Sostenibilidad

En Construcción.

Sostenibilidad en Estructuras Metálicas: Construyendo un Futuro Responsable

La sostenibilidad se ha convertido en un imperativo en la industria de la construcción, y las estructuras metálicas ofrecen un gran potencial para contribuir a la edificación sostenible. En Colombia, y especialmente en ciudades como Bogotá que buscan un desarrollo urbano más responsable, es crucial incorporar criterios de sostenibilidad en todas las fases del ciclo de vida de las estructuras metálicas, desde el diseño y la fabricación hasta el montaje, el uso y la eventual deconstrucción. La capacitación del personal en prácticas sostenibles es fundamental para lograr este objetivo y para que las empresas constructoras puedan responder a las crecientes exigencias ambientales y sociales.

Uso de Materiales Reciclados y Reciclables

El acero es un material altamente reciclable, lo que lo convierte en una opción atractiva desde el punto de vista de la sostenibilidad. La capacitación debe enfatizar:

Acero Reciclado

Ventajas:
- Reduce la demanda de recursos naturales (mineral de hierro, carbón).
- Disminuye el consumo de energía en la producción de acero.
- Reduce las emisiones de gases de efecto invernadero.
- Minimiza la generación de residuos.
Contenido reciclado: El acero estructural utilizado en Colombia puede tener un alto contenido de material reciclado, que varía según el fabricante y el tipo de acero. Es importante verificar el contenido reciclado del acero utilizado en cada proyecto.
Trazabilidad: Se debe asegurar la trazabilidad del acero reciclado, desde su origen hasta su incorporación en la estructura.
Normativa: La NSR-10 no establece requisitos específicos para el uso de acero reciclado, pero sí promueve el uso de materiales sostenibles.
Certificaciones: Algunas certificaciones de construcción sostenible, como LEED, otorgan puntos por el uso de materiales reciclados.

Reciclabilidad del Acero

100% reciclable: El acero es un material 100% reciclable, lo que significa que se puede reciclar infinitamente sin perder sus propiedades.
Ciclo de vida cerrado: Al final de la vida útil de una estructura metálica, el acero se puede desmontar y reciclar para fabricar nuevos productos de acero, cerrando el ciclo de vida del material.
Infraestructura de reciclaje: Colombia cuenta con una infraestructura de reciclaje de acero relativamente desarrollada, aunque se requiere seguir fortaleciéndola.
Diseño para la deconstrucción: Para facilitar el reciclaje del acero al final de la vida útil de la estructura, es importante diseñar la estructura teniendo en cuenta su futura deconstrucción (ver sección posterior).

Otros Materiales Sostenibles

Pinturas y recubrimientos ecológicos: Utilizar pinturas y recubrimientos con bajo contenido de VOC (compuestos orgánicos volátiles) y sin metales pesados.
Materiales de aislamiento térmico y acústico: Utilizar materiales aislantes ecológicos, como la lana mineral, la celulosa proyectada o el poliestireno expandido reciclado.
Materiales de cerramiento y revestimiento: Utilizar materiales de cerramiento y revestimiento sostenibles, como paneles de madera certificada, paneles de yeso-cartón con contenido reciclado o materiales compuestos de origen vegetal.

Diseño para la Desconstrucción

El diseño para la deconstrucción (DfD) es un enfoque que busca facilitar el desmontaje y la reutilización o reciclaje de los componentes de una edificación al final de su vida útil.

Principios del DfD

Conexiones reversibles: Utilizar conexiones que se puedan desmontar fácilmente, como pernos en lugar de soldaduras (siempre que sea posible).
Materiales separables: Evitar el uso de materiales compuestos que sean difíciles de separar para su reciclaje.
Componentes modulares: Utilizar componentes modulares que se puedan desmontar y reutilizar en otras construcciones.
Documentación: Documentar los materiales y componentes utilizados en la estructura, así como las instrucciones para su desmontaje.
Acceso: Asegurar que todos los elementos de la estructura sean accesibles para su inspección, mantenimiento y eventual desmontaje.
Evitar materiales tóxicos: No utilizar materiales que contengan sustancias tóxicas o peligrosas que puedan dificultar su reciclaje o reutilización.

