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La energía incorporada de un material de construcción es la suma de la energía primaria o no renovable (carbono emitido) utilizada a lo largo de su ciclo de vida: extracción, fabricación, construcción, mantenimiento y eliminación.
En otras palabras, son las emisiones totales de gases de efecto invernadero atribuidas al material durante su ciclo de vida.
La energía dotada es un parámetro evaluado para evaluar el ciclo de vida de un edificio y está directamente relacionado con la sostenibilidad del entorno construido.
Este artículo describe la energía inherente a los materiales de construcción y su finalidad.
Tabla de contenido
Tipos de energía incorporada o carbono incorporado
La energía materializada o las emisiones de carbono se investigan y miden en relación con los edificios de la siguiente manera:
- energía inicial
- Energía de materialización repetida
- energía operativa
energía de implementación inicial
Energía no renovable consumida en el proceso de adquisición, procesamiento, fabricación, transporte y construcción de materias primas.
Las ventanas de acero, por ejemplo, tienen energía integrada inicial de extracción de minerales, producción, transporte, fabricación y transporte a las obras de construcción. La energía incorporada inicial se ve afectada por la fuente, el tipo y la naturaleza del material de construcción.
energía corporal repetida
Es la energía no renovable consumida durante el ciclo de vida de un edificio para el mantenimiento, reparación, restauración, rehabilitación o sustitución de materiales, componentes o sistemas.
Está influenciado por la durabilidad y el mantenimiento de los materiales, sistemas y componentes de construcción instalados en el edificio y la vida útil del edificio.
energía operativa
Es la energía recurrente consumida por un edificio para calefacción, refrigeración, ventilación e iluminación, ya sea capturada por sistemas de energía pasiva o activa.
A medida que el edificio envejece, la energía operativa aumenta y, con el tiempo, la energía incorporada inicial se vuelve insignificante.
La energía integrada temprana es un enfoque importante de la industria de la construcción. Por ejemplo, el hormigón es el material fabricado por el hombre más abundante en el mundo, y la producción de cemento produce alrededor del 7% del CO2 del mundo.2 Reduce las emisiones y es la mayor fuente de carbono tangible en el entorno construido.
Se espera que el carbono existente represente casi el 50 % de la huella de carbono total de las nuevas construcciones entre ahora y 2050 (Informe sobre el estado global del medio ambiente de las Naciones Unidas 2017; EIA International Energy Outlook 2017). Es una de las principales causas de los impactos ambientales, como el agotamiento de los recursos, la generación de gases de efecto invernadero y la degradación ambiental.
La energía incorporada inicial se expresa en megajulios (MJ) o gigajulios (GJ) por unidad de peso o área. Calcular la energía incorporada es un proceso complejo, influenciado por la ubicación geográfica de la tecnología utilizada en la fabricación y el método de fabricación.
Condiciones de contorno para la energía incorporada
De acuerdo con el Inventario de Carbono y Energía (ICE), Universidad de Bath, 2008, la energía incorporada puede expresarse en términos de condiciones límite.
- “Cradle-to-Gate”: Desde la extracción de material hasta la puerta de fabricación.
- “Cradle-to-Site”: Desde la extracción de materiales hasta el sitio de construcción.
- “Cradle-to-Grave”: De la extracción material a la vida.
ICE proporciona datos generales sobre materiales de construcción, teniendo en cuenta las condiciones de contorno de la cuna a la puerta. Un análisis detallado puede considerar las condiciones de contorno de la cuna al sitio.
Objetivos de la investigación sobre energía embebida en materiales de construcción
Una de las principales preocupaciones de los ingenieros civiles y arquitectos es reducir la huella de carbono de los edificios. Investigar y medir la energía o el carbono incorporado en los materiales de construcción es fundamental para crear proyectos más ecológicos.
Una evaluación del ciclo de vida (LCA) es una herramienta útil que se utiliza para identificar los problemas del ciclo de vida del edificio que tienen el mayor impacto ambiental. La evaluación puede requerir la comparación de diferentes materiales con la misma función. Por ejemplo, compare estructuras de acero, madera u hormigón.
