Cero carbono neto: solo una aldea global puede encauzar el cambio climático

• ¿Qué significa “cero carbono neto”?
  
• Cero carbono neto: el papel de la construcción y su historia dentro del sector del diseño y la construcción
• Gestión total del carbono: ¿qué significa?
• Diseño y construcción en función de una economía circular
• Ejemplos de proyectos dirigidos a lograr el cero carbono neto
• ¿Cuál es el futuro del cero carbono neto?

Los bomberos tratan de apagar un incendio abrasador desde los telesillas del lago Tahoe. Un huracán revierte la corriente del río Mississippi. Los termómetros marcan casi 50° C en Canadá. Se detecta un cambio gravitatorio en la capa de hielo polar antártico… Parece una película apocalíptica en un futuro distópico, pero no los es: estas escenas son reales y están sucediendo en la actualidad a causa del cambio climático.

Desde la Revolución Industrial los seres humanos han lanzado más de 2000 gigatoneladas de dióxido de carbono a la atmósfera. Este espeso y creciente manto de emisiones contaminantes atrapa el calor y provoca el calentamiento global.

El impacto de los combustibles fósiles es alarmante: las emisiones contaminantes causan la muerte de 8 millones de personas al año. Tan solo en los EE. UU., los combustibles fósiles son responsables de más de 50 000 muertes y 445 miles de millones de dólares en daños económicos anuales.

La magnitud del cambio en el calentamiento global es directamente proporcional a la cantidad de dióxido de carbono que las actividades humanas agregan a la atmósfera. Esta es una ecuación crudamente simple: para estabilizar el cambio climático, las emisiones de carbono a nivel global deben bajar a cero. Cuanto más tardemos en lograrlo, mayor será el cambio climático.

¿Qué significa cero carbono neto?

En pocas palabras, el cero carbono neto se alcanza cuando la cantidad de gas invernadero emitido a la atmósfera equivale a la que se elimina de ella. Este cero neto se logra a través de la reducción, la compensación y la eliminación de carbono.

¿Por qué es importante el cero carbono neto?

Alcanzar el cero carbono neto es importante porque el cambio climático es generalizado y se está intensificando (PDF, pág. 8), y porque los expertos coinciden en que controlarlo es la mejor forma de reducir el calentamiento global.

En 2015, el Acuerdo de París detalló un marco internacional dirigido a restringir el aumento de las temperaturas globales a menos de 1,5 grados centígrados (2,7 grados Fahrenheit) en exceso de los niveles preindustriales, medida que limitaría significativamente los impactos del cambio climático. La mayoría de los expertos comparten la opinión de que para cumplir este objetivo las emisiones de carbono a nivel global deben alcanzar el cero neto para 2050. Casi 200 países han acordado tomar medidas para conseguirlo y algunos, como Francia, Nueva Zelanda y Suecia, han ratificado el cero neto en sus respectivas legislaciones.

Alcanzar las metas de cero carbono neto a mediados de este siglo implica una reducción drástica de las emisiones ya, y las medidas que se tomen durante la próxima década serán fundamentales para lograrlo. “Nos veremos en problemas, porque ya hemos superado en un grado centígrado las temperaturas preindustriales”, afirma el arquitecto y educador Ed Mazria, fundador de Architecture 2030, cuyo objetivo reside en transformar el entorno construido para que deje de ser la mayor fuente de gases de invernadero y pase a convertirse en una solución primordial para la emergencia climática. Al igual que muchos otros representantes de la rama progresiva de este movimiento, Mazria sostiene que 2050 ya sería demasiado tarde: “Para mantener la temperatura por debajo de 1,5 grados, se necesita una disminución muy pronunciada en las emisiones desde ahora hasta 2030, para luego ir eliminándolas gradualmente antes de 2040”. En opinión de Mazria, para tener buenas probabilidades (67 %) de cumplir la meta de 2040, las emisiones de carbono globales deben alcanzar una reducción del 50 % para 2030 y llegar a cero para 2040.

¿Cómo se aplica el cero carbono neto al sector del diseño y la construcción?