Aplicación en Estructuras Metálicas

Conexiones atornilladas: Priorizar el uso de conexiones atornilladas en lugar de soldadas, siempre que sea posible y cumpla con los requisitos de resistencia y estabilidad.
Paneles prefabricados: Utilizar paneles prefabricados que se puedan desmontar y transportar fácilmente.
Elementos modulares: Diseñar la estructura con elementos modulares que se puedan reutilizar en otras construcciones.
Identificación de materiales: Marcar los elementos estructurales con información sobre su tipo de acero, dimensiones y otras características relevantes para facilitar su clasificación y reciclaje.
Plan de deconstrucción: Elaborar un plan de deconstrucción que especifique los pasos a seguir para desmontar la estructura de forma segura y eficiente, y el destino de los materiales recuperados.

Eficiencia Energética en Edificios con Estructura Metálica

La eficiencia energética es un aspecto clave de la construcción sostenible. La capacitación debe abordar:

Aislamiento Térmico

Importancia: Un buen aislamiento térmico reduce la demanda de energía para calefacción y refrigeración, disminuyendo el consumo de energía y las emisiones de gases de efecto invernadero.
Materiales aislantes: Utilizar materiales aislantes de alta eficiencia, como lana mineral, poliestireno expandido (EPS), poliestireno extruido (XPS), espuma de poliuretano, celulosa proyectada, etc.
Ubicación del aislamiento:
- Envolvente térmica continua: Lo ideal es colocar el aislamiento de forma continua por el exterior de la estructura (SATE), eliminando los puentes térmicos.
- En el interior de los paneles: Si no es posible el aislamiento continuo, se debe colocar el aislamiento entre los perfiles de la estructura, asegurando que no queden espacios vacíos.
- En cubiertas y entrepisos: Aislar adecuadamente las cubiertas y entrepisos para evitar pérdidas de calor o frío.
Puentes térmicos: Los puentes térmicos son zonas de la envolvente del edificio donde la resistencia térmica es menor, lo que provoca pérdidas de calor o frío. Los perfiles metálicos pueden actuar como puentes térmicos si no se aíslan adecuadamente.
Normativa: La NSR-10 establece requisitos mínimos de aislamiento térmico para las edificaciones en función de la zona climática.

Control Solar

Protección solar: Utilizar elementos de protección solar (aleros, voladizos, persianas, toldos) para reducir la radiación solar directa sobre las fachadas y ventanas en verano, disminuyendo la necesidad de refrigeración.
Vidrios de control solar: Utilizar vidrios de control solar que reducen la cantidad de radiación solar que ingresa al edificio.
Orientación: Orientar adecuadamente la edificación para aprovechar la luz natural y minimizar la exposición al sol en las horas más calurosas.
Ventilación natural: Diseñar la edificación para aprovechar la ventilación natural, reduciendo la necesidad de aire acondicionado.

Iluminación Eficiente

Aprovechamiento de la luz natural: Diseñar la edificación para maximizar el aprovechamiento de la luz natural, reduciendo la necesidad de iluminación artificial.
Iluminación LED: Utilizar iluminación LED de alta eficiencia energética.
Sensores de presencia y luminosidad: Utilizar sensores de presencia y luminosidad para controlar la iluminación artificial, encendiéndola y apagándola automáticamente según las necesidades.
Sistemas de control: Implementar sistemas de control que permitan regular la intensidad de la luz.

Ventilación Eficiente

Ventilación natural: Diseñar la edificación para aprovechar la ventilación natural cruzada, reduciendo la necesidad de ventilación mecánica.
Ventilación mecánica controlada: Utilizar sistemas de ventilación mecánica controlada con recuperación de calor, que permiten renovar el aire interior sin perder energía.
Filtración del aire: Utilizar filtros de alta eficiencia para mejorar la calidad del aire interior.

