Exposición Enrique Escobar - Universidad de Concepción

Madera, Construcción y
Sustentabilidad
Universidad de Concepción
27 de Octubre de 2015
Enrique Escobar Gattás
Ingeniero Civil Industrial U. CH
MBA, UNIVERSITY OF SOUTHERN CALIFORNIA
Madera y su
Sustentabilidad:Consensos
Constructor Civil Alexander Fritz,
Ing. Juan Acevedo y Arq. Paulina Oyarzún.
The European Confederation of Woodworking Industries
• Debido al acelerado cambio climático, -aumento importante de la temperatura
media de la tierra-, se observa la tendencia de incentivar a nivel internacional y
en algunos casos, incluso de exigir, el uso de materiales sustentables en la
construcción. Y es en este ámbito, donde la madera tiene un importante rol que
desempeñar, por ser un material completamente renovable y de bajo gasto de
energía en su producción. Por ello, a pesar de la existencia de materiales
imperecederos como hormigón, acero y otros, hoy se observa un auge cada vez
mayor del uso de la madera aserrada y laminada encolada en elementos
estructurales, de revestimientos, muebles y decorativos.
• El aumento de la temperatura media de la tierra, sería producto de la actividad
humana, que genera el incremento en la concentración atmosférica de gases de
efecto invernadero tales como CO2, metano y otros.
Madera desde los Albores de la Humanidad
Gènesis 6-9
………”Hazte un arca de madera de gofer; harás aposentos en el arca, y la
calafatearás con brea por dentro y por fuera. 15 Y de esta manera la harás: de
trescientos codos la longitud del arca, de cincuenta codos su anchura, y de treinta
codos su altura. 16 Una ventana harás al arca, y la acabarás a un codo de elevación
por la parte de arriba; y pondrás la puerta del arca a su lado; y le harás piso bajo”
Lo más probable es que el Gofer fuera una especie antediluviana, de material
resistente en grado sumo al fuego y calor, y de gran flotabilidad. Hay otros
estudiosos que la identifican con madera de ciprés. Por otra parte, estudiosos
modernos creen reconocer en el Gofer un a especie de papiro, o planta en caña de
material sumamente resistente.
Durabilidad ……Misterios..Cultura………..
• En 1829 el Dr. Frederich Parrot, un profesor alemán de filosofía
natural, visitó el monasterio de San Jacobo en el pueblo de Ahora
situado en el mismo monte Ararat, que es el más alto de Turquía , con
5165 msnm, consignando en su libro que los monjes habían obtenido
la madera necesaria para la construcción del monasterio de los restos
del Arca de Noé. Once años después, en 1840, el monasterio y todos
sus monjes desaparecieron tras la última erupción del Ararat. Así, no
pudo generarse una prueba fehaciente que demuestre la existencia
real del Arca.
• El LCA (Life-cycle assessment or analysis) es decir “valoración o análisis del ciclo
de vida” mide la totalidad del impacto del producto en el medio ambiente,
considera la demanda de energía desde cuando el material es extraído,
transformado, utilizado, hasta que el mismo es eliminado o reciclado.
• La madera es un material reductor del CO2 y liberador de oxígeno. A su vez, es
poco demandante de energía para su elaboración y productor en sí mismo de
energía.
• En este mundo donde el término sostenible o sustentable parece impregnar
todas las actividades del hombre, la madera, como en los orígenes de su
existencia, vuelve a estar como protagonista de sustento imprescindible.
• Libros y revistas de arquitectura, han dedicado ediciones completas a exponer al diseñador las
características, los avances tecnológicos, innovaciones, posibilidades y ventajas que ofrece la
madera como material ecológico.
• También se han instaurado premios internacionales de arquitectura en madera como el “Espíritu
de la Naturaleza” cuyo objetivo es impulsar a nivel internacional una preocupación cada vez
mayor por una arquitectura sostenible que utilice la madera como material principal.
• Finlandia, a través de la asociación Puu culturiza (la madera en la cultura), instauró en 1999 la
distinción anual “Spirit of Nature, Wood Architecture Award” .
• La Comisión Brundtland (1987) define el desarrollo sostenible como aquel “que satisface las
necesidades del presente sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras de satisfacer
sus propias necesidades”.
• Desde la perspectiva de ciclo de vida, la madera es un recurso renovable, cuya
cadena de suministro es principalmente nacional, es de larga durabilidad,
biodegradable y reciclable; además, se da la posibilidad de que posea menor
energía incorporada que otros tipos de productos. A esto se puede sumar su
versatilidad de aplicaciones, tanto en estructura como en terminaciones, donde
permite el desarrollo de productos modulares y prefabricados que facilitan los
procesos de construcción.
