Con sus 100 metros de altura y 1,7 kilómetros2 de superficie construida, el New Century Global Center de la ciudad china de Chengdu es el edificio más grande del planeta.Esta gigantesca estructura alberga tiendas, viviendas, oficinas, cines y restaurantes como testimonio imponente del auge de la construcción en China que ha supuesto la mitad del consumo mundial de cemento, acero y hormigónHuang., B et al (2020) A Life Cycle Thinking Framework to Mitigate the Environmental Impact of Building Materials.
Pero China no es la única.
En todo el mundo, el consumo de materiales de construcción se ha triplicado hasta alcanzar los 17.500 millones de toneladas, desde los 6.700 millones del año 2000, generando emisiones de carbono y residuos durante todo el ciclo de vida de los edificios.
“Teniendo en cuenta que la construcción es responsable del 40% de las emisiones mundiales de carbono, la desmaterialización y la ecologización del sector se han convertido en una prioridad”, afirma Carlo Ratti, socio fundador de CRA-Carlo Ratti Associati y director del MIT Senseable City Lab.
“Pero, para lograrlo, debemos adaptarnos a nuevas formas de construir y emplear tecnologías innovadoras”.
A nivel mundial, el crecimiento de la productividad en el sector de la construcción se ha estancado en las dos últimas décadas, en marcado contraste con la industria manufacturera, cuya eficiencia ha aumentado un 3,6% en el mismo periodoEstudio de McKinsey.
En la UE, el sector representa el 8% del PIB, si bien tan solo supone un 0,8% del gasto en investigación y desarrollo, que es un factor impulsor esencial del aumento de la productividad.
Las prácticas de construcción llevan décadas sin experimentar ninguna transformación importante. Tradicionalmente han consistido en la utilización de componentes sencillos y en complejos procesos de montaje en la obra.
Para construir un edificio medio, por ejemplo, se utilizan más de 7.000 componentes diferentes que deben ensamblarse para formar un todo funcional.
Para mejorar la eficiencia y reducir su impacto medioambiental, el sector necesita encontrar fórmulas que simplifiquen los procesos de construcción.
Afortunadamente, empiezan a surgir soluciones tecnológicas para lograrlo.
Nuevas tecnologías
Tomemos el diseño como ejemplo.
En este ámbito, los nuevos programas informáticos de modelado de información para la construcción (BIM, por sus siglas en inglés) prometen transformar la proyección, el diseño y la edificación.
El BIM utiliza datos para crear la representación virtual de una infraestructura física que puede modelarse y perfeccionarse en una plataforma abierta en la nube. Las aplicaciones BIM facilitan a los constructores la evaluación de aspectos tan complejos como la cantidad de cemento, acero y madera que deben utilizar, así como de las emisiones de carbono y residuos.
El control numérico computarizado (CNC, por sus siglas en inglés) es otra tecnología útil para automatizar determinados procesos de construcción. A partir de los datos de un gemelo digital –es decir, de una réplica digital de activos físicos–, el CNC preprograma máquinas para que produzcan componentes en serie utilizando herramientas tales como fresadoras, tornos, taladros, radiales, inyectores de agua y láseres.
Por su parte, las herramientas de gestión de la cadena de suministro (SCM, por sus siglas en inglés) pueden utilizarse conjuntamente con gemelos digitales para automatizar la producción, entrega e instalación de componentes. La SCM también puede minimizar el almacenamiento y montaje a pie de obra, suministrando los materiales en paquetes planos optimizados mediante entregas “justo a tiempo”.
La realidad aumentada (RA) también puede utilizarse para optimizar el montaje in situ. Puede ofrecer a los operarios de la obra orientación esencial en tiempo real y asistencia técnica a distancia para la instalación.
La RA puede acortar el tiempo necesario para que los trabajadores con poca experiencia comprendan la información del diseño. Un estudio ha demostrado que la utilización de la RA reduce a la mitad el tiempo necesario para asimilar la información de diseño; otro estudio ha demostrado que una metodología basada en la RA puede acortar el proceso de toma de decisiones en un 77% y mejorar la eficiencia a la hora de decidir el material de los panelesXu et al (2022) A Review of Using Augmented Reality to Improve Construction Productivity.
Materiales 2.0
Sin embargo, aunque se adoptaran nuevos métodos de construcción, tales iniciativas servirían de poco si el sector siguiera utilizando grandes cantidades de cemento y acero perjudiciales para el medio ambiente.
En un edificio típico, estos materiales representan alrededor del 85% de su carbono total incorporado, es decir, las emisiones generadas durante las fases de la construcción, incluyendo la extracción de materias primas, la fabricación, el transporte, la instalación y la eliminación de residuosModelado en un edificio comercial de oficinas típico de ocho plantas. Fuente: McKinsey.
El hormigón es especialmente perjudicial para el medio ambiente. Es el material artificial más utilizado del planeta y, quizás, el más perjudicial por su huella de carbono: la industria cementera es responsable del 8% de las emisiones mundiales de CO2. Además, el hormigón es difícil de producir a gran escala en una fábrica: por lo general, se vierte en moldes in situ y necesita cierto tiempo para fraguar.
