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Materiales sostenibles en la construcción

La construcción sostenible requiere el uso de materiales sostenibles. Descubre cómo elegirlos según el rendimiento energético, la reciclabilidad y la durabilidad

Actualmente en Europa, los edificios son responsables de aproximadamente el 40% del consumo final de energía, de los cuales el 25% se atribuye a las residencias y el 15% al sector terciario. Este valor supera el porcentaje asignado a la industria (28%) y al transporte (32%).

El sector de la construcción contribuye aproximadamente al 30% de las emisiones de gases de efecto invernadero en la atmósfera.

Otro aspecto crítico asociado al sector de la construcción es el consumo de suelo, con la superficie artificial europea que actualmente representa el 4% del total, pero entre 2000 y 2006 ha experimentado una pérdida de aproximadamente 600 mil hectáreas de tierras agrícolas, lo que ha provocado un aumento del 3,4% de las áreas cementadas.

Un aspecto importante de la construcción sostenible es sin duda la selección de los materiales de construcción. Descubramos cuáles son los materiales sostenibles y por qué es importante elegirlos.

Hacia una sostenibilidad ambiental, económica y social

Las superficies cementadas y urbanas aumentan y al mismo tiempo se observa una disminución de las tierras agrícolas, con una reducción del 0,2% de las tierras destinadas a cultivos y del 0,3% para pastos.

Es fundamental intentar frenar estos problemas con el uso racional del suelo. ¿Hacia dónde debemos dirigirnos entonces? Sin duda, hacia la reducción del consumo energético y de las emisiones nocivas, a través de políticas territoriales y urbanísticas específicas. Hacia la adopción de tecnologías de alta eficiencia energética, el uso de materiales de bajo impacto ambiental y el recurso a fuentes renovables. Estas intervenciones están orientadas hacia una sostenibilidad ambiental, económica y social. Además, esta transformación no concierne solo a las nuevas construcciones, sino que representa sobre todo un desafío en la recuperación del patrimonio edificado existente, del cual nos ocuparemos más adelante.

Estos son los temas clave de la construcción sostenible, de la bioconstrucción, del green building.

Arquitectura sostenible: ¿cómo elegir los materiales?

La elección de materiales para el mundo de la construcción representa el corazón de la fase de implementación de una obra. Estamos presenciando un retorno al pasado en términos de tipos de materiales utilizados para las construcciones, pero con 2 ventajas: el desarrollo de la tecnología y la modernidad. Utilizar materiales naturales significa tomar una decisión responsable tanto para el bienestar del hombre como para el del medio ambiente.

La arquitectura sostenible se está moviendo cada vez más hacia esos sistemas constructivos que se combinan con materiales naturales (los sistemas de bioconstrucción). La madera, por ejemplo, es un material que ha experimentado un desarrollo exponencial incluso en lugares con climas más moderados. Pero, ¿cómo se puede evaluar el impacto de los materiales en el medio ambiente? Sin duda, analizándolos en todo su ciclo de vida, desde la extracción hasta el reciclaje. Entre los aspectos a considerar, no podemos dejar de mencionar:

  • el ahorro energético que debe dominar el proceso de producción, con el fin de minimizar la emisión de CO2 al aire;
  • la toxicidad del material durante la fase de uso;
  • la durabilidad y el grado de reciclabilidad;
  • la contaminación debida al transporte del material.

Para la evaluación del rendimiento energético de los edificios de cualquier uso, es fundamental utilizar un Software de análisis y simulación energética dinámica que permita tener en cuenta en el modelo edilicio los materiales sostenibles y en la parte de instalaciones generadores de alta eficiencia y sistemas de energías renovables.

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Materiales de construcción sostenibles

Los materiales de construcción representan el 50% de la materia extraída de la corteza terrestre para las actividades que realizamos a diario. El consumo global de energía primaria y las emisiones de gases de efecto invernadero son del 40%. Por eso es fundamental elegir cuidadosamente los materiales a utilizar en beneficio de la sostenibilidad ambiental. Como se mencionó anteriormente, es necesario tener en cuenta el ciclo de vida del material y realizar una evaluación real para considerar los impactos ambientales, económicos y sociales de un material.

¿Cuándo es sostebible un material?

Un material es sostenible cuando cumple al menos con las siguientes características:

  • consumo de energía inferior en comparación con los edificios tradicionales durante todo el ciclo de vida;
  • consumo de agua inferior en comparación con los edificios tradicionales;
  • menor impacto ambiental a lo largo de todo el ciclo de vida;
  • mejor calidad y confort interior;
  • mayor durabilidad en comparación con un edificio tradicional;
  • ausencia de sustancias tóxicas;
  • reciclabilidad.

Pero, ¿cuáles son los materiales de construcción más comunes considerados sostenibles? Podemos incluir en la lista varios tipos de ladrillos, bloques de concreto poroso y de arcilla expandida, piedras naturales y tierra cruda. Analicémoslos en detalle.

Ladrillo

En la Antigua Roma, el término «ladrillo» se refería al ladrillo utilizado en el opus latericium: la técnica de construcción del paramento murario. Con el tiempo, el término ha adquirido un significado más general que abarca una amplia gama de productos, entre los cuales se encuentran el ladrillo macizo y perforado, la teja, la losa, la volterrana, el copo, la teja marsellesa, etc., utilizados en la construcción de estructuras verticales (muros portantes, de relleno, etc.) y horizontales (losas, cubiertas, etc.).

Los ladrillos son el resultado de una mezcla de arcilla, arena y agua, que, después de la mezcla, toma su forma mediante extrusión o moldeo. El posterior secado y cocción en hornos de túnel a una temperatura de 1200° dan origen al producto terminado. Para mejorar las propiedades aislantes del material, se pueden agregar varios componentes como bolas de poliestireno, aserrín, residuos del procesamiento del papel u otros materiales de desecho a la mezcla cruda. Estos, después de la cocción, se eliminan, generando pequeños poros de aire. Esto reduce la densidad del ladrillo y aumenta sus propiedades termoacústicas.

Se trata de productos fabricados con materias primas naturales, cuyo proceso de producción no genera residuos, sino que permite la recuperación de los desechos de otras operaciones. Es importante tener en cuenta, sin embargo, que el proceso de cocción requiere una considerable cantidad de energía térmica, generalmente producida mediante combustibles fósiles con un impacto ambiental significativo.

Los ladrillos también ofrecen la posibilidad de ser reciclados después de su uso: pueden utilizarse como base para la construcción de carreteras después de ser triturados. Durante el proceso de producción, los residuos de un ciclo se reutilizan en el ciclo siguiente, contribuyendo a una gestión sostenible de los recursos.

Bloques de concreto con arcilla expandida

Los bloques de concreto con arcilla expandida se obtienen mezclando gránulos de arcilla expandida con la mezcla tradicional utilizada para la producción de bloques destinados a muros portantes, rellenos, divisiones y pavimentos. La arcilla expandida se obtiene mediante la molienda y cocción de arcilla cruda. Durante el proceso de calentamiento, los gránulos, sometidos a temperaturas crecientes, experimentan una expansión gracias al desarrollo de dióxido de carbono y agua. Posteriormente, el paso por una cama fluida de corrientes de aire induce el enfriamiento de los gránulos y el endurecimiento de su capa externa, mientras que el núcleo interno permanece poroso. Esta característica confiere al material una elevada ligereza y, al mismo tiempo, una buena resistencia mecánica.

Los gránulos sueltos de arcilla expandida presentan una buena inercia térmica y resistencia a la compresión. Al ser de origen mineral, cuentan con incombustibilidad, refractariedad, inercia química, estabilidad temporal y resistencia a la humedad. La presencia de estos gránulos confiere a los bloques de concreto notables propiedades aislantes tanto térmicas como acústicas, además de una considerable ligereza que facilita la instalación, lo que conlleva ventajas económicas. La permeabilidad al vapor de agua de estos bloques evita la formación de condensación y moho en el interior de las paredes, asegurando la transpirabilidad del edificio.

Las propiedades ignífugas unidas a la geometría controlada de los bloques de arcilla expandida permiten minimizar el uso de mortero en las juntas y, si es necesario, reducir el espesor del enlucido.