• En países como Nueva Zelanda y Japón, la madera es utilizada para
construcciones de viviendas antisísmicas. La madera es un material ligero y
elástico que permite desarrollar estructuras más livianas y comportarse de mejor
forma en casos de movimientos sísmicos, presentando un menor grado de
deformación frente a situaciones telúricas.
• En países con tradición en construcción en madera, se reconoce que la madera
tiene un excelente comportamiento frente al fuego. La madera arde muy
lentamente a razón de 0,6 mm/min, y al arder la madera forma carbón, que es un
excelente aislante térmico, por lo cual las estructuras de madera soportan
eficazmente las altas temperaturas reinantes en un incendio.
• En Nueva Zelanda, el gobierno decretó una norma, que entró en vigencia en Julio
del 2008, que estipula que para cada proyecto nuevo de un edificio público, debe
ser evaluada la alternativa en materialidad madera y el proyecto que se
materializará será el que ofrezca la mejor alternativa desde el punto de vista
técnico y de sustentabilidad.
• En Nueva Zelandia y Chile, por exigencia de la normativa toda la madera aserrada
utilizada en estructuras debe ser preservada, incluido los tableros
contrachapados. Para identificar el tipo de tratamiento la norma exige la
aplicación de diferentes pigmentos de colores según el preservante, lo que
permite identificar que clase de riesgo le corresponde a la madera tratada.
• En Nueva Zelandia, los preservantes utilizados principalmente en las estructuras
interiores son en base a borato y LOSP. Para los revestimientos exteriores se usan
LOSP. En las maderas de los exteriores de las viviendas, como cercos, jardines,
muros de contención y otros, se usa el CCA, al igual que en Chile (NCH 819)
• Diversas investigaciones y estudios sobre el cambio climático muestran que
los edificios y el desarrollo de la construcción –entre otros factores–, son una
de las áreas más relevantes en la emisión de CO2. El capital medioambiental
invertido en ellos es enorme. Consumen gran cantidad de energía
proveniente de combustibles fósiles: “el 45% de la energía generada en el
mundo se utiliza para calentar, iluminar y ventilar edificios y el 5% de ella
para construirlos, por lo que son responsables de aproximadamente el 50%
de la producción de gases de efecto invernadero. Por otra parte, el 40% del
agua utilizada en el mundo se destina a abastecer instalaciones sanitarias y
otros usos en edificios”, a la vez que absorbe el 50% de todos los recursos
mundiales.
• Junto con las políticas de los gobiernos, enfocadas a disminuir las emisiones
de CO2 y aumentar el ahorro de energía, también los profesionales
involucrados en el área de la construcción tienen una gran responsabilidad y,
por ende, un relevante rol que desempeñar. La toma de conciencia y
preocupación por el impacto, positivo o negativo, que genera la actividad
que desarrollan en el medioambiente es de vital importancia.
• Otro aspecto a considerar en la selección de un material, es el ahorro de energía, elemento
esencial en la búsqueda de la sostenibilidad, ya que el problema fundamental se halla en la
relación entre el consumo de combustibles fósiles y las emisiones de CO2. En el caso de Chile,
este problema es aún mayor por ser un país con dificultades en cuanto a producción de energía.
• Sin embargo, para poder catalogar hoy día una obra como sustentable, los profesionales deben
considerar las complejas exigencias de cada uno de los materiales de construcción.
• Un ejemplo de preocupación por este tema, se puede ver en la actitud que tienen en la
actualidad los países desarrollados frente a la construcción sustentable, incentivando el
desarrollo de viviendas “cero emisiones”, como la presentada en Inglaterra en junio de 2007,
donde una casa de dos pisos y medio de altura, pierde 60% menos energía que una vivienda
común. Este ahorro se logra mediante el funcionamiento de paneles solares para la producción
de electricidad y agua caliente, además de un sistema de recolección de aguas lluvias. En este
país, una vivienda común de tamaño similar gasta cerca de US$1.000 anuales en electricidad, en
tanto que la vivienda ecológica propuesta, se limita sólo a US$62. Además, cabe señalar, que ésta
se convierte en solidaria, ya que el excedente de energía eléctrica que produce la vivienda, se
deriva a la red general de la ciudad.