Todo edificio está asociado con emisiones de carbono tanto durante el proceso de su construcción como durante su operación y uso. Un edificio con cero carbono neto equilibra sus emisiones de gases de invernadero producidas por la energía tradicional mediante una reducción en el uso energético dirigida a minimizar las emisiones de carbono, el uso de energías renovables, como la energía eólica y la solar, o la adquisición de compensaciones de carbono para alcanzar un punto de equilibrio.

Las metas de cero neto en un edificio son por demás ambiciosas. Victoria Burrows, directora de Advancing Net Zero en WGBC (World Green Building Council) acota: “Para 2030, el entorno construido deberá reducir a la mitad sus emisiones y, por lo tanto, el 100 % de las edificaciones nuevas deberán operar con cero carbono neto y gran parte de las existentes deberá haber sido adaptada para un consumo energético más eficiente. El carbono incorporado deberá disminuirse en un 40 % como mínimo, y se espera que los proyectos punteros alcancen reducciones de al menos un 50 % en los valores de carbono incorporado. Para 2050, como máximo, todas las construcciones nuevas y existentes deberán sustentar el cero carbono neto durante todo el ciclo de su vida útil, incluyendo el carbono incorporado y el operativo”.

Es difícil no recalcar el impacto del entorno construido en las emisiones globales. Según destaca Clay Nesler, director global de Construcción y Energía del WRI Ross Center for Sustainable Cities en el World Resources Institute: “Estamos en vías de duplicar la cantidad de superficie construida para 2060. Si se hacen los cálculos, es el equivalente a construir otra ciudad de Nueva York al mes. Estos edificios deberán calefaccionarse, refrigerarse e iluminarse; deberán ofrecer un ambiente cómodo y saludable y también deberán poder resistir al impacto del cambio climático”.

Y continúa: “Es imposible que las ciudades y los países puedan alcanzar las metas de cero neto sin centrarse en sus construcciones, porque estas representan el 39 % de las emisiones de carbono globales y un porcentaje aún mayor de las emisiones de carbono en las ciudades. Pero, a la vez, las construcciones también presentan la mayor oportunidad de lograr reducciones inmediatas mediante el uso de tecnología disponible con resultados rentables durante todo el ciclo de su vida útil”.

Cero carbono neto: el papel de la construcción y su historia dentro del sector del diseño y la construcción

En muy poco tiempo, el cero carbono neto ha evolucionado de un concepto científico a una práctica a la que aspirar y luego a una política que implementar.

Antes de la Revolución Industrial, las construcciones se acercaban más al cero neto que ahora. El calor y la luz se generaban quemando biomasa, el aire fresco aportaba la ventilación y los sistemas mecánicos no eran de uso común.

A principios del siglo XX, los diseñadores, ingenieros y constructores comenzaron a considerar el impacto ambiental de las construcciones. En los años 70, el conflicto en el Oriente Medio hizo subir a las nubes el precio del petróleo y forzó una actitud más conservadora respecto a la energía, a la vez que la dependencia económica de los combustibles fósiles comenzó a inquietar a los gobiernos y la industria.

En 1998, el Green Building Council de los EE. UU. lanzó el Leadership in Energy and Environmental Design (LEED), un sistema de calificación para el uso de materiales, agua y energía en construcciones nuevas.

En 2002, Mazria fundó Architecture 2030, un ente sin ánimo de lucro dedicado a modificar la progresión del cambio climático. En 2006, Architecture 2030 lanzó el Desafío 2030, que reclama que todas las construcciones nuevas alcancen la neutralidad de carbono para 2030. El American Institute of Architects respondió con el Compromiso 2030, que sigue de cerca el progreso hacia las metas del Desafío 2030.

En 2006, el Desafío del Edificio Vivo elevó los requisitos de las nomas de construcción y de la sostenibilidad resultante.

En 2015, casi 200 países se comprometieron a cumplir el Acuerdo de París con el fin de reducir paulatinamente la contaminación. En 2019, la Comisión Europea creó el Pacto Verde Europeo, una serie de iniciativas para que Europa alcance la neutralidad de carbono para 2050.

Gestión total del carbono: ¿qué significa?

En el contexto del sector de la arquitectura, ingeniería y construcción (AIC), la gestión total del carbono es el proceso de medir y controlar la suma del carbono incorporado y operativo de un edificio. “Lo que complica las cosas es que el término cero neto a menudo solo se usa para describir la gestión de la energía operativa”, explica Tony Saracino, director superior de Desarrollo Sostenible en Autodesk. “Cero neto debe usarse, en su sentido correcto, para describir las construcciones que miden, gestionan y reducen sus emisiones de carbono totales para que su valor final sea cero o menos”.

Carbono incorporado

Todo lo que se construye esconde un impacto climático a causa del carbono incorporado: las emisiones de carbono generadas por la extracción de los recursos y su refinamiento, más la fabricación y la logística inherentes. Es difícil rastrear el carbono incorporado de todos los materiales utilizados en construcciones e infraestructura, pero es responsable del 11 % de las emisiones de gases de invernadero. A diferencia de las emisiones de carbono operativo de un edificio, que pueden disminuir con el paso del tiempo mediante rehabilitaciones con mayor eficiencia energética y el uso de energías renovables, las emisiones de carbono incorporado son invariables a partir del momento en que finaliza su construcción.

La construcción es el mayor consumidor de materias primas en todo el mundo. Conforme a Architecture 2030, para 2030 el carbono incorporado será responsable de más de la mitad de las emisiones totales de las construcciones nuevas.

Con una cifra proyectada de unos 230 000 millones de metros cuadrados de edificaciones nuevas construidas para 2060, es fundamental que logremos controlar el carbono incorporado ya para poder alcanzar el cero carbono neto en la construcción. Herramientas como la calculadora de carbono incorporado EC3, de código abierto, ayudan a las partes interesadas a tomar decisiones informadas para la elección de los materiales con el menor impacto en cuanto a emisiones de carbono.

Carbono operativo

El carbono operativo es la cantidad de carbono que una edificación emite durante su uso, incluyendo su gestión y mantenimiento. El carbono operativo es responsable del 28 % de las emisiones globales, cifra que aumentará en las próximas tres décadas como resultado de la expansión del entorno construido.

Los edificios construidos con base en un diseño con altas prestaciones son eficientes, seguros y cómodos, excediendo así la normativa de rendimiento y reducción de gases de invernadero. Conseguirlo implica la combinación de técnicas y herramientas para optimizar el consumo de energía, el uso de los materiales y la seguridad y confort de los ocupantes, a la vez de aprovechar las fuentes de energía renovables toda vez que sea posible.

Las tecnologías digitales, como BIM (modelado de información de la construcción), permiten a los diseñadores simular el uso energético, pero si bien la tecnología perfecciona el proceso de diseño, dicho proceso es cada vez más complejo.

“Cuando se trata de diseñar edificios con cero carbono neto, no solo tenemos que garantizar su solidez estructural, sino que, al usar más luz natural, también debemos analizar los niveles de iluminación”, opina Nesler. “Tenemos que estimar el impacto de cosas como los techos verdes y los techos blancos. Tenemos que dar con la mejor orientación. Tenemos que completar una simulación energética muy detallada, porque hay que comprobar que la energía renovable pueda cubrir las necesidades reales de calefacción, refrigeración e iluminación del edificio. Y por otra parte, no todos los edificios podrán controlarse de la misma forma”.

Compensaciones de carbono

Las compensaciones de carbono ayudan a las empresas a cumplir las metas de sostenibilidad mediante la neutralización de sus emisiones de carbono a través de la inversión en proyectos que evitan o reducen su consumo. Algunas veces se traducen en créditos de carbono: un crédito equivale a la eliminación de una tonelada métrica de dióxido de carbono de la atmósfera, o bien a la reducción de la producción de esa cantidad de dióxido de carbono.

Los constructores pueden invertir en proyectos de compensación de terceros o iniciar sus propios programas, como plantar árboles, crear parques eólicos o plantas de energía geotérmica, o iniciar proyectos de energía solar.

Eliminación de carbono

Si bien las estrategias para reducir las emisiones constituyen un paso fundamental en el camino hacia el cero neto, no bastan para lograrlo de por sí solas, y también se requieren estrategias que lleven a cabo una eliminación activa del carbono de la atmósfera.

Los métodos para eliminar el carbono incluyen tanto estrategias naturales, como la restauración forestal y el manejo de suelos, como estrategias de alta tecnología, por ejemplo, la captura directa de aire y la mineralización optimizada, al igual que estrategias híbridas como los sumideros de carbono oceánicos.

En el entorno construido, la eliminación de carbono puede incluir la captura del carbono que sale de una chimenea, la conversión de las emisiones industriales en materiales de construcción y el almacenaje de carbono en materiales tales como el hormigón.

La Dra. Claire White, profesora adjunta de ingeniería civil y ambiental de la Universidad de Princeton, comenta: “Los avances más interesantes son los que tienen el potencial de reducir drásticamente la huella de carbono del hormigón, o incluso producir hormigón con una huella de carbono neta negativa que constituya un sumidero de carbono. Hay cementos alternativos con emisiones de CO₂ que son, como mínimo, un 70 % más bajas que las del cemento Portland. Necesitamos estos materiales para poder recortar sustancialmente la huella de carbono del hormigón y permitir la transición del sector al cero carbono neto”.

Diseño y construcción en función de una economía circular

La economía circular y su enfoque de cero residuos centrado en la utilización y reutilización de los recursos están ganado terreno en la arquitectura. Es mucho más que reciclar; es adoptar la idea de ultrarreciclar dentro del contexto del diseño y la construcción. La implementación de este proceso cerrado implica un enfoque vertical que abarca desde el rendimiento de cada uno de los materiales individuales hasta el objetivo del edificio en sí.

¿Cómo construir un edificio con propiedades de circularidad?

Diseñar con circularidad significa tener en cuenta todo el ciclo de vida útil de un edificio y mucho más: un enfoque “cradle-to-cradle” (de la cuna a la cuna).

“Tomemos una estantería”, sugiere Saracino. “Puede que no esté en condiciones de repararse, pero, en lugar de desecharse, las tablas que componen los estantes pueden usarse en otro mueble con el mismo ancho y la misma longitud. Es aquí donde el diseño inteligente puede llevar a la circularidad”.

El mismo concepto puede aplicarse a un edificio. Saracino se explaya: “Piensen en un loft, como cuando una antigua fábrica se ha convertido en varias viviendas. Ese es un excelente ejemplo de circularidad de un edificio: un inmueble que antes era una fábrica y que ahora tiene gente viviendo en su interior, muchas veces con intervención mínima, y con las mismas vigas de secuoya en los cielos rasos y los pilares, y los mismos suelos originales”.

Conforme a Nesler, para aprovechar mejor las ventajas de la circularidad en el diseño de un edificio es de importancia crítica el uso de digitalización en todas sus etapas: “Del bosquejo con lápiz en un iPad a un modelo BIM. Después se completan todas las simulaciones, se optimiza el diseño (para un uso energético óptimo) y se calcula la cantidad de carbono incorporado en los materiales. Y luego se descarga en un sistema que interconecta todos los sensores y los dispositivos del edificio para que no solo se pueda lograr un control óptimo del edificio, sino para que también se consiga que este pueda producir, en lugar de consumir, energía. El edificio almacena, gestiona y también utiliza un poco de, es de esperar, energía limpia. Y como si esto fuera poco, en las paredes de hormigón y las vigas de acero habrá unos pequeños rótulos para que, cuando se desmantele el edificio en unos 50 años, se sepa exactamente qué contiene”.

“Las comunidades marginadas son las que más tienen que perder a causa del cambio climático, pero también son las que más se beneficiarán de construcciones más eficientes y sostenibles”. Clay Nesler, Ross Center for Sustainable Cities del World Resources Institute.

