La ingeniería estructural por definición se refiere a una rama de la ingeniería civil que se encarga de toda la conceptualización estructural del proyecto, desde la selección de los materiales, hasta su análisis y diseño para garantizar que la estructura sea y se mantenga segura a través de toda su vida útil.
Sin embargo, ¿cuál podría ser su alcance o implicación en temas de sustentabilidad? ¿Qué impacto ambiental genera al especificar un material o sistema constructivo sobre otro?
En la práctica, la selección del tipo de estructura a utilizar (estructura de concreto o estructura de acero), se limita a un análisis paramétrico de costos antes que un tema técnico, por lo que las demás variables del proyecto no son ponderadas en la elección del sistema estructural, velocidad de ejecución, indicadores financieros e impacto ambiental son cuantificados posterior a la elaboración del proyecto ejecutivo, por lo que en muchos casos no se tiene un punto de referencia en estos rubros en las etapas tempranas del proyecto.
De acuerdo con datos de la CANACEM (Cámara Nacional del Cemento), actualmente la meta de reducción de emisiones por fabricación de cemento es de 520 KgCO² por tonelada de cemento producida, contra el rango de 410-456 KgCO² por tonelada de acero en producto terminado (Vigas laminadas en caliente) de acuerdo con Declaraciones Ambientales de Producto (EPDs, por sus siglas en inglés) de fabricantes en México¹.
Bajo esta premisa, hicimos el análisis de emisiones de CO² que se pueden generar en un proyecto de edificación típico según el tipo de material a utilizar en su sistema estructural, tomando como base las emisiones de CO² del acero fabricado en horno de arco eléctrico y el cemento necesario para la elaboración de concreto, considerando sólo la estructura principal del edificio (columnas y vigas de soporte).
Esta comparativa no pretende sustituir un análisis de ciclo de vida (ACV), sin embargo, la intención es generar conciencia sobre la oportunidad de estimar el impacto ambiental en etapas del anteproyecto estructural, buscando hacer la mejor elección del sistema estructural con objetivos de descarbonizar el proyecto.
| ESTRUCTURA DE ACERO (Área total = 963 m²) |
ESTRUCTURA DE CONCRETO (Área total = 963 m²) |
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Resumen de materiales • Acero Estructural (Vigas y Columnas) = 66 ton |
Resumen de materiales • Varilla Corrugada (Vigas y Columnas) = 31.03 ton • Concreto (Vigas y Columnas) = 117.53 m³ |
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Emisiones de CO₂ • Por tonelada de Vigas fabricadas en horno de arco eléctrico = 410 KgCO₂/Ton |
Emisiones de CO₂ • Por tonelada de varilla fabricada en horno de arco eléctrico = 470 KgCO₂/Ton • Por tonelada de cemento = 520 KgCO₂/Ton (Concreto f’c=250 kg/cm² → 374 Kg cemento × m³ concreto) |
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Total de emisiones 27.06 TonCO₂ |
Total de emisiones Estructura de Concreto = (14.58 TonCO₂ + 22.86 TonCO₂) 37.44 TonCO₂ VS Estructura de Acero = +10.38 TonCO₂ (+38%) |
Nota: No se consideran emisiones por agregados en el concreto, agua, ni transporte de los materiales al sitio de construcción.
Este ahorro de emisiones equivaldría, de acuerdo a la calculadora The Greenhouse Gas Equivalencies .
Este ejercicio práctico intenta concientizar y demostrar la relevancia que toma el papel del ingeniero estructural en la selección del tipo de sistema constructivo a emplear y que la facultad del proyectista estructural no debe limitarse a garantizar la estabilidad y seguridad de las estructuras al menor costo posible, la ingeniería estructural debe volverse una disciplina que promueva la disminución del impacto ambiental de los proyectos, al menos en la parte del proyecto que les corresponde, la estructura.
Con estos ejercicios prácticos, podemos estimar el ahorro de emisiones que el proyecto puede tener en etapas de anteproyecto y de preingenierías, para seleccionar el sistema estructural y materiales más verdes.
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¹EPD-IES-0001238:002 (S-P-01238) - Steel beam manufactured from steel scrap
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