Fuente : BBC News, 12 de Junio de 2007
Primera vivienda “cero emisiones” en Inglaterra, con revestimiento de
madera y placas captadoras de energía solar. Junio de 2007.
Corte transversal de la primera vivienda “cero emisiones” para Inglaterra, con aplicación de
estructura de vigas de madera laminada.
Esta vivienda fue catalogada como “cero emisiones”, mediante el Análisis del Ciclo de Vida
(ACV) instaurado en los países desarrollados.
La construcción cuenta con paneles solares para producir agua caliente y electricidad, una
planta de biomasa entrega calefacción y agua caliente, y un sistema de recolección de agua
de lluvia. Los dueños de una casa normal de este tamaño deberían gastar alrededor de
1.000 dólares anuales en electricidad, mientras que los habitantes de esta ecológica casa
sólo 62 dólares. Además la casa es solidaria, ya que la energía eléctrica que no usa, por
ejemplo si te vas de vacaciones, la deriva a la red general.
A través de la combustión de Pellets –un biocombustible sobre la base de aserrín y virutas
de madera prensadas–, el CO2 generado se compensa por aquel almacenado en la madera,
es decir, por el captado por los árboles durante su crecimiento. Un problema que aún resta
por solucionar se relaciona con el valor de la vivienda, que excede el 40% del costo por
sobre el de una casa común.
Aporte del bosque
Investigaciones han demostrado que los bosques en crecimiento son
un buen medio para paliar el aumento de la concentración de CO2 en el
planeta, debido a que la madera –básicamente constituida por
celulosa– es un excelente acumulador de carbono. Los árboles extraen
y fijan el carbono del CO2 atmosférico durante su crecimiento,
almacenamiento que puede ser permanente en el tiempo. Son los
bosques jóvenes, en pleno crecimiento, los que fijan la mayor cantidad
de carbono, mientras que aquellos que han alcanzado su máximo
crecimiento, almacenan menores volúmenes de este gas. En este
sentido, resulta altamente recomendable realizar un aprovechamiento
sustentable de los bosques que ya han alcanzado su máximo
crecimiento y favorecer su regeneración.
Los árboles extraen y fijan el carbono del CO2 atmosférico
durante su crecimiento.
• Para comprender el aporte al desarrollo sustentable del bosque y el material madera en la
construcción, es necesario considerarlo en relación a los tres principios sobre los que se basa la
sostenibilidad: los aspectos sociales, económicos y medioambientales.
• En lo social, permite mejorar la calidad de vida de los habitantes de un edificio, ya que provee espacios
y hábitats con un medioambiente natural y saludable; además de aportar seguridad estructural y
sísmica. Igualmente, construir con madera, implica en muchos casos respetar la cultura y el patrimonio
del lugar.
• En lo económico, significa reducir el consumo de energía no renovable; usar eficientemente los
recursos disponibles; ofrecer entornos de trabajo y de desarrollo de la vida cotidiana saludables y de
alta calidad, los que pueden aumentar la eficiencia y competitividad del usuario.
• En relación al medioambiente, éste se ve favorecido porque al construir en madera se minimizan el
uso de los recursos y las emisiones de CO2, tanto durante la producción del material, en la
construcción del edificio, como en el uso y demolición de éste. Ello implica utilizar materiales y
métodos de construcción que minimicen el impacto medioambiental con respecto al entorno local y
global, tanto en el corto como mediano plazo, así como conservar recursos naturales del lugar, mejorar
y proteger el entorno natural.
• Los tres pilares del desarrollo sostenible, fueron planteados por la Comisión Brundtland en 1987
• Si los recursos naturales usados en el área de la construcción, tanto en edificaciones como en obras
civiles, representan aproximadamente el 50% de todos los recursos consumidos en el mundo, para
una evaluación más completa del aporte de la madera al desarrollo sostenible, es necesario
comparar su impacto medioambiental con el de otros materiales utilizados en la construcción.
• Para producir los materiales de construcción más comunes como: albañilería armada, reforzada,
cerámica, hormigón armado, acero, aluminio, vidrio, polímeros como PVC, policarbonato y otros,
hoy se necesitan importantes cantidades de energía térmica, pero también se debe considerar que
en el proceso se producen materiales altamente contaminantes.
• Por otra parte, los productos utilizados en la construcción de edificios, no sólo tienen un significativo
impacto medioambiental –provocado por su extracción y fabricación–, sino también por el
transporte, metodologías de construcción empleadas, energía requerida para el uso del edificio, así
como por la eliminación de los materiales una vez finalizada la vida útil de éstos.