No obstante, en los últimos años, las empresas han estado experimentando con nuevas formas de hacer que el hormigón sea más eficiente y sostenible.
Por ejemplo, la empresa Precast Concrete, con sede en Singapur, produce hormigón prefabricado y premoldeado para acelerar el proceso de construcción.
Otras empresas han estado utilizado aditivos químicos para ahorrar energía durante el proceso de fabricación y producir un hormigón que dure más tiempo. La empresa química suiza Sika ha desarrollado una tecnología para reciclar los residuos generados por la demolición del hormigón en un innovador proceso que absorbe una cantidad considerable de CO2.
También se está trabajando en la descarbonización del acero.
El acero es compatible con los sistemas de fabricación CNC, ya que se presta fácilmente a la creación de piezas muy personalizadas, pero es un material que consume mucha energía y que, con frecuencia, depende de altos hornos contaminantes. En la actualidad, algunas empresas de nueva creación producen un acero neutro en emisiones de carbono que se basa en alternativas verdes al carbón coquizable, en energías renovables y en sistemas de captura y almacenamiento de carbono.
Las tecnologías de hornos modernas son menos contaminantes, especialmente las que utilizan hidrógeno, y reducen la intensidad de carbono de la producción de acero a menos de 0,2 t de CO2 por tonelada métrica de acero, frente a una media mundial de 1,8 t de CO2 con sus equivalentes más limpias de la actualidad.
Ahora bien, no saldrá barato: será entre un 20% y un 25% más caro que el acero convencional en un periodo de 20 añoshttps://www.mckinsey.com/capabilities/sustainability/our-insights/net-zero-steel-in-building-and-construction-the-way-forward.
La madera es otra alternativa verde al acero.
La madera tiene unas buenas credenciales como material de construcción sostenible. Históricamente, la madera se ha venido utilizando durante siglos en la construcción de edificios de todo el mundo gracias a su durabilidad. En las últimas décadas, no obstante, la proporción de este material en la construcción se ha reducido debido a la mayor popularidad del hormigón y el acero, que se consideran más duraderos, resistentes a la putrefacción y fáciles de producir en masa.
Sin embargo, a día de hoy, la madera está experimentando un nuevo auge gracias a una tecnología industrial de nueva generación. Uno de los productos más prometedores es la madera contralaminada (CLT), un panel de construcción hecho de madera aserrada, encolada y laminada. La CLT es un material con bajas emisiones de carbono, tan resistente como el hormigón, pero cinco veces más ligeroCollege of Natural Resources.
“Resulta idónea para la producción compleja en fábrica y el montaje sencillo a pie de obra”, afirma Ratti. “En la actualidad, los avances tecnológicos y los cambios normativos hacen que la CLT esté cada vez más presente en todo tipo de construcciones, desde extensos complejos de oficinas hasta edificios de gran altura”.
El uso de CLT y madera laminada encolada –otro tipo de producto estructural derivado de la madera– como alternativa al acero estructural y a las losas de hormigón reduce aún más el carbono incorporado de los edificios. Gracias a avances como la CLT, la madera está ganando popularidad como material de construcción. En EE.UU., por ejemplo, el número de edificios de madera masiva se duplica cada dos años.
Esta cifra va camino de ascender a 24.000 de aquí a mediados de la próxima década, momento en el que el sector de la construcción estaría almacenando más carbono del que emite.North American Mass Timber Report: 2020 State of the Industry
La CLT estará cada vez más presente en todo tipo de construcciones, desde extensos complejos de oficinas hasta edificios de gran altura.
El futuro de la construcción
Para que el mundo alcance las cero emisiones netas, necesita un sector de la construcción más eficiente y sostenible. Para ello, existen nuevas tecnologías como el BIM y el CNC, así como numerosos materiales de construcción alternativos que pueden ser de gran ayuda.
Perspectivas de inversión
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La urbanización es una de las megatendencias más importantes del siglo XXI e impulsará enormes inversiones en todos los ámbitos de la planificación urbana. Al mismo tiempo, esperamos que el mundo acelere sus iniciativas de descarbonización, sobre todo en la edificación, ya que representa hasta el 40% de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero.
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A medida que la tecnología siga avanzando, creemos que los productos y servicios innovadores que contribuyan positivamente a brindar soluciones de construcción más sostenibles y eficientes crecerán a un ritmo mucho más rápido. La AIE prevé que la inversión anual en eficiencia energética de edificios crezca desde los 244.000 millones de USD de 2023 hasta alcanzar 537.000 millones de USD en el escenario de cero emisiones netas de 2026-2030.
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Desde software de diseño/construcción hasta soluciones de ahorro energético tales como el aislamiento, la climatización/calefacción y los sistemas conectados, nuestro objetivo es captar inversiones atractivas y ofrecer un crecimiento sostenible a largo plazo respaldado por las megatendencias de urbanización, descarbonización y digitalización.