Uso de Energías Renovables

Energía solar fotovoltaica: Instalar paneles solares fotovoltaicos en la cubierta o fachada para generar electricidad.
Energía solar térmica: Instalar paneles solares térmicos para calentar agua sanitaria o para calefacción.
Energía eólica: En algunos casos, se puede considerar la instalación de pequeños aerogeneradores para generar electricidad.
Geotermia: En algunos casos, se puede usar para climatizar.
Integración en la estructura: Los paneles solares y otros sistemas de energías renovables se pueden integrar en la estructura metálica de la edificación, aprovechando su versatilidad y resistencia.
Consideraciones:
- La NSR-10 no obliga al uso de energías renovables, pero sí existen incentivos.

Certificaciones de Construcción Sostenible (LEED, EDGE, etc.)

Las certificaciones de construcción sostenible son sistemas de evaluación y certificación que reconocen a las edificaciones que cumplen con ciertos criterios de sostenibilidad. La capacitación debe incluir:

LEED (Leadership in Energy and Environmental Design)

Desarrollado por: U.S. Green Building Council (USGBC).
Sistema de puntuación: Otorga puntos por el cumplimiento de criterios en diferentes categorías (sitio sostenible, eficiencia en el uso del agua, energía y atmósfera, materiales y recursos, calidad ambiental interior, innovación en el diseño).
Niveles de certificación: Certificado, Plata, Oro, Platino.
Aplicación en Colombia: LEED es una de las certificaciones más utilizadas a nivel mundial y también se aplica en Colombia.
Ventajas: Reconocimiento internacional, aumento del valor de la propiedad, mejora de la imagen de la empresa, beneficios para la salud y el bienestar de los ocupantes.
Desventajas: Puede ser costoso y complejo obtener la certificación, requiere un compromiso desde las etapas iniciales del proyecto.

EDGE (Excellence in Design for Greater Efficiencies)

Desarrollado por: International Finance Corporation (IFC), miembro del Grupo Banco Mundial.
Enfoque: Se centra en la eficiencia en el uso de recursos (energía, agua, materiales) en edificaciones residenciales y comerciales.
Sistema de certificación: Utiliza un software en línea gratuito para evaluar el desempeño de la edificación y determinar si cumple con los estándares EDGE.
Requisitos: Para obtener la certificación EDGE, una edificación debe demostrar una reducción del 20% en el consumo de energía, agua y energía incorporada en los materiales, en comparación con un edificio convencional.
Aplicación en Colombia: EDGE es una certificación cada vez más utilizada en Colombia, especialmente en proyectos de vivienda.
Ventajas: Más simple y económico que LEED, enfocado en mercados emergentes, promueve la construcción sostenible en países en desarrollo.
Desventajas: Menos completo que LEED, no aborda todos los aspectos de la sostenibilidad.

CASA Colombia

Desarrollado por: Consejo Colombiano de Construcción Sostenible (CCCS).
Enfoque: Certificación nacional, adaptada al contexto colombiano.

Otras Certificaciones

BREEAM (Building Research Establishment Environmental Assessment Method).
Passivhaus (Casa Pasiva).
WELL Building Standard (enfocado en la salud y el bienestar de los ocupantes).

Análisis de Ciclo de Vida (ACV)

El Análisis de Ciclo de Vida (ACV) es una metodología que evalúa los impactos ambientales de un producto, proceso o servicio a lo largo de todo su ciclo de vida.

Etapas del ACV

Definición del objetivo y alcance: Se define el objetivo del estudio, el producto o sistema a evaluar, los límites del sistema y la unidad funcional.
Análisis del inventario: Se recopilan datos sobre las entradas (materiales, energía) y salidas (emisiones, residuos) del sistema en cada etapa de su ciclo de vida.
Evaluación del impacto: Se evalúan los impactos ambientales potenciales del sistema, utilizando categorías de impacto como el calentamiento global, la acidificación, la eutrofización, la toxicidad humana, etc.
Interpretación: Se interpretan los resultados del ACV, se identifican los puntos críticos y se proponen mejoras.