Piedra natural

La piedra natural ha sido en parte reemplazada en el siglo XX por materiales como el acero, el hormigón armado y el vidrio. Sin embargo, con la atención hacia componentes de construcción de bajo impacto ambiental, la piedra ha vuelto a ser relevante tanto en renovaciones como en nuevas construcciones. Desde el punto de vista bioecológico, la piedra es adecuada, pero es esencial considerar requisitos como las propiedades bioecológicas (permeabilidad y conductividad térmica), el peso volumétrico, el grado de compacidad y porosidad, la durabilidad, la resistencia y el aspecto estético.

Las piedras, clasificadas según el peso volumétrico y el procesamiento, incluyen toba, granito, travertino, mármol, diorita, sienita, pórfido y basalto. La elección de la piedra también debe considerar la afinidad con los morteros para garantizar la coherencia estructural. El procesamiento de las piedras puede ser en bruto, pulido, cortado o en forma de losas.

Tierra cruda

La tierra cruda se obtiene mediante el secado de una mezcla de arcilla, fibras vegetales como cáñamo y paja, e inertes de diversas granulometrías como arena y grava. Este material de construcción natural, conocido desde la antigüedad, es fácil de trabajar, tiene un bajo impacto ambiental y es completamente reciclable. Gracias a la flexibilidad en la composición de la mezcla, puede utilizarse para la construcción de muros portantes, cubiertas, pavimentos y acabados. La notable inercia térmica de la tierra cruda ofrece un aislamiento térmico eficaz, adecuado incluso para climas extremos. Además, la arcilla actúa como una «esponja», absorbiendo y liberando humedad de manera controlada, manteniendo un nivel de humedad relativa confortable en los ambientes.

Existen 3 técnicas principales para la aplicación de la tierra cruda, según las proporciones en la mezcla. La técnica del tapial, utilizada con un bajo porcentaje de arcilla, implica la inserción de la tierra en encofrados de las dimensiones deseadas, compactando y golpeando cada capa sucesiva. Con un alto porcentaje de arcilla y arena, se emplea la técnica del adobe, insertando la tierra y la paja en moldes de madera invertidos para el secado, evitando la excesiva retracción con el secado bajo montones de arena. Finalmente, con una alta presencia de limo, se recurre a la técnica del tapial, extendiendo la mezcla sobre marcos de madera anclados a la estructura del edificio.

Gracias a un software de diseño arquitectónico, puedes realizar tu modelo arquitectónico 2D/3D de nuevas construcciones y renovaciones optando por utilizar materiales eco-sostenibles.

Diseñar edificios eco-sostenibles con Edificius

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Materiales de construcción ecosostenibles: los materiales aislantes

Una característica importante en términos de sostenibilidad ambiental es sin duda la capacidad aislante de un material. El aislamiento térmico, a menudo vinculado al acústico, es un aspecto fundamental del diseño de edificios, ya que afecta al consumo de energía y a las pérdidas a través del envolvente exterior. El uso de materiales con altas prestaciones termoaislantes contribuye a reducir las necesidades energéticas de los edificios, reduciendo las emisiones de CO2 y los costes operativos.

A pesar de la eficacia aislante de los materiales «artificiales» de origen petrolífero (como el poliestireno expandido o extruido, el poliuretano, etc.), su producción conlleva riesgos de contaminación ambiental, posibles emisiones tóxicas en caso de incendio y desafíos en el reciclaje. Por lo tanto, la elección de los aislantes debería favorecer materiales de origen vegetal o animal, como la fibra de madera, el corcho, la celulosa, la lana de oveja, las fibras de algodón o lino. Esta selección tiene como objetivo garantizar altas prestaciones aislantes mientras minimiza los impactos ambientales negativos.

Fibra de celulosa

El aislante de celulosa se produce mediante la trituración de hojas de periódico, seguida del tratamiento de los copos resultantes con sales de boro para hacerlo ignífugo y antiparásitos. El proceso de producción tiene un bajo impacto ambiental, pero el material resultante no es desechable en vertederos debido a las mencionadas sales, lo que hace necesario su incineración.

