algunos matices que hacen posible una distinción en la literatura.
Construcción sustentable
La “construcción sostenible o sustentable” es bastante reciente en la literatura con más del 80% de sus publicaciones que datan de 2010 (Det Udomsap y Hallinger, 2020). Una definición bien citada es que puede definirse mejor como “cómo la industria de la construcción junto con su producto, el entorno construido, entre muchos sectores de la economía y la actividad humana, puede contribuir a la sostenibilidad de la tierra, incluidos sus seres humanos y no humanos” (Kibert, 2007). Sucintamente, Dickie y Howard (2000) definieron la construcción sostenible como “la contribución de la construcción al desarrollo sostenible”.
En esencia, el ámbito de consideración en la construcción sostenible comprende los edificios y sus espacios auxiliares, los procesos y materiales para su construcción, y los sistemas de infraestructura de apoyo de transporte, residuos, suministro y gestión de agua y energía para los edificios (Presley y Meade, 2010). El objetivo principal de la construcción sostenible es el desarrollo de estructuras accesibles, seguras, saludables y productivas, minimizando los impactos negativos en el medio ambiente, la sociedad y la economía.
Para comprender mejor cómo ha evolucionado el concepto de construcción sostenible durante las últimas tres décadas, se presentan aplicaciones más recientes del término. Yevu et al. (2022) describieron la construcción sostenible como caracterizada por el uso mínimo de recursos. Ogunmakinde et al. (2022) consideran que la economía circular está indisolublemente unida a la construcción sostenible, mientras que Francis y Thomas (2020) equipararon el término en inglés "Lean” con "sostenible" debido a sus objetivos comunes de promover la eficiencia de los recursos y reducir los residuos. “Lean” se asocia a principios, métodos y técnicas encaminados a mejorar los procesos productivos industriales, maximizando su valor y reduciendo costes. Los beneficios de "Lean" en la construcción incluyen la mejora del flujo, la mejora de la productividad, la eliminación de desperdicios y la reducción de demoras. (Caldarelli et al., 2022). Go et al. (2020) subrayan la integración de la triple línea de base como las dimensiones centrales de la construcción sostenible. Det Udomsap y Hallinger (2020) identificaron los "materiales alternativos" como la vanguardia del desarrollo sostenible a partir de la investigación sobre el concepto.
¿Cómo hacer mi construcción más sustentable?
De acuerdo con Drager y Letmathe (2022) existen diferentes oportunidades para que las empresas constructoras se vuelvan más “verdes” mediante (1) productos innovadores y amigables con el medio ambiente (2) mediante mejoras organizacionales. Estos aspectos no deben considerarse por separado, porque hay muchas conexiones entre ellos. También es necesario agregar a estas perspectivas una perspectiva económica e industrial, ya que los enfoques viables para aumentar la sostenibilidad de la industria deben tener en cuenta la situación económica y los factores contextuales específicos de la industria de la construcción. Por lo tanto, vale la pena analizar el producto y las perspectivas organizacionales con más profundidad con respecto a la relación entre los aspectos económicos y específicos de la industria de la construcción:
- Perspectiva del producto respetuoso con el medio ambiente. Ilg et al. (2016) discutieron los materiales de alto rendimiento en la industria de la construcción como una solución para reducir las emisiones de CO2. Una posible innovación de materiales para disminuir el impacto ambiental de la industria son los polímeros reforzados con fibra que se pueden producir con menos emisiones de CO2 y también tienen posibles ventajas de costos. La extensa revisión bibliográfica de Ortiz et al. (2009) ha revelado que la mayoría de los estudios utilizan el Potencial de Calentamiento Global (PCG) como indicador para medir el impacto ambiental de los insumos y productos del sector de la construcción. Especialmente, el concreto y el acero reforzado provocan un alto impacto ambiental negativo. Mao et al. (2013) proporcionaron una comparación entre diferentes métodos de fabricación en el sector de la construcción (fabricación fuera del sitio frente a en el sitio) y su impacto ecológico con respecto a las emisiones de GEI. Encuentran que los elementos de construcción prefabricados producen significativamente menos emisiones de GEI que los convencionales (Mao et al., 2013). Así mismo, los métodos constructivos que requieran menos cantidades de acero y concreto, disminuyen considerablemente el impacto ambiental que su construcción podría tener. Razones tales como procesos de producción más estandarizados y menos desperdicio como consecuencia ya apuntan hacia la perspectiva organizacional.
- Perspectiva organizacional. Esta perspectiva se centra en las mejoras organizativas, principalmente a nivel de fabricación. Además, los estudios que se centran en la perspectiva organizacional a menudo no consideran las implicaciones ambientales (Diekmann et al., 2005). Otros estudios también mostraron que los residuos de la construcción (Formoso et al., 1999) y el control de los flujos de residuos (Vrijhoef y Koskela, 2000) son un problema importante en las cadenas de suministro de la construcción y afectan más al medio ambiente. Dües et al. (2013) consideraron también el vínculo entre los tiempos de producción y los impactos ambientales. La investigación de Hajmohammad et al. (2013) examinó empíricamente la teoría de la visión basada en recursos naturales con un enfoque en cómo se puede mejorar el desempeño ambiental a través de la eficiencia de fabricación. Dentro de un régimen regulatorio dado, los enfoques de fabricación que apuntan a reducir los costos de los desechos durante la producción y aumentar la productividad también parecen tener consecuencias positivas para mejorar el desempeño ambiental de una empresa y una industria. Para la industria de la construcción, esto podría ser particularmente cierto, ya que los sistemas formales de gestión ambiental se implementan en un grado mucho menor que en otros sectores de la industria. En este sentido, Tam et al. (2006) discutieron el cumplimiento normativo, las actividades de auditoría y el consumo de recursos como indicadores principales para evaluar empresas de la industria de la construcción. Chan y Chan (2004) también sugirieron que para proyectos de construcción exitosos se deben rastrear las ineficiencias de tiempo y calidad. Arbulu et al. (2003) encontraron ineficiencias sustanciales en los procesos de construcción en el sitio, especialmente cuando el tamaño de los lotes es bajo.