• Actualmente y mediante el Análisis del Ciclo de Vida (ACV), se puede comparar el impacto
medioambiental de los materiales utilizados en la construcción, desde su extracción, procesamiento,
transporte y uso, hasta su demolición y eliminación. Los estudios llevados a cabo en diferentes
partes del mundo demuestran que, considerando la totalidad de los aspectos de su ciclo de vida, el
comportamiento medioambiental de la madera es superior al de otros materiales.
El gráfico compara la valoración del ciclo de
vida de diferentes materiales de construcción
empleados en revestimientos exteriores, desde
el consumo de energía requerido para su
producción, su impacto en el cambio climático y
polución del aire.
Fuente : “Tackle Climate Change”, USE WOOD.
Canadian Edition. Panel Intergubernamental del
Cambio Climático 2007. Pag. 8
Estudios realizados en la Universidad de Victoria en Wellington, Nueva Zelanda
muestran la ventaja de la madera en cuanto a energía contenida y coeficientes de emisiones de CO2
en comparación con otros materiales de construcción.
Energía contenida y el coeficiente de emisiones de CO2 para materiales de construcción.
MATERIAL
MJ/M3
KG CO2/M3
ALUMINIO
517.185
21.600
CEMENTO
12.005
1.939
ACERO
245.757
9.749
MLE
5.727
-479
Energía contenida y el coeficiente de emisiones de CO2 para materiales de construcción.
Otras investigaciones realizadas en los últimos años, confirman que los
productos de madera y sus derivados, resultan ventajosos en muchos
de los aspectos de impacto medioambiental. De los informes emitidos,
se puede destacar los del Instituto Atenha Sustainable Materials
Institute de Canadá, que investigó el impacto ambiental que originaba
una casa de 223 m2 usando tres tipos de materiales estructurales tales
como vigas de madera, metálicas y de hormigón
Energía (Gj)[1]
Recursos
usados (kg)
Madera
Acero
Hormigón
255
389
562
121.804
138.501
234.996
62.183
76.453
93.573
3.236
5.628
6.971
407.787
1.413.784
876.189
10.746
8.897
14.056
Calentamiento global
potencial (kg CO2)
Volumen de toxicidad
crítica del aire
Volumen de toxicidad
crítica del agua
Desechos sólidos (kg)
[1] GJ: 1Gigajoule es equivalente a un billón de joules.
La investigación concluye que la madera necesita una menor cantidad
de energía para su transformación frente al acero y el hormigón; que
requiere menos materia prima para elaborar el mismo producto; emite
menor CO2 en su fabricación; contamina menos el aire y el agua, pero
genera una mayor cantidad de residuos sólidos que los metales. Sin
embargo esto último no constituye problema, por ser la madera un
material biodegradable.
• Hoy día está ampliamente demostrado que el uso de madera renovable en
la construcción, certificada, convenientemente tratada y con un diseño
cuidadoso para asegurar su duración en el tiempo, contribuye
notablemente a la disminución de emisiones de CO2. Por ello, el consumo
de madera es considerado en la actualidad, como un bien ambiental, ya
que almacenar carbono en forma de celulosa, es sin duda alguna, uno de
los caminos para reducir el calentamiento global.
• La celulosa es un buen almacenador de carbono, además de muy estable,
resistente y difícil de destruir, por lo que se considera su almacenamiento
como permanente en el tiempo.
Torre de Observación de Pájaros. Arquitectos Gerkan Marg und
Partner. Alemania 2006.
• En los últimos años, la sociedad ha cambiado su punto de vista sobre el futuro y los
problemas a enfrentar. Después de un siglo XIX e inicios del siglo XX plenos de
euforia, de crecimiento ilimitado y sin contradicciones donde todo se interpretaba y
resolvía por partes, los síntomas de los cambios no deseados comenzaron a crear
dudas sobre el avance exitoso de la ciencia y la tecnología.
• Un nuevo paradigma se fue imponiendo, como siempre por las fallas del anterior, en
su capacidad de dar explicaciones. El cambio no fue incruento, sus errores tuvieron
costos.
• El siglo XXI aparece como el tiempo de los recursos naturales renovables, el tiempo
del medio ambiente.
• Cómo se ubica la construcción de edificios de madera en relación con las alternativas
de otros materiales respecto al impacto ambiental es la cuestión a dilucidar. De
nuestras decisiones depende nuestro destino………………