La fibra de celulosa, con un coeficiente de conductividad térmica de aproximadamente 0.037 W/mK, resulta ser un aislante térmico efectivo gracias a las diminutas cavidades en los copos que obstaculizan la transmisión del calor. Caracterizada por una alta higroscopicidad, puede absorber alrededor del 30% de la humedad presente en un ambiente, liberándola lentamente para garantizar el confort habitacional.

La instalación se realiza mediante insuflado de los copos en las cavidades o mediante rociado en las paredes del material previamente humedecido. Además de los copos, también están disponibles en el mercado paneles de celulosa prensada adecuados como revestimientos para paredes existentes durante trabajos de renovación.

Materiales ecológicos de diseño: los materiales de acabado

Los materiales de acabado representan la capa que recubre los edificios. Es importante elegirlos con la máxima atención para no invalidar todo el trabajo realizado durante la construcción del edificio. Por lo tanto, se deben evaluar 2 elementos: la pintura y el revestimiento.

Revestimiento natural

El revestimiento se aplica en las paredes para dar uniformidad a la superficie y sirve como protección contra eventos climáticos y/o factores mecánicos. La transpirabilidad es sin duda la característica más importante a tener en cuenta: generalmente se prefieren revestimientos a base de cal hidráulica natural con propiedades deshumidificantes, además de transpirables. Es importante recordar que la cal es el mejor aislante natural, un material utilizado desde tiempos muy antiguos. Además, el revestimiento de cal es muy transpirable: favorece un intercambio con el exterior y previene la formación de condensación en las paredes.

Otro caso de revestimiento natural es la arcilla cruda, un material de fácil extracción y 100% reciclable. De hecho, se está difundiendo cada vez más por sus propiedades estéticas y funcionales, desde poroso hasta liso, con una variedad de colores. El revestimiento de arcilla se puede aplicar en varios sustratos, proporcionando aislamiento térmico y acústico, y es biocompatible, hipoalergénico e higroscópico. Juega un papel significativo en las Passivhaus, contribuyendo a mantener estables la temperatura y la humedad, mejorando el confort habitacional.

Pinturas naturales

Las pinturas naturales, están hechas exclusivamente con ingredientes biológicos, principalmente basados en la resina extraída de coníferas como abetos y pinos. Estos materiales ofrecen numerosas ventajas, como alta transpirabilidad, propiedades antialérgicas y antimoho, ausencia de sustancias tóxicas, durabilidad, no atraen polvo, tienen un agradable olor derivado de los pigmentos naturales, se pueden aplicar incluso con las ventanas cerradas, ofrecen una estética de calidad, son fáciles de trabajar y requieren un mantenimiento simple. Estas pinturas naturales son ideales para proyectos de bioconstrucción, tanto para interiores como para exteriores, y se pueden usar en nuevas construcciones o en la renovación de edificios existentes, incluidos los ubicados en el centro de la ciudad. Su naturaleza saludable, segura y efectiva contribuye al bienestar general y al alto confort habitacional.

Sostenibilidad ambiental: entre innovación y beneficios

En conclusión, la adopción cada vez más generalizada de materiales ecológicos en la construcción representa un paso fundamental hacia la creación de entornos habitables que combinen sostenibilidad ambiental, eficiencia energética y bienestar de los ocupantes. La elección cuidadosa de materiales como madera certificada, arcilla, fibra de madera y otras soluciones ecológicamente compatibles no solo reduce el impacto ambiental de la construcción, sino que también contribuye a crear espacios más saludables y adecuados para el bienestar de las personas.
Estos materiales no solo cumplen estrictos estándares ambientales, sino que también ofrecen propiedades beneficiosas intrínsecas, como una excelente regulación térmica, la capacidad de absorber la humedad en exceso y la resistencia a agentes patógenos como mohos y bacterias. Más allá de las consideraciones ambientales, el uso de estas soluciones se traduce en un notable ahorro energético a largo plazo, contribuyendo así a la sostenibilidad económica de los edificios.

En un contexto en el que la conciencia ambiental es cada vez más central, la industria de la construcción está adoptando estas prácticas para satisfacer las necesidades actuales y futuras.

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