Cimentaciones sustentables
Las cimentaciones sustentables son fundamentales para lograr reducciones profundas de las emisiones y promover el desarrollo resiliente al clima. Los elementos clave de adaptación y mitigación en la construcción de cimentaciones incluyen considerar los impactos y riesgos del cambio climático (por ejemplo, a través de los servicios climáticos) en el diseño y planificación de infraestructuras; el diseño, la construcción, la modernización y el uso eficientes de los edificios; reducir y cambiar el consumo de energía y materiales; suficiencia; sustitución de materiales; y electrificación en combinación con fuentes de bajas emisiones.
Para lograr lo antes mencionado se han desarrollados propuestas alternativas a las cimentaciones tradicionales de concreto y acero, las cuales generan gran daño al medio ambiente como hemos visto anteriormente. Dichas cimentaciones utilizan otros materiales para su desempeño, por ejemplo:
- Pilotes helicoidales: Un pilote helicoidal es una cimentación hecha de acero que contiene hélices como tornillos (figura 1). Se introduce en el suelo, a profundidades por debajo de la línea del terreno mediante el uso de un sistema hidráulico. Una solución de cimentación de concreto produciría un 351 % más de emisiones de CO2 en comparación con los pilotes helicoidales. Además, los pilotes helicoidales minimizan el tiempo dedicado a la instalación de una cimentación, causan poca perturbación en el suelo y transfieren el peso de la estructura a suelos profundos en la tierra que soportarían la carga, lo que se traduce como un ahorro de energía y disminución en la contaminación auditiva.
- Columnas de grava compactada: Para este método no es necesario el uso de concreto, por lo que el impacto ambiental de la cimentación se reduce considerablemente, además los sistemas de compactación Geopier® reducen el tiempo de construcción, el ruido y las vibraciones generadas por la construcción en comparación con los métodos tradicionales de construcción.
Otra opción para hacer nuestra cimentación más sustentable es el mejoramiento de suelos, al incrementar la resistencia y disminuir la deformación del suelo de desplante también reducimos el tamaño de nuestras cimentaciones (ver blog: ¿Cómo reducir el tamaño de una zapata?). Sin embargo, no todos los métodos de mejoramiento de suelos son amigables con el medio ambiente. Recientemente, varios estudios han investigado la integración de técnicas más respetuosas con el medio ambiente, como las pilas de mejora del suelo con lodos reciclados (Mochida et al., 2021) o la consolidación del suelo con varillas de madera drenada (Chai et al., 2021). Mahmutluoglu y Bagriacik (2021) investigaron la posibilidad de utilizar los residuos de la fabricación de vidrio (GMW) solos o con geomallas en la mejora del suelo y demostraron que los residuos tienen la capacidad de mejorar significativamente los suelos arcillosos y, por lo tanto, pueden reemplazar materiales químicos costosos y peligrosos para el medio ambiente para fortalecer el suelo.
Las transiciones urbanas que ofrecen beneficios para la mitigación, la adaptación, la salud y el bienestar humanos, los servicios ecosistémicos y la reducción de la vulnerabilidad de las comunidades de bajos ingresos se fomentan mediante una planificación inclusiva a largo plazo que adopta un enfoque integrado a la infraestructura física, natural y social. La infraestructura verde/natural y azul respalda la absorción y el almacenamiento de carbono y, ya sea sola o combinada con la infraestructura gris, puede reducir el uso de energía y el riesgo de eventos extremos como olas de calor, inundaciones, fuertes precipitaciones y sequías, generando al mismo tiempo beneficios colaterales para la salud, el bienestar y los medios de subsistencia (IPCC, 2023)
Conclusiones
El camino hacia el desarrollo sostenible está limitado en gran medida por las prácticas en la industria de la construcción, que es un importante generador de desechos y otras emisiones antropogénicas. Por lo tanto, se deduce que una transición hacia tecnologías y métodos de construcción más limpios mediante el despliegue de innovaciones que minimicen el uso de recursos y contaminantes antropogénicos como gases de efecto invernadero, aerosoles, dióxido de carbono, óxido de azufre, óxido de nitrógeno, benceno y otras emisiones que afectan negativamente a los seres humanos y al medio ambiente fomentarán los objetivos de desarrollo sostenible. Para desarrollarse de manera sostenible, es imperativo que la industria de la construcción, como centro de desarrollo económico, mire hacia adentro en busca de soluciones que sean frugales, pragmáticas e inclusivas.
Referencias
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