ACV en Estructuras Metálicas

Aplicación: Se puede aplicar el ACV para evaluar los impactos ambientales de una estructura metálica a lo largo de su ciclo de vida, desde la extracción de las materias primas hasta su demolición o deconstrucción.
Factores a considerar:
- Producción del acero (alto horno, horno de arco eléctrico).
- Transporte de materiales.
- Fabricación de los elementos estructurales.
- Montaje de la estructura.
- Uso y mantenimiento de la edificación.
- Fin de vida (demolición, deconstrucción, reciclaje).
Beneficios:
- Identificar los puntos críticos del ciclo de vida de la estructura desde el punto de vista ambiental.
- Comparar diferentes alternativas de diseño y materiales.
- Tomar decisiones informadas para reducir el impacto ambiental de la estructura.
- Comunicar los resultados a las partes interesadas.
Software: Existen programas de software especializados para realizar ACV, como SimaPro, GaBi, OpenLCA.

Reducción de la Huella de Carbono

La huella de carbono es una medida de la cantidad total de gases de efecto invernadero (GEI) emitidos a la atmósfera por una actividad, producto o servicio. La capacitación debe incluir:

Fuentes de Emisiones en Estructuras Metálicas

Producción del acero: La producción de acero es una de las principales fuentes de emisiones de GEI en la industria de la construcción.
Transporte de materiales: El transporte de materiales (acero, otros materiales de construcción) desde el lugar de fabricación hasta el sitio de construcción genera emisiones de GEI.
Fabricación de elementos: La fabricación de los elementos estructurales (corte, soldadura, pintura) consume energía y genera emisiones.
Montaje de la estructura: El uso de equipos y maquinaria en el montaje (grúas, plataformas elevadoras) genera emisiones.
Uso de la edificación: El consumo de energía para calefacción, refrigeración, iluminación y otros usos durante la vida útil de la edificación genera emisiones.
Fin de vida: La demolición o deconstrucción de la estructura y el transporte de los materiales a vertederos o plantas de reciclaje generan emisiones.

Estrategias para Reducir la Huella de Carbono

Utilizar acero reciclado: El uso de acero reciclado reduce significativamente las emisiones de GEI en comparación con el acero producido a partir de mineral de hierro.
Optimizar el diseño estructural: Diseñar la estructura de forma eficiente para utilizar la menor cantidad de acero posible.
Utilizar materiales de construcción de bajo impacto ambiental: Seleccionar materiales de construcción con baja energía incorporada y bajas emisiones de GEI.
Reducir las distancias de transporte: Utilizar materiales y proveedores locales siempre que sea posible.
Utilizar equipos y maquinaria eficientes: Utilizar equipos y maquinaria de construcción que consuman menos combustible y generen menos emisiones.
Planificar el montaje de forma eficiente: Optimizar la secuencia de montaje y el uso de recursos para reducir los tiempos de construcción y el consumo de energía.
Mejorar la eficiencia energética de la edificación: Diseñar la edificación para que sea energéticamente eficiente, reduciendo la demanda de energía para calefacción, refrigeración e iluminación.
Utilizar energías renovables: Incorporar sistemas de energías renovables (solar fotovoltaica, solar térmica) en la edificación.
Diseñar para la deconstrucción: Facilitar el desmontaje y el reciclaje de los materiales al final de la vida útil de la estructura.
Compensar las emisiones: En última instancia, se pueden compensar las emisiones de GEI que no se pueden evitar mediante la compra de bonos de carbono o la inversión en proyectos de reducción de emisiones.

Diseño Bioclimático

El diseño bioclimático aprovecha las condiciones climáticas locales para proporcionar confort térmico y lumínico a los ocupantes de una edificación, reduciendo la necesidad de sistemas mecánicos de climatización e iluminación. La capacitación debe considerar:

Orientación: Orientar la edificación de forma que se aproveche la luz solar en invierno y se minimice la exposición al sol en verano.
Protección solar: Utilizar elementos de protección solar (aleros, voladizos, persianas) para controlar la radiación solar directa.
Ventilación natural: Diseñar la edificación para aprovechar la ventilación natural cruzada.
Inercia térmica: Utilizar materiales con alta inercia térmica (capacidad de almacenar calor) para estabilizar la temperatura interior.
Aislamiento térmico: Aislar adecuadamente la envolvente del edificio para reducir las pérdidas de calor en invierno y las ganancias de calor en verano.
Vegetación: Utilizar vegetación (árboles, arbustos, cubiertas verdes) para proporcionar sombra, reducir la temperatura ambiente y mejorar la calidad del aire.
Adaptación al clima local: Adaptar el diseño bioclimático a las características climáticas específicas del lugar (temperatura, humedad, vientos, radiación solar). En Bogotá, por ejemplo, se debe considerar la altitud y las temperaturas relativamente bajas.

