Comunicación presentada al II Congreso Edificios Energía Casi Nula:
Autores
- Ana Belen de Isla, Arquitecto, LKS INGENIERIA
- Elena Macho, Arquitecto, LKS INGENIERIA
- Fátima Plaza, Arquitecto, LKS INGENIERIA
- Mikel Ruedas, Ingeniero Edificación, LKS INGENIERIA
- Ana de la Puente, Arquitecto, ECOINGENIUM
- Itxaso Trabudua, Ingeniero Industrial, ECOINGENIUM
- Francisco Campo, Ingeniero Industrial, ECOINGENIUM
- Eugenio Puerto, Ingeniero técnico, PACAY
- Sandra Olmo, Ingeniero técnico, PACAY
Resumen
Los EECN consideran la energía utilizada en la climatización, iluminación y ACS, pero obvian la energía embebida de los edificios; es decir la energía TOTAL consumida para la construcción de ese edificio, que incluiría tanto la energía necesaria para producir los materiales, productos y sistemas constructivos, así como la energía utilizada para su transporte y puesta en obra. Esta comunicación presenta los resultados de la obtención de este indicador con el software E2CO2.0 para un edificio EECN presentado en la primera edición del Congreso, en 2012: Orona IDeO Innovation City comparando el impacto causado por la fase inicial de construcción del edificio con el impacto global de toda la fase de uso y mantenimiento de dicho edificio.
Introducción
Los Edificios de Energía Casi Nula consideran la energía utilizada en la climatización, iluminación y suministro de Agua Caliente Sanitaria, pero obvian la energía embebida de los edificios.
La ENERGÍA EMBEBIDA es la energía total consumida para la construcción de un edificio. Contempla la energía empleada en los procesos de fabricación de los productos o materiales utilizados para la construcción, la energía consumida por el transporte de estos materiales a obra y la energía utilizada por la maquinaria en la ejecución de las distintas unidades de obra. Junto al concepto de Energía Embebida se suele utilizar también el de HUELLA DE CARBONO, la huella de carbono de un edificio cuantifica el total de los Gases de Efecto Invernadero (GEI) emitidos a consecuencia de la construcción de dicho edificio medido en masa de CO2 equivalente.
Esta comunicación presenta los resultados de la obtención de la ENERGÍA EMBEBIDA y la HUELLA DE CARBONO para un edificio EECN presentado en la primera edición del Congreso, en 2012: Orona IDeO Innovation City. El objetivo del estudio se centra en conocer la incidencia de este aspecto en el balance energético total de la vida útil del edificio, mediante el análisis comparativo entre el valor del gasto energético de la construcción frente a la energía consumida en el uso del edificio.
Ambos indicadores se han obtenido en todos los casos con el software informático e2CO2.0 desarrollado por las empresas que presentan la comunicación en colaboración con la Base de Precios Centro Guadalajara, con financiación de fondos FEDER, a través del programa GAITEK.
e2CO2.0 ofrece a los profesionales del sector de la edificación una ayuda para diseñar edificios promoviendo la selección de materiales más sostenibles, de menor Energía Embebida y/o Huella de Carbono. De esta manera, se reduce su impacto ambiental y los costes de construcción, permitiendo adoptar medidas correctivas antes de que el edificio se realice, y mejorando su balance energético en el conjunto de su ciclo de vida.
Metodología Utilizada
e2CO2.0 permite realizar una pre-evaluación o cálculo simplificado; válido para las etapas de anteproyecto o proyecto básico, y un cálculo completo con el proyecto de ejecución finalizado. En el caso de estudio se ha recurrido al cálculo simplificado.
Para el desarrollo del trabajo ha sido necesario un análisis de ciclo de vida (ACV) de una gran cantidad de materiales de construcción. Este análisis de ciclo de vida ha sido realizado conforme a las directrices recogidas en las siguientes normas:
- ISO14040:2006. Environmental management. Life cycle assessment. Principles and framework.
- ISO14044:2006. Environmental management. Life cycle assessment. Requirements and guidelines.
- ISO 14025:2006 Environmental labels and declarations. Type III environmental declarations. Principles and procedures.