Comprender las energías incorporadas de los materiales utilizados en la construcción conduce a decisiones sostenibles en lugar de decisiones basadas en la moda y las ganancias. La Tabla 1 a continuación muestra datos seleccionados del Inventario de Carbono y Energía (ICE) producido por la Universidad de Bath (Reino Unido).
material | Energía MJ/kg | carbono kg CO2/kg | densidad del material kg/m3 |
totalizando | 0.083 | 0.0048 | 2240 |
Concreto (1:1.5:3) | 1.11 | 0.159 | 2400 |
ladrillo (común) | 3 | 0.24 | 1700 |
Bloque de hormigón (densidad media) | 0,67 | 0.073 | 1450 |
bloque de aireación | 3.5 | 0.3 | 750 |
bloque de piedra caliza | 0,85 | 2180 | |
mármol | 2 | 0.116 | 2500 |
mortero de cemento (1:3) | 1.33 | 0.208 | |
Acero (general, material medio reciclado) | 20.1 | 1.37 | 7800 |
acero inoxidable | 56,7 | 6.15 | 7850 |
Madera (general, excepto segregación) | 8.5 | 0,46 | 480–720 |
Adhesión de madera laminada | 12 | 0.87 | |
Aislamiento de celulosa (relleno suelto) | 0,94–3,3 | 43 | |
aislamiento de corcho | 26 | 160 | |
Aislamiento de fibra de vidrio (lana de vidrio) | 28 | 1.35 | 12 |
aislamiento de lino | 39.5 | 1.7 | 30 |
Lana de roca (losa) | 16.8 | 1.05 | veinticuatro |
aislamiento de poliestireno expandido | 88.6 | 2.55 | 15-30 años |
Aislamiento de poliuretano (espuma rígida) | 101.5 | 3.48 | 30 |
aislamiento de lana (reciclada) | 20,9 | Veinticinco | |
Paca de paja | 0.91 | 100-110 | |
loseta de fibras minerales | 37 | 2.7 | 1850 |
pizarra | 0.1–1.0 | 0,006–0,058 | 1600 |
tejas de arcilla | 6.5 | 0,45 | 1900 |
Aluminio (Contiene Común y 33% Reciclado) | 155 | 8.24 | 2700 |
Betún (general) | 51 | 0,38–0,43 | |
Fibra de madera de densidad media | 11 | 0.72 | 680–760 |
madera contrachapada | 15 | 1.07 | 540–700 |
panel de yeso | 6.75 | 0.38 | 800 |
yeso | 1.8 | 0.12 | 1120 |
vaso | 15 | 0,85 | 2500 |
PVC (general) | 77.2 | 2.41 | 1380 |
pisos de vinilo | 65.64 | 2.92 | 1200 |
azulejo de terrazo | 1.4 | 0.12 | 1750 |
baldosas de cerámica | 12 | 0.74 | el año de 2000 |
Entre todos los materiales de construcción, la producción de cemento, aluminio y acero consume grandes cantidades de energía no renovable y debe usarse con precaución durante la construcción de edificios.
La reducción de la energía construida en los edificios incluye la aplicación de materiales disponibles localmente, el diseño de edificios de bajo mantenimiento, el aumento de la flexibilidad en el uso y el diseño de edificios para las condiciones climáticas adecuadas.
Preguntas más frecuentes
La energía incorporada de un material de construcción es la suma de su energía primaria o no renovable (carbono emitido) utilizada a lo largo de su ciclo de vida: extracción, fabricación, construcción, mantenimiento y eliminación.
La energía materializada o las emisiones de carbono se investigan y miden en relación con los edificios de la siguiente manera:
1. Energía intrínseca inicial
2. Energía de materialización repetida
3. Energía operativa
La energía incorporada del hormigón con una relación de mezcla de 1:1,5:3 es de 1,11 MJ/Kg.
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