Diseño de los edificios como bancos de materiales

En los procesos de construcción actuales los materiales se tratan con mucha ineficiencia y las construcciones se diseñan para aplicaciones específicas. ¿Qué sucedería si, en cambio, los edificios se trataran como almacenes temporarios de sus valiosos materiales y componentes? Esta es la idea en la que se apoya la concepción de edificios como bancos de materiales.

“Un edificio se compone de todas estas ‘cosas’” explica Saracino. “Hay madera en los suelos, algunas losas de hormigón y algunos tubos de cobre. Todos estos son materiales almacenados en el banco del edificio. Así se puede armar un edificio de modo tal que cuando llegue al fin de su vida útil se sepa qué hay en el banco. Y es muy fácil de desmantelar. No se trata simplemente de derribarlo con una bola de demolición”.

La digitalización constituye una fase con creciente importancia para el diseño de edificios como bancos de materiales. Nesler añade: “Ahora, cuando derribamos una pared no tenemos idea de lo que tiene. Un modelo BIM tendrá que incluir todos los datos de los materiales que componen el edificio, lo que facilitará su reutilización, su reprocesamiento y demás”.

Ejemplos de proyectos dirigidos a lograr el cero carbono neto

En todo el mundo puede hallarse inspiración en proyectos a pequeña y gran escala que son pioneros en el camino hacia el cero neto.

• Build Change está construyendo y reforzando casas en naciones propensas a terremotos y vendavales utilizando materiales disponibles a nivel local y adaptados al clima específico.
• El edificio Unisphere, de United Therapeutics, en las afueras de Washington DC, es uno de los edificios con cero carbono neto de mayor tamaño en todo el mundo: unos 12 450 metros cuadrados.
• El equipo de proyecto de Skanska, responsable del Edificio Kendeda de Diseño Innovador y Sostenible para el Georgia Institute of Technology, está cumpliendo los objetivos funcionalidad del Desafío del Edificio Vivo, en parte por el uso de materiales reciclados, incluyendo secciones de madera de 5 x 10 cm rescatadas de estudios cinematográficos desmantelados.
• BamCore ha ideado un sistema para el diseño y la fabricación de paneles híbridos de bambú que ofrece materiales más renovables para estructuras residenciales y comerciales de baja altura.
• Cuando BuildX Studio construyó el Centro Sanitario Rural de Sachibondu, Zambia, produjo o se proveyó localmente de más del 80 % de los materiales de construcción, incluidos madera recuperada y bloques termorreguladores elaborados por compactación de tierra.

¿Cuál es el futuro del cero carbono neto?

El cero carbono neto puede lograrse, pero cumplir las metas fijadas para mediados de este siglo necesitará del esfuerzo conjunto de todas las partes interesadas y debe basarse en la implementación de políticas. Pero, según Nesler, el sector privado también tiene que ser proactivo: “No todos los que dictan políticas cuentan con experiencia en la verdadera construcción de edificios y el ahorro energético. El sector privado puede aportar credibilidad y practicidad a los debates”.

A medida que los países avanzan hacia el cero carbono neto, es imprescindible fomentar la resiliencia en las comunidades más vulnerables, que si bien apenas contribuyen a las emisiones de carbono, deben soportar el mayor impacto sanitario y económico. “Las comunidades marginadas son las que más tienen que perder a causa del cambio climático, pero también son las que más se beneficiarán de construcciones más eficientes y sostenibles, porque las mejoras que implementamos en las viviendas reducen a cero sus emisiones de carbono y también aumentan su confort y las hacen más saludables”, comenta Nesler.

Y añade: “Lo complicado es ver cómo hacer frente a los costos iniciales de una rehabilitación importante o una construcción nueva de altas prestaciones e ir pagándolos poco a poco. Hay toda una serie de modelos comerciales muy creativos orientados hacia el sector privado que pueden hacerlo posible para estas comunidades”.

Y es ahí donde el sector de AIC, más que ningún otro, puede ser el mayor catalizador de cambio. “Cuando la comunidad arquitectónica aceptó el hecho de haber contribuido al cambio climático, se unió de inmediato al proceso, ya que, como diseñadores, les han enseñado a hacer del mundo un lugar mejor” dice Mazria para concluir. “Es el llamado de su vocación profesional”.