El trabajo ha incluido la generación de herramientas software propias, desarrolladas por el equipo E2Co2.0, utilizando diversas fuentes, documentación técnica de fabricantes, DAP de materiales, y datos propios. Para las descripciones de productos o sistemas constructivos se ha tomado como base la descripción contemplada en la base de precios CENTRO, del Colegio de Aparejadores de Guadalajara. El análisis de ciclo de vida del material ha tenido en cuenta las siguientes fases y sub-fases:
- Fabricación
- Extracción
- Transporte a fábrica
- Proceso de fabricación
- Embalaje
- Transporte
- Transporte del producto al lugar de construcción
- Puesta en Obra
- Maquinaria
- Mano de obra
- Medios auxiliares
En ocasiones ha sido necesario realizar asunciones y simplificaciones tomando valores medios o valores esperados en aplicaciones de buenas prácticas constructivas. Para cada una de las etapas se han tomado las siguientes consideraciones:
Fabricación:
- Extracción: calculado según metodología de las normas ISO 14040:2006, 14044:2006 y 14025:2006, procedimiento habitual en el análisis de ciclo de vida y datos medios obtenidos a partir de los fabricantes y fuentes consultadas.
- Transporte a fábrica: Dada la disparidad de datos y casuísticas que pueden encontrarse en este apartado no se ha realizado un cálculo preciso, que no hubiera respondido a la realidad analizada. En su lugar se ha optado por asignar a cada material un porcentaje proporcional al resultado parcial obtenido en la categoría de extracción y fabricación.
- Proceso de fabricación: calculado según metodología de las normas ISO 14040:2006, 14044:2006 y 14025:2006, procedimiento habitual en el análisis de ciclo de vida y datos medios obtenidos a partir de las fuentes consultadas.
- El embalaje: No se ha incluido en el ACV de cada producto al parte proporcional correspondiente al embalaje por no disponer de datos precisos para su cálculo y debido a la escasa incidencia sobre los resultados finales.
Transporte:
- Transporte del producto al lugar de construcción: Se ha realizado el cálculo estableciendo unos porcentajes (en peso) de material con origen local, regional, interregional o nacional e internacional. A cada una de las casuísticas se ha asociado una distancia media y uno o varios de los medios de transporte que habitualmente se utilizaron para trasladar el material a obra.
Puesta en obra:
- Maquinaria y mano de obra: Se ha estimado el consumo de energía y huella de carbono correspondiente a las maquinarias incluidas en la definición de las partidas de BASE CENTRO a partir de potencias y tiempos medios de uso de dicha maquinaria para completar las actividades descritas. No se ha tenido en cuenta la parte proporcional de fabricación y fin de vida de la maquinaria, por considerar que no son directamente imputables a la obra.
- Respecto a la mano de obra, se entiende que su impacto en ambas categorías en nulo, desechando el impacto causado por los empleados en su desplazamiento a obra.
- Medios auxiliares: No se contemplan en el ACV por entenderse reutilizables y con un impacto prácticamente nulo en el conjunto de cada partida.
Resultados Obtenidos
Orona Zero es el edificio principal del Parque de Innovación Tecnológica Orona IDeO –Innovation City. Este parque destaca por ser un espacio de fusión entre diferentes actividades sinérgicas -empresa, centro tecnológico y universidad- y un laboratorio donde se aplican tecnologías punteras en sostenibilidad y gestión de energía en los edificios. Orona Zero cuenta con medidas de aprovechamiento pasivo y diseño bioclimático y con certificaciones simultáneas LEED en la modalidad NC y BREEAM.ES COMERCIAL, ambas certificaciones se encuentran en proceso con el objetivo de conseguir ORO y EXCELENTE respectivamente.
Desde sus primeros conceptos arquitectónicos, Orona Zero está fundamentado en un diseño bioclimático para lograr un rendimiento energético eficiente, en base a su orientación, distribución de espacios interiores en función de sus necesidades térmicas y perfiles de temperaturas, porcentajes de huecos, incidencia solar e iluminación interior.
El objetivo es sacar el máximo partido a las medidas pasivas aplicadas y seleccionar los sistemas de generación y consumo de energía más apropiados. Por ello, dispone de un District Heating que se alimenta de energías 100% renovables: biomasa, geotermia y solar térmica, de unos cerramientos con muy baja transmitancia, así como de una cubierta captadora fotovoltaica integrada en la arquitectura y soluciones de elevación con acumulación eléctrica vinculadas a la gestión energética del edificio.
El edificio cuenta con una calificación energética tipo A, certificado obtenido mediante el programa Calener GT, consiguiendo la calificación más eficiente que se puede alcanzar con un consumo de energía anual de 4.336.250,4 MJ (176,4 MJ/m2) y unas emisiones de 333.419,3 Kg CO2 (13,6 Kg CO2/m2) en fase de uso y mantenimiento durante su vida útil.