Gestión del Agua

La gestión eficiente del agua es un aspecto importante de la construcción sostenible. La capacitación puede mencionar:

Reducción del consumo: Utilizar sistemas ahorradores de agua (grifos, inodoros, duchas de bajo flujo).
Recolección y reutilización de agua lluvia: Implementar sistemas para recolectar y reutilizar el agua lluvia para usos no potables (riego, limpieza).
Tratamiento y reutilización de aguas grises: En algunos casos, se pueden tratar y reutilizar las aguas grises (provenientes de lavamanos, duchas) para usos no potables.
Paisajismo de bajo consumo de agua: Utilizar plantas nativas y adaptadas al clima local que requieran poca agua para su riego.
Permeabilidad: Utilizar en exteriores, materiales permeables.

Innovación en Materiales Sostenibles

La industria de la construcción está en constante evolución, y surgen constantemente nuevos materiales y tecnologías con menor impacto ambiental. Algunas innovaciones son:

Aceros de alta resistencia con menor huella de carbono.
Recubrimientos y pinturas ecológicas.
Aislantes térmicos y acústicos de origen natural o reciclado.
Paneles de cerramiento y revestimiento fabricados con materiales reciclados o renovables.
Sistemas constructivos modulares y prefabricados que reducen los residuos y los tiempos de construcción.
Materiales compuestos de origen biológico.

Beneficios de la Construcción Sostenible con Estructuras Metálicas

Beneficio	Descripción
Ambientales	Reducción de emisiones de GEI. Menor consumo de energía y agua. Menor generación de residuos. Conservación de recursos naturales. Protección de la biodiversidad.
Económicos	Reducción de costos operativos (energía, agua). Mayor valor de la propiedad. Menores costos de mantenimiento. Mayor productividad de los ocupantes.
Sociales	Mejora de la salud y el bienestar de los ocupantes. Ambientes interiores más confortables. Mejora de la calidad del aire interior. Reducción del ruido. Creación de empleos verdes.

Tabla: Estrategias para la Sostenibilidad en Estructuras Metálicas

Área	Estrategias	Beneficios	Consideraciones
Materiales	Uso de acero reciclado. Selección de acero de alta resistencia. Uso de recubrimientos y pinturas ecológicas. Materiales de cerramiento y revestimiento sostenibles. Diseño para la deconstrucción y reutilización.	Reducción del impacto ambiental de la producción de materiales. Conservación de recursos naturales. Reducción de residuos. Menor huella de carbono.	Disponibilidad y costo de materiales reciclados. Cumplimiento de normas y estándares. Trazabilidad de los materiales.
Diseño	Diseño estructural eficiente (optimización del uso de material). Diseño bioclimático (aprovechamiento de la luz y ventilación natural). Diseño para la durabilidad (protección contra la corrosión, etc.). Diseño para la flexibilidad y adaptabilidad (posibilidad de ampliaciones o cambios de uso).	Reducción del consumo de materiales. Menor consumo de energía durante la vida útil del edificio. Mayor confort para los ocupantes. Mayor vida útil de la estructura.	Requiere un enfoque de diseño integrado desde las etapas iniciales. Puede implicar un mayor costo inicial (pero con ahorros a largo plazo).
Fabricación y Montaje	Optimización de los procesos de fabricación para reducir el desperdicio de material. Uso de tecnologías de fabricación eficientes (corte por láser, soldadura automatizada). Prefabricación y modularización. Implementación de Lean Construction (construcción sin pérdidas). Uso de equipos y maquinaria de bajo consumo energético. Gestión adecuada de residuos en obra.	Reducción del desperdicio de material. Menor consumo de energía. Reducción de emisiones. Mayor eficiencia y productividad. Menor tiempo de construcción.	Requiere personal capacitado en nuevas tecnologías y procesos. Puede requerir inversión en equipos y tecnología.
Uso y Mantenimiento	Implementación de sistemas de gestión de energía y agua. Uso de energías renovables (solar fotovoltaica, solar térmica). Mantenimiento preventivo y predictivo de la estructura y los recubrimientos. Monitoreo del desempeño energético del edificio.	Reducción del consumo de energía y agua. Menores costos operativos. Mayor vida útil de la estructura. Mejora del confort y la salud de los ocupantes.	Requiere un compromiso por parte de los propietarios y usuarios del edificio. Puede implicar costos adicionales de implementación.
Fin de Vida	Deconstrucción selectiva de la estructura. Reutilización de elementos estructurales. Reciclaje del acero y otros materiales.	Reducción de residuos enviados a vertederos. Conservación de recursos naturales. Menor impacto ambiental.	Requiere una planificación cuidadosa y una ejecución especializada. Puede ser más costoso que la demolición tradicional.

Tabla: Certificaciones de Construcción Sostenible

Certificación	Entidad	Enfoque	Niveles de Certificación	Aplicación en Colombia
LEED (Leadership in Energy and Environmental Design)	U.S. Green Building Council (USGBC)	Sistema de calificación integral que cubre diversos aspectos de la sostenibilidad (sitio, agua, energía, materiales, calidad ambiental interior, innovación).	Certificado, Plata, Oro, Platino	Ampliamente reconocida y utilizada en Colombia.
EDGE (Excellence in Design for Greater Efficiencies)	International Finance Corporation (IFC)	Eficiencia en el uso de recursos (energía, agua, materiales) en edificaciones residenciales y comerciales.	EDGE Certified, EDGE Advanced, EDGE Zero Carbon	Creciente adopción en Colombia, especialmente en vivienda.
CASA Colombia	Consejo Colombiano de Construcción Sostenible (CCCS)	Certificación nacional, adaptada al contexto colombiano. Cubre aspectos sociales, económicos y ambientales.	(En desarrollo y evolución)	Certificación específica para Colombia.
BREEAM (Building Research Establishment Environmental Assessment Method)	Building Research Establishment (BRE) - Reino Unido	Sistema de evaluación y certificación de la sostenibilidad de edificios, similar a LEED.	Aprobado, Bueno, Muy Bueno, Excelente, Excepcional	Menos común en Colombia que LEED, pero utilizada en algunos proyectos.

Tabla: Ventajas Ambientales del Acero Estructural

Ventaja	Descripción
Alto contenido reciclado	El acero estructural puede tener un alto porcentaje de material reciclado, reduciendo la demanda de recursos naturales y la energía asociada a la producción de acero virgen.
100% reciclable	El acero se puede reciclar infinitamente sin perder sus propiedades, lo que permite cerrar el ciclo de vida del material.
Durabilidad	Las estructuras de acero son duraderas y resistentes, lo que reduce la necesidad de reemplazo y la generación de residuos a largo plazo.
Flexibilidad y adaptabilidad	Las estructuras de acero se pueden modificar, ampliar o reutilizar fácilmente, lo que prolonga su vida útil y reduce la necesidad de construir nuevas edificaciones.
Construcción en seco	El montaje de estructuras metálicas es un proceso de construcción en seco, que consume menos agua que la construcción tradicional con concreto.
Menor peso	Las estructuras de acero suelen ser más ligeras que las estructuras de concreto, lo que reduce la necesidad de cimentaciones más grandes y el consumo de materiales.
Prefabricación	Muchos elementos de acero se pueden prefabricar en taller, lo que reduce los residuos en obra, mejora la calidad y acelera el proceso de construcción.
Transporte eficiente	La ligereza y la posibilidad de prefabricación del acero facilitan su transporte, reduciendo las emisiones asociadas.