Diseñar nuevas estructuras de deconstrucción para conseguir una economía circular

«Construido para durar» ha sido un mantra subyacente en el campo de la ingeniería estructural. Cuando trazamos estructuras sobre los tableros, las dibujamos para que sean más duraderas que cualquiera de los demás sistemas de construcción, de modo que no podamos imaginar el final de la vida útil del edificio.

Fuente: Structure

Diseñamos con la expectativa de que las estructuras se conviertan en elementos fijos en la tierra indefinidamente, o al menos que nos sobrevivan a nosotros mismos.
Por eso hay menos motivación para planificar la parte final del ciclo de vida de los edificios, sobre todo en un sector impulsado por los promotores y en el que puede parecer desalentador incluso predecir las tendencias a 20 años vista.

Sin embargo, algunas tendencias son evidentes ahora mismo. Los edificios son cada vez más ligeros y eficientes, la tecnología y las tendencias cambian con más frecuencia y los métodos de construcción, deconstrucción y reconstrucción están mejorando.

Aunque el reciclaje es una buena estrategia, no es el objetivo general. El objetivo general es tener una economía circular en la que los materiales se reutilicen para artículos similares tantas veces como sea posible antes de ser reciclados.

La práctica de incorporar la deconstrucción al ciclo de vida de un edificio existe desde hace décadas, aunque de forma marginal debido a la rapidez y el menor coste de la bola de demolición y la colocación en vertederos. Ahora, con los requisitos de sostenibilidad y los mandatos de reducción de emisiones de carbono, junto con el aumento de los precios de los vertederos, ha llegado el momento de considerar seriamente el fin de la vida útil de los edificios y su reciclaje en una fase temprana del proceso de construcción. Como afirmaba recientemente el Informe sobre Tendencias Emergentes 2024 del Urban Land Institute/PWC, «Los profesionales inmobiliarios ya no pueden ignorar el elefante de carbono incorporado en la habitación, y las partes interesadas están presionando desde todos los ángulos para que se aborde la cuestión».

En un rascacielos multifamiliar de 48 plantas y 600.000 pies cuadrados que utiliza hormigón moldeado in situ, el carbono incorporado representa el 38% del carbono total del edificio, y la propia estructura el 63% de ese 38%. Por tanto, si se considera el carbono operativo e incorporado en todo el edificio, la estructura por sí sola representa el 24%. Tradicionalmente, cuando el ciclo de vida de ese edificio expira, el propietario tiene la opción de reasignarlo a un propósito diferente, si la estructura y los sistemas lo hacen factible. Si no, la estructura será demolida, llevándose consigo todo ese carbono incorporado y enviándolo al vertedero. Se trata de un enorme desperdicio y, potencialmente, de una oportunidad perdida de obtener los ingresos asociados a la reutilización, el reciclado y la reasignación de materiales. Cada vez son más los promotores que estudian estrategias para la deconstrucción de un edificio desde el inicio del ciclo de construcción. Este enfoque temprano les permite ver el potencial de reventa de los materiales al final del edificio, al tiempo que incorporan prácticas de sostenibilidad. Esto ha dado lugar a conversaciones activas con arquitectos e ingenieros sobre la planificación de la deconstrucción.

¿Qué es la deconstrucción?

En 2018, la EPA estimó que se generaron 600 millones de toneladas de escombros de Construcción y Demolición (C&D), y la demolición promedio de edificios creó 155 libras de residuos por pie cuadrado de área de construcción. Un edificio de 50,000 pies cuadrados crea 3,875 toneladas de escombros cuando se demuele y se retira.

Actualmente, la industria recicla de forma selectiva los componentes de los edificios. Si se opta por enviar los escombros rotos a una planta de reciclaje, los componentes se separan y se revenden para el mismo uso o para otros usos. Este proceso de reciclaje es laborioso y requiere un uso intensivo de medios mecánicos. Por ejemplo, el hormigón se tritura y un separador de corriente Eddie clasifica los metales. El material de madera y las espumas se separan en un baño de agua. Se calcula que tres cuartas partes de los residuos de la construcción pueden reciclarse; sin embargo, se recupera aproximadamente un tercio.

Reciclar materiales de construcción es difícil. Por eso es tan importante la deconstrucción. Los materiales estructurales ocupan una gran parte del vertedero, lo que a menudo lo hace más impactante. Los productos arquitectónicos son sin duda más complejos de tratar, pero cuando todo va a parar a un vertedero y no se tiene en cuenta para el reciclaje, lo que más importa es el tamaño.

Para salvar esta distancia, corresponde a los profesionales del diseño especificar y diseñar edificios que faciliten la reutilización y el reciclado tras la demolición.

La demolición es la eliminación completa, mientras que la Ley de Conservación y Recuperación de Recursos (RCRA) de la EPA define la deconstrucción como «el desmontaje selectivo de edificios para facilitar la reutilización o el reciclado de materiales valiosos». Centrado en el salvamento, este método toma componentes enteros, o parciales, de una estructura y los desconecta cuidadosamente. Por ejemplo, una conexión que pueda desatornillarse es mucho más fácil que una soldada, que requiere medidas de desconexión más invasivas que podrían comprometer la reutilización. Esencialmente, se sigue el orden inverso al de la construcción de una estructura. Primero se retiran los acabados y accesorios y luego se pasa a los elementos estructurales, como la infraestructura eléctrica y de fontanería, y después a los elementos estructurales básicos, como vigas y cerchas. Los elementos reutilizables o reciclables se revenden o almacenan para su reutilización.

Los buenos candidatos para la deconstrucción son los edificios con ciclos de vida cortos, o ciclos de reubicación, como los destinados al comercio minorista, las clínicas y los edificios orientados a tareas específicas (almacenamiento, exposición, militar, aulas y agricultura). Evaluando la vida útil del edificio -si es más permanente o temporal-, el promotor puede hacerse una idea del tipo de construcción que se presta a la deconstrucción. Para un uso que cambiará con frecuencia (anualmente), una construcción muy temporal -como un contenedor de transporte- funciona bien y ofrece flexibilidad para nuevos usos. Para un uso que se mantendrá de uno a cinco años, se puede recurrir a la construcción modular en cajas y a la panelización de los componentes para facilitar su desmontaje. Para un edificio que vaya a tener una frecuencia de rotación baja -de cinco a diez años-, los materiales convencionales y duraderos pueden atornillarse y desmontarse en parte o en su totalidad.

Un buen ejemplo de reutilización de la deconstrucción es Terrain Gardens at Devon Yards, en Devon (Pensilvania). Terrain es un centro de jardinería y restaurante que ha incorporado a sus actividades espacios interiores y exteriores para eventos. Centrados en crear una experiencia natural envolvente para su espacio comercial y sus eventos, Terrain reutilizó las cerchas de acero de una estructura de la Universidad de Maryland que había utilizado conexiones atornilladas para facilitar el desmontaje y luego las volvió a conectar en el nuevo espacio para formar el armazón de su nuevo local. El resultado fue un entorno sostenible único en su género, acorde con los valores de la organización.

Consideraciones técnicas para la deconstrucción

Para planificar eficazmente la deconstrucción desde el punto de vista de la ingeniería, el concepto original del edificio debe incluir:

Evaluación de materiales-Implementación de materiales duraderos y no tóxicos
Facilidad de separación-Uso de fijaciones mecánicas en lugar de adhesivos y pegamento
Simplicidad-Componentes sencillos con tipos de materiales y tamaños limitados
Componentes limitados-Poca cantidad de componentes grandes
Planes claros-Etiquetado y diagramas como hoja de ruta para futