La mayoría de las personas que trabajan en el sector del entorno construido saben que emplear y especificar materiales y diseños sostenibles y resilientes es lo que "debe hacerse". Las discusiones sobre el medioambiente y el cambio climático han sido constantes en la industria, y a menudo se presume que la sostenibilidad y la resiliencia ya responden a estas preocupaciones de forma "positiva". Sin embargo, en ocasiones se emplean estas palabras sin considerar a fondo si son equivalentes, diferentes o si guardan alguna relación entre sí.
El entorno construido consume una cantidad considerable de recursos, incluidos materiales y energía. La Administración de Información Energética de EE. UU. estima que los edificios residenciales, comerciales e industriales consumen 40 % de la energía utilizada en EE. UU. De ese total, la mayoría se emplea en calefacción, aire acondicionado, ventilación e iluminación. El uso de recursos no energéticos, como materiales, residuos de construcción, recursos operativos como el agua y residuos de demolición al final de la vida útil, es mucho más difícil de estimar, pero es significativo. Sin embargo, se estima que el mercado de la construcción tiene un valor de $1.231 billones para 2018, en comparación con un producto interno bruto total de $20.412 billones. Esto significa que el mercado de la construcción representa alrededor del 6 % de la economía de EE. UU.
Los edificios residenciales, comerciales e industriales consumen 40 % de la energía utilizada en EE. UU.
Debido al impacto del entorno construido tanto en el uso de energía como en el consumo de recursos, es importante comprender mejor los conceptos de sostenibilidad y resiliencia. ¿Estos términos son lo mismo, se complementan o son independientes? Este artículo examinará cada uno por separado y luego los comparará. Como se verá, no son lo mismo y, a veces, pueden entrar en conflicto de maneras que van en contra de objetivos que generalmente se consideran "positivos".
sustentable
Este adjetivo generalmente significa:
- Que puede usarse sin agotarse ni destruirse por completo.
- Que implica métodos que no agotan ni destruyen completamente los recursos naturales.
- Que puede durar o continuar por mucho tiempo.
Sostenibilidad (el sustantivo) es la capacidad de:
- Proteger la salud y el bienestar humanos.
- Promover la vitalidad y prosperidad económica.
- Preservar la abundancia de recursos ambientales.
Por lo tanto, el diseñador de edificios que desee incorporar la sostenibilidad en sus proyectos debería preguntarse:
- ¿Son los materiales seguros para las personas y el ecosistema?
- ¿Este diseño es eficiente en cuanto a energía y recursos?
- ¿Está disponible este material, o su uso hoy podría generar escasez en el futuro?
Resiliencia
Este sustantivo generalmente significa:
- La capacidad de recuperarse o adaptarse fácilmente ante la adversidad o el cambio.
- La capacidad de volverse fuerte, saludable o exitoso nuevamente después de que ocurra algo negativo.
En términos del entorno construido, la resiliencia es la capacidad de:
- Superar problemas imprevistos.
- Continuar funcionando o recuperarse rápidamente tras eventos extremos.
- Prepararse para sobrevivir a catástrofes.
Entonces, las preguntas clave para el profesional del diseño son:
- ¿Se podrá ocupar y usar la estructura tras una tormenta severa u otro evento ambiental extremo?
- ¿Podrán los ocupantes seguir funcionando sin servicios básicos?
- ¿Qué reducción en la capacidad ocupacional es aceptable tras un evento ambiental extremo?
Sostenible frente a resiliente
Para comparar ambos términos, es útil analizar algunas decisiones de diseño. El esquema de abajo muestra algunos ejemplos de elecciones que representan mayor o menor grado de ambas características: 
A continuación, se presenta un análisis de algunos de los ejemplos mostrados en cada uno de los cuadrantes:
Menos sostenible / Menos resiliente
En la esquina inferior izquierda, "Energía exclusivamente de la red" se refiere a la dependencia de un edificio del suministro eléctrico de la red. La red nacional obtiene aproximadamente el 17 % de su energía de fuentes renovables como el viento y la energía solar. El resto proviene de combustibles fósiles y energía nuclear, por lo que la energía de la red actual, aunque está mejorando, puede considerarse menos sostenible en comparación con una red que funcionara casi exclusivamente con fuentes renovables. Desde la perspectiva del uso del edificio, depender exclusivamente de la red es probablemente la opción energética menos resiliente, ya que el suministro podría interrumpirse no solo por un evento local, sino también por uno regional. La energía solar adecuadamente diseñada e instalada con almacenamiento, como se indica en el cuadrante superior derecho del esquema, sería una opción más resiliente.
Más sostenible / Menos resiliente
En la esquina superior izquierda, "Cero residuos al vertedero" se refiere normalmente a la producción de un material sin que se deposite ningún residuo en vertederos. En su lugar, cualquier residuo de fabricación se recicla ya sea dentro del mismo producto o para otros materiales. El término también puede aplicarse a prácticas de construcción que reciclan todos los residuos. Eliminar residuos mediante el reciclaje se considera generalmente una práctica sostenible, pero no tiene impacto en la resiliencia de un edificio ante futuros eventos extremos.
Menos sostenible / Más resiliente
En la esquina inferior derecha, "Grandes reservas de agua embotellada" hace referencia a una estrategia de planificación para resistir la pérdida de agua causada por un evento climático extremo. Tener reservas de agua podría ser invaluable durante una interrupción del suministro, pero las botellas de plástico no se consideran una opción sostenible. Vale la pena señalar que, aunque la pérdida de agua podría considerarse una posibilidad remota, ocurrió en edificios altos de la ciudad de Nueva York tras la supertormenta Sandy en 2012. En edificios altos, el suministro de agua a los pisos superiores y, a veces, al edificio completo, depende completamente de bombas eléctricas. Por lo tanto, la pérdida de energía de la red conlleva rápidamente la pérdida del suministro de agua.
Más sostenible / Más resiliente
En la esquina superior derecha, "Energía solar con almacenamiento" se refiere al uso de paneles solares junto con baterías para resistir la pérdida temporal de energía de la red. La energía solar es ampliamente considerada como una opción más sostenible que las plantas generadoras que funcionan con combustibles fósiles, por ejemplo. Sin embargo, los sistemas solares suelen apagarse automáticamente durante un corte de red para evitar alimentar accidentalmente todo el vecindario. La incorporación de almacenamiento en baterías permite que el sistema se desconecte de la red eléctrica y siga suministrando energía sin interrupciones durante un tiempo tras un corte de energía. El nivel de resiliencia dependerá de múltiples factores, como el tamaño del arreglo fotovoltaico, la capacidad de almacenamiento en baterías, el consumo energético del edificio, entre otros.
Sostenibilidad vs. resiliencia: conclusión
A esta altura del análisis, debería quedar claro que sostenibilidad y resiliencia son conceptos distintos y no necesariamente están ligados entre sí. El hecho de que un material o diseño sea sostenible no implica que sea resiliente, y viceversa.
El hecho de que un material o diseño sea sostenible no implica que sea resiliente, y viceversa.
La siguiente sección analiza opciones sostenibles y resilientes para techos de pendiente baja.
Techos sostenibles
Las conversaciones sobre techos sostenibles giran principalmente en torno a los materiales utilizados. Algunos materiales empleados en el pasado, como el aislamiento con asbesto, hoy se consideran insostenibles debido a su potencial dañino. Sin embargo, ante la gran variedad de materiales disponibles en la actualidad, ¿cómo puede un profesional tomar decisiones informadas sobre si un material es sostenible o no? Existen muchas opiniones y alternativas, pero Liderazgo en Energía y Diseño Ambiental (LEED®) v.4 ofrece una base común que puede servir como guía para la toma de decisiones. LEED® incluye una sección de Divulgación y Optimización de Productos de Construcción (BPD&O) que promueve:
- El uso de productos con una Declaración Ambiental de Producto (EPD), un informe verificado y reconocido internacionalmente que detalla cómo un producto impacta el medioambiente a lo largo de su ciclo de vida.
- Un informe de acceso público por parte de los proveedores de materias primas que incluya las ubicaciones de extracción, un compromiso con el uso ecológico y responsable del suelo a largo plazo, la reducción de los impactos ambientales derivados de la extracción y/o manufactura y el cumplimiento voluntario de normas o programas que promuevan una obtención responsable.
- La divulgación de los ingredientes de los materiales mediante documentos como las Declaraciones de Producto Saludable (HPD).
Además, dentro de la sección del LEED® de Diseño y Construcción de Edificios - Sitio Sostenible, se otorgan créditos por la reducción del efecto de isla de calor a través del uso de techos frescos o membranas reflectantes.
Membranas
La siguiente tabla resume el estado de los principales tipos de membranas para techos de pendiente baja en cuanto a BPD&O y su capacidad como techos frescos:
BPD&O: Divulgación y Optimización de Productos de Construcción
La EPDM, aunque es una membrana popular, no suele utilizarse en su versión blanca debido a su mayor costo. Además, si se observa la participación de mercado de los distintos tipos de membranas, como se muestra en el gráfico siguiente, queda claro que la TPO merece una atención especial por sus características sostenibles.
El gráfico proyecta la evolución del mercado en los próximos años y revela que la TPO se ha convertido en la membrana dominante para techos de pendiente baja. Y a medida que los techos de TPO más antiguos lleguen al final de su vida útil, es probable que esta tendencia se acelere aún más. Evaluar la TPO en términos de sostenibilidad muestra lo siguiente:
- La TPO normalmente no contiene materiales incluidos en la "lista roja" de productos peligrosos.
- La TPO puede adquirirse con garantías de hasta 35 años, según el tipo, el espesor, la instalación y el fabricante. Los materiales con ciclos de vida largos suelen considerarse más sostenibles.
- La TPO puede reciclarse potencialmente al final de su vida útil como membrana para techos.
Aislantes
El aislante se emplea para reducir el consumo energético a largo plazo, tanto en calefacción como en aire acondicionado, por lo que generalmente se considera una medida sostenible. La siguiente tabla muestra el estado de los principales materiales aislantes usados en techos de pendiente baja en cuanto a BPD&O:
BPD&O: Divulgación y Optimización de Productos de Construcción. La certificación y documentación depende de cada fabricante.
Al igual que con las membranas, resulta útil analizar la participación de mercado de estos materiales, como se ilustra a continuación:
Al observar con más detalle el poliisocianurato, se nota que es una muy buena opción, especialmente si se especifica en su versión sin halógenos. Este material tiene una baja permeabilidad al vapor de agua, es termoestable (es decir, no se derrite en caso de incendio) y no se ve afectado negativamente por los solventes.
Equilibrio del sistema: Todo sistema de techo incluye más que solo la membrana y el aislante. Los componentes adicionales necesarios para completar el sistema de techo, según el diseño específico, se describen a continuación:
Cubiertas: el uso de placas de yeso puede otorgar créditos en la categoría de Materiales y Recursos de LEED®. Asimismo, las placas de poliisocianurato de alta densidad, cuando se especifican en versiones sin halógenos, pueden otorgar créditos BPD&O de LEED®.
Adhesivos: aunque los adhesivos tradicionales a base de solventes todavía se utilizan en muchas regiones, las regulaciones ambientales más estrictas han impulsado el uso de adhesivos a base de agua y con bajo contenido de compuestos orgánicos volátiles (COV). Aunque hay pocos productos con EPD o HPD disponibles, los adhesivos a base de agua y con bajo contenido de COV se consideran más sostenibles que los de base solvente.
Sujetadores: en términos de contenido general, los sujetadores representan una fracción muy pequeña del sistema de techado y muchos podrían considerarlos irrelevantes desde el punto de vista de la sostenibilidad. Sin embargo, en el caso de placas recubiertas que permiten la fijación de la membrana por inducción térmica, es posible obtener muchos de los beneficios de los sistemas totalmente adheridos sin necesidad de usar adhesivos.
Techos resilientes La sostenibilidad en los techos se centra principalmente en la selección de materiales:
- Contenido / cómo se fabrican
- Vida útil
- Duración de uso / Durabilidad
Sin embargo, el techo resiliente se enfoca en cómo se usan esos materiales en conjunto dentro del diseño de techos para brindar una mejor protección ante desviaciones grandes y severas de los patrones climáticos normales. Tales eventos pueden incluir:
- Vientos fuertes / Tormentas: los vientos y tormentas que superan las expectativas normales exigen ensamblajes de techo con mayor resistencia a vientos fuertes. Esto requiere atención a los detalles de diseño, así como un buen entendimiento de los fundamentos de la carga de viento y de los principios básicos de diseño. A medida que los eventos de viento extremo y tormentas se intensifican, resulta prudente implementar diseños que ya han demostrado mejorar la resistencia a vientos fuertes. Un ejemplo sería especificar membranas totalmente adheridas en lugar de acoplamiento mecánico.
- Granizo: datos del Departamento de Comercio de EE. UU. muestran que los daños por granizo a la propiedad tienen un impacto económico significativo:
Aunque las tendencias a largo plazo son debatibles, se percibe que una combinación del cambio climático con una mayor densidad de población en zonas de riesgo está llevando a un aumento sostenido en la cantidad de reclamos. Los estudios han demostrado que los sistemas de techo de una sola capa más conservadores, con membranas con vellón flexible totalmente adheridas sobre placas de cubierta de poliisocianurato de alta densidad también adheridas, pueden reducir el riesgo de impactos por bolas de hielo. Además, las membranas de TPO diseñadas para resistir el clima a largo plazo pueden ofrecer una mayor protección contra impactos.
- Pérdida de calor: los apagones y fallas en la red eléctrica causados por eventos climáticos han ido en aumento, según la Administración de Información Energética de EE. UU.
A su vez, los cortes de energía eléctrica conllevan a la pérdida de calefacción o aire acondicionado en los edificios, lo que puede reducir o incluso impedir el funcionamiento normal de las operaciones comerciales. Desde la perspectiva del diseño de techos de pendiente baja, los requisitos de aislamiento y barreras de aire pueden ayudar a reducir la pérdida de energía durante cortes de electricidad, y así aumentar la resiliencia del edificio. El aislamiento puede especificarse más allá de los requisitos del código, pero incluso cambios menores en la instalación pueden mejorar su eficiencia. Por ejemplo, asegurarse siempre de que el aislante se instale en dos capas con juntas escalonadas ayuda a reducir la pérdida térmica a través de las separaciones. Además, especificar membranas totalmente adheridas y adherir la capa superior del aislante puede reducir el puente térmico.
Sostenibilidad frente a resiliencia en techos: conclusión
Los techos sostenibles se centran principalmente en la elección de materiales. Entre los materiales comunes actuales, las membranas para techos TPO y el aislamiento de poliisocianurato sin halógenos son, en general, aceptados como opciones sostenibles. Para los demás componentes del sistema, las placas de cubierta de poliisocianurato de alta densidad sin halógenos y las de yeso también se consideran materiales sostenibles. Para la fijación, existen adhesivos con bajo contenido de COV y a base de agua como alternativas a los sistemas tradicionales con solventes.
El techo resiliente mejora la capacidad de los edificios para seguir funcionando después de eventos climáticos extremos.
El techo resiliente mejora la capacidad de los edificios para seguir funcionando después de eventos climáticos extremos. Principalmente, es el diseño del sistema lo que determina la resiliencia del techo, junto con la calidad de la instalación y la mano de obra. Como se mencionó en este artículo, existen muchos diseños conocidos que permiten aumentar la resiliencia más allá de un sistema básico que simplemente cumpla con los códigos. Estos sistemas pueden incluir opciones totalmente adheridas para aumentar la resistencia a vientos fuertes, el uso de membranas de vellón flexible totalmente adheridas y placas de cubierta de poliisocianurato de alta densidad adheridas para mejorar la protección contra impactos, así como mayor aislante para reducir la ganancia o pérdida de calor durante cortes eléctricos.
Como nota final, vale la pena considerar que muchos sostienen que el cambio climático podría generar desafíos climáticos más extremos que los previstos actualmente. Podría ser importante considerar estrategias de adaptación que mejoren la resiliencia del entorno construido frente a futuros cambios climáticos. El tema de la adaptación se abordará en un próximo artículo. NOTA: Este blog tiene fines exclusivamente informativos. GAF no ofrece servicios profesionales de diseño. Siempre debes consultar con un profesional del diseño para determinar si el sistema de techo que se va a instalar es adecuado para las necesidades específicas de tu edificio.
Nota: LEED® (Leadership in Energy and Environmental Design™) es una marca registrada del U.S. Green Building Council.
