EVALUACIÓN DEL IMPACTO AMBIENTAL DE DIFERENTES SISTEMAS CONSTRUCTIVOS INDUSTRIALIZADOS COMPARADO CON UN SISTEMA CONSTRUCTIVO CONVENCIONAL AUTOR: Cristina Cela, arq. TUTOR: Dr. Jaume Avellaneda Díaz, arq.

Máster Arquitectura, Energía y Medio Ambiente UPC Profesores: R. Serra, H. Coch

Tesina final de máster Cristina Cela – Septiembre 2011

1

INTRODUCCIÓN

2

OBJETIVO

3

METODOLOGÍA

4

DESCRIPCIÓN DE LOS CASOS

5

IMPACTO AMBIENTAL DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Tabla general de materiales Radiografía de cada proyecto Efecto de la localización (transporte)

6

COMPARACIONES Análisis por sistemas Análisis por materiales

7

MEJORAS POSIBLES

8

CONCLUSIONES

9

BIBLIOGRAFÍA

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INTRODUCCIÓN

objetivo y metodología

A

B

casos

impacto ambiental

comparaciones

mejoras

conclusiones

bibliografía

La industrialización: el proceso productivo que emplea materiales, medios de transporte y técnicas mecanizadas en serie para obtener una mayor productividad.

La prefabricación: sistema constructivo basado en el diseño y producción de componentes y subsistemas elaborados en serie en una fábrica fuera de su ubicación final y que en su posición definitiva conforman el todo o una parte de un edificio o construcción.

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introducción

OBJETIVO Y METODOLOGÍA

casos

impacto ambiental

comparaciones

mejoras

conclusiones

bibliografía

objetivo Desde el punto de vista del análisis de los materiales de construcción que forman parte de un proyecto, se trata de estudiar cinco proyectos realizados con distintos sistemas de construcción industrializada para edificios de viviendas y compararlos con otro realizado de forma tradicional para comprobar si las técnicas industrializadas son un avance en temas de sostenibilidad referido a niveles de peso, energía y consumo de CO2

metodología 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Mediciones y asignación de valores de cada material caso por caso, unificando criterios. Análisis por sistemas: estructura, fachadas e interiores. Análisis por materiales: pétreos, metálicos, sintéticos y orgánicos. Repercusión del transporte en cada caso particular. Gráficos comparativos (por sistemas y por materiales). Propuesta de mejoras. Extracción de conclusiones.

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introducción

1

objetivo y metodología

CASOS

impacto ambiental

comparaciones

mejoras

conclusiones

bibliografía

MÓDULOS 3D: Edificio de 30 viviendas en Banyoles

arquitectos: Miguel Morte y Xavier Tragant

sistema constructivo: COMPACT HABIT

• Módulos completamente equipados apilados •Conexión vertical de instalaciones •Fachadas y cubiertas personalizadas •Interior diáfano •Distintos tamaños de módulos (50m2, 60m2, 70m2); mayor flexibilidad de proyecto •Edificar a partir de pisos enteros fabricados industrialmente.

Planta tipo

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introducción

objetivo y metodología

CASOS

impacto ambiental

comparaciones

mejoras

conclusiones

bibliografía

MÓDULOS 3D: Edificio de 30 viviendas en Banyoles Área del módulo de vivienda: 53.12 m2 Área común por vivienda: 3.29 m2 Área total analizada: 56.41 m2

sistema constructivo: COMPACT HABIT

Planta del módulo

Sección longitudinal Máster Arquitectura, Energía y Medio Ambiente UPC Profesores: R. Serra, H. Coch

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objetivo y metodología

CASOS

impacto ambiental

comparaciones

mejoras

conclusiones

bibliografía

PANELES SANDWICH: Edificio de 27 viviendas en Callús

arquitectos: Arau Mediavilla SCP

sistema constructivo: TECCON

•light steel framing: conjunto de perfiles de acero galvanizado de chapa fina perfilada •fachadas, paredes interiores y forjados que llegan a la obra premontados •materiales reciclados que se trabajan en seco •no se generan residuos en obra •permite el desmontado de los componentes y su reutilización o reciclaje •el sistema adquiere gran flexibilidad al tener todas las uniones articuladas.

Planta tipo

Sección transversal Máster Arquitectura, Energía y Medio Ambiente UPC Profesores: R. Serra, H. Coch

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objetivo y metodología

CASOS

impacto ambiental

comparaciones

mejoras

conclusiones

bibliografía

PANELES SANDWICH: Edificio de 27 viviendas en Callús Área del módulo de vivienda: 60.40 m2 Área común por vivienda: 11.11 m2 Área total analizada: 71.51 m2

sistema constructivo: TECCON Panel tipo

Planta

Sección Máster Arquitectura, Energía y Medio Ambiente UPC Profesores: R. Serra, H. Coch

Panel de estructura y fachada, ambas portantes.

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objetivo y metodología

CASOS

impacto ambiental

comparaciones

mejoras

conclusiones

bibliografía

PANELES DE HORMIGÓN: Edificio de 23 viviendas en Mataró

arquitectos: Duran & Grau Arquitectes Associats

sistema constructivo: BSCP

•BSCP (Building Sistem with Concrete Panel). •división de toda la obra en paneles macizos de hormigón •Cada panel se realiza “in situ” •para cada panel se desarrolla el plano de detalle •Hay un proceso constructivo de cada panel (detalle adjunto)

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CASOS

impacto ambiental

comparaciones

mejoras

conclusiones

bibliografía

PANELES DE HORMIGÓN: Edificio de 23 viviendas en Mataró Área del módulo de vivienda: 66.80 m2 Área común por vivienda: 13.74 m2 Área total analizada: 80.54 m2

sistema constructivo: BSCP

Detalle fachada

Planta del módulo

Detalle forjado Máster Arquitectura, Energía y Medio Ambiente UPC Profesores: R. Serra, H. Coch

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CASOS

impacto ambiental

comparaciones

mejoras

conclusiones

bibliografía

MÓDULOS METÁLICOS: Edificio de 36 viviendas en Torelló

arquitectos: Estudi TAC, E. Gascón & J. Roig

sistema constructivo: MODULTEC

•Conjunto de módulos metálicos autoportantes ensamblados horizontal y verticalmente hasta conformar una estructura-mecano •interiores equipados y terminados •sistema de pilares metálicos que conforman la estructura vertical •chapa grecada a modo de forjado superior e inferior •permite el posterior desmontado

Planta tipo

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CASOS

impacto ambiental

comparaciones

mejoras

conclusiones

bibliografía

MÓDULOS METÁLICOS: Edificio de 36 viviendas en Torelló Área del módulo de vivienda: 57.60 m2 Área común por vivienda: 8.50 m2 Área total analizada: 66.10 m2

sistema constructivo: MODULTEC

Planta del módulo

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objetivo y metodología

CASOS

impacto ambiental

comparaciones

mejoras

conclusiones

bibliografía

SIST. CONVENCIONAL: Edificio 16 viviendas en Torre de l’Espanyol sistema constructivo: TRADICIONAL

arquitectos: F2m-arquitectura

•construcción sin industrialización •gran economía de medios, volumen y obra •Materiales locales •Técnicas sencillas •La estructura es, en su mayoría, de hormigón armado in situ •las particiones interiores y las fachadas suelen cerámicas con o sin acabado superficial

Alzado SE Máster Arquitectura, Energía y Medio Ambiente UPC Profesores: R. Serra, H. Coch

Planta tipo

Alzado NO Tesina final de máster Cristina Cela – Septiembre 2011

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objetivo y metodología

CASOS

impacto ambiental

comparaciones

mejoras

conclusiones

bibliografía

SIST. CONVENCIONAL: Edificio 16 viviendas en Torre de l’Espanyol Área del módulo de vivienda: 82.42 m2 Área común por vivienda: 13.28 m2 Área total analizada: 95.70 m2

Planta Máster Arquitectura, Energía y Medio Ambiente UPC Profesores: R. Serra, H. Coch

sistema constructivo: TRADICIONAL

Detalle 01

Detalle 02 Tesina final de máster Cristina Cela – Septiembre 2011

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casos

IMPACTO AMBIENTAL

comparaciones

mejoras

conclusiones

bibliografía

IMPACTO AMBIENTAL DE LA CONSTRUCCIÓN EN EL PLANETA: •50% de los recursos naturales empleados •40% de la energía consumida (incluyendo la energía en uso) •50% del total de los residuos generados

SOLUCIONES SEGÚN LAS FASES DE CONSTRUCCIÓN: •Extracción: materiales de bajo impacto ambiental •Producción: bajo consumo energético •Construcción: uso racional de los materiales •Residuos: cierre del ciclo de vida de los materiales

banco BEDEC: base de datos del Institut Tècnic de la Construcció (ITeC) “Construction materials manual”, Manfred Hegger, Ed. Birkhäuser

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MÓDULOS 3D (Banyoles)

casos

IMPACTO AMBIENTAL

comparaciones

PANELES SANDWICH (Callús)

MÓDULOS METÁLICOS (Torelló)

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mejoras

conclusiones

bibliografía

PANELES DE HORMIGÓN (Mataró)

SIST. CONVENCIONAL (Torre de l’Espanyol)

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objetivo y metodología

casos

IMPACTO AMBIENTAL

comparaciones

mejoras

conclusiones

bibliografía

REPERCUSIÓN DEL TRANSPORTE (en España) •30% de las emisiones de dióxido de carbono •3 millones de monóxido de carbono •620 mil toneladas de óxidos de nitrógeno •600.000 de compuestos orgánicos volátiles •61.000 de dióxido de azufre •31.000 toneladas de partículas.

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A

casos

impacto ambiental

COMPARACIONES

mejoras

conclusiones

bibliografía

ANÁLISIS POR SISTEMAS: ESTRUCTURA, FACHADAS, INTERIORES

UNIDADES: •PESO: Kg/m2 •ENERGÍA: MJ/m3 •EMISIONES: KgCO2eq/m3

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B

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casos

impacto ambiental

COMPARACIONES

mejoras

conclusiones

bibliografía

ANÁLISIS POR MATERIALES: PÉTREOS, METÁLICOS, ORGÁNICOS, SÍNTESIS

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casos

impacto ambiental

comparaciones

MEJORAS

conclusiones

bibliografía

Sustitución de materiales de mayor impacto ambiental por otros de menor impacto 1. metales de 1ª fusión por metales de 2ª fusión o con un mayor % de material reciclado 2. sustituir materiales de origen sintético por materiales de origen orgánico 3. materiales pesados por materiales más ligeros

PESO (kg/m2)

ENERGÍA (MJ/m3)

EMISIONES (kgCO2/m3)

proyecto mejoras REDUCCIÓN proyecto mejoras REDUCCIÓN proyecto mejoras REDUCCIÓN MÓDULOS 3D 761 761 0% 3.539 2.334 34% 337 205 39% PANELES SANDWICH 419 358 15% 1.446 1.330 8% 113 107 5% HORMIGÓN PREFABRICADO 1.128 1.130 0% 6.016 3.585 40% 628 320 49% METÁLICO 677 677 0% 5.681 3.881 32% 521 359 31% CONVENCIONAL 1.108 996 10% 3.516 3.115 11% 325 284 13%

UNIDADES: •PESO: Kg/m2 •ENERGÍA: MJ/m3 •EMISIONES: KgCO2eq/m3 Máster Arquitectura, Energía y Medio Ambiente UPC Profesores: R. Serra, H. Coch

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casos

impacto ambiental

comparaciones

mejoras

CONCLUSIONES

bibliografía

•A nivel de materiales, el sistema convencional no es el de mayor impacto ambiental respecto a los valores de consumo energético y de emisiones de CO2 aunque sí es el de mayor peso. •Según el análisis por sistemas, en todos los casos, la estructura es la parte del edificio que mayor impacto ambiental tiene debido, principalmente, al peso del hormigón y al volumen de acero del que se compone. Por tanto, es en esta parte del edificio en la que se debe actuar. •Según el análisis por materiales, los de origen pétreo y los metálicos son los más abundantes en todos los casos y, además, los que más inciden en el peso y la energía del edificio •La repercusión del transporte en los sistemas tconvencionales es menor que en otros de carácter industrializado debido a que los materiales de construcción de un sistema convencional suelen ser locales. •Los sistemas constructivos industrializados son fácilmente mejorables respecto al impacto ambiental simplemente actuando sobre los materiales de construcción.

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casos

impacto ambiental

comparaciones

mejoras

CONCLUSIONES

bibliografía

Los sistemas de construcción convencional no tienen un mayor impacto ambiental que los industrializados si nos quedamos solamente con la idea de extracción y construcción de los edificios. Pero si tenemos en cuenta que al final de la vida útil de un edificio éste en vez de ser demolido puede ser “deconstruído” y “reutilizado”, todo o por partes, la construcción convencional es un sistema constructivo de gran impacto ambiental. El cierre del ciclo de vida de los materiales implica convertir los residuos en recursos y la construcción convencional está muy lejos de permitir esto. Este es su gran hándicap.

recursos

extracción

reciclaje reutilización recuperación

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transformación

uso

residuos

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casos

impacto ambiental

comparaciones

mejoras

conclusiones

BIBLIOGRAFÍA

•V. Gómez Jáuregui, "Habidite: viviendas modulares industrializadas", Informes de la Construcción, Vol. 61, 513, 33-46, Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja. Madrid, enero-marzo 2009. •Escrig, Christian, "Evolución de los sistemas de construcción industrializados a base de elementos prefabricados de hormigón". •Gómez Muñoz, D., Tutores: Aguado de Cea, A. y Fernández Lillo, C. "Estudio comparativo entre distintas metodologías de industrialización de la construcción de viviendas", Tesina de especialización. Departamento de Ingeniería de la Construcción (UPC). Barcelona, Junio 2008. •Wadel, G., Tutores: Avellaneda, J, y Cuchí, A., "La sostenibilidad en la arquitectura industrializada: cerrando el ciclo de los materiales", Informes de la Construcción, Vol. 62, 517, 37-51, Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja. Madrid, enero-marzo 2010. •Queipo, J., Navarro, J.M., Izquierdo, M., del Águila, A., Guinea, D., Villamor, M., Vega, S., Neila, J., "Proyecto de investigación INVISO: industrialización de viviendas sostenibles", Informes de la Construcción, Vol. 61, 513, 73-86, Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja. Madrid, enero-marzo 2009. •UPC, "Construir amb sisitemes industrialitzats", 2005-2006. •Solanas, T., Cuchí, A., Folch, R., Mitre, E.M., "Vivienda y sostenibilidad en España", Ed. Gustavo Gili, 2007. •José Santamarta Flórez, “Transporte y medioambiente”, 2002. •www.compacthabit.es •www.tecconevolution.com •www.bscp.es •www.itec.es/bedec •www.wikipedia.es

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