A continuación se muestran los resultados parciales y totales de la Energía Embebida y Emisiones de CO2 generadas por la construcción de Orona Zero clasificados por los capítulos de obra más habituales: movimiento de tierras, cimentaciones y estructura, envolvente, particiones interiores, acabados interiores y urbanización.
El resultado final anual obtenido alcanza los 494.990.517 MJ para Energía Embebida y 31.211.741 Kg de CO2 equivalente. El capítulo más significativo en ambos indicadores es el de cimentaciones y estructura con 312.543.930 MJ y 19.751.310 kg Co2 respectivamente. El impacto de este capítulo es por sí sólo el 60% del impacto total de la fase de construcción, debido a la compleja estructura metálica necesaria para permitir el diseño inclinado del edificio.
Si confrontamos los resultados obtenidos globalmente en la fase de construcción en relación a los indicadores de la fase de uso y mantenimiento del edificio, obtenemos los siguientes resultados:
- Tomando una vida útil de cincuenta años la fase de construcción supondría la emisión del 65 % de las emisiones de CO2 estimadas para toda la vida útil del edificio sin tener en cuenta su demolición.
- Si referimos los mismos datos a la Energía Embebida, la fase de construcción supone un impacto mayor que el generado por toda la fase de uso y mantenimiento del edificio: 494.990.517 MJ frente a 216.812.500 MJ. Esto es debido a la excepcional eficiencia energética del edificio estudiado así como al alto nivel tecnológico empleado en los sistemas constructivos, basados en soluciones metálicas, muros cortina y fachada ventilada.
A continuación se ofrece una tabla con los resultados obtenidos en cada uno de los capítulos y subcapítulos así como una representación gráfica de la repercusión de cada capítulo en términos absolutos y porcentuales.
Conclusiones del Estudio
En el caso del edificio Orona Ideo, la comparación entre la energía empleada en el uso y la energía embebida de la construcción se ve fuertemente afectada por la condición del edificio de EECN, haciendo que el impacto relativo de la construcción sea comparativamente más alto que en edificios convencionales. Si comparamos el impacto de la energía embebida con un edificio de referencia que cumpla estrictamente con los criterios del CTE modelizado según LIDER-CALENER, obtendremos que el gasto energético en la construcción es equivalente al gasto energético a lo largo de 30 Años. Por otra parte, el hecho de que los edificios cada vez sean más eficientes en el consumo energético en la etapa de uso del edificio, disminuyendo su demanda energética a través de las medidas contenidas en la actualización del CTE, hace que la energía embebida de los edificios tenga mayor importancia, y por tanto deba contemplarse en la calificación energética.
Otro de los aspectos que se pone de manifiesto en este estudio es la gran repercusión de la estructura (entre un 40-80%) en el cómputo de la energía incorporada en la construcción, un argumento más para apoyar la rehabilitación y reutilización de edificios y estructuras preexistentes. Se estima que de este modo se podría ahorrar hasta un 60% de la energía empleada actualmente en el proceso de edificación.
Consideraciones Finales Sobre los Indicadores
Por último, nos gustaría apuntar posibles límites de los indicadores empleados en el cálculo de la energía embebida y cómo la herramienta trata de responder en cada caso.
En primer lugar, el cálculo de ACV desarrollado para cada uno de los componentes constructivos se ha basado en un producto estándar incluido en la base de precios, de forma que no se tienen en cuenta procesos específicos de una determinada marca o producto en el que la fabricación del material pueda realizarse por ejemplo empleado fuentes de energías renovables, que harían disminuir su huella de carbono. El programa E2CO2.0 permite incorporar productos con rendimientos distintos al estándar a través de su versión simplificada.
Por otra parte, el indicador de la energía embebida no aporta información sobre la vida útil del producto, esta información sería muy relevante ya que la durabilidad del producto se traduce en un plazo de amortización mayor del coste energético inicial. La vida útil de los distintos materiales, componentes y sistemas que constituyen el edificio difieren drásticamente unos de otros, por lo que la integración de la energía necesaria en el mantenimiento del material, así como la empleada en el fin de vida del producto, complementarían la información contenida en la herramienta actual, y podrían ofrecer argumentos para compensar los impactos iniciales de la incorporación de un determinado material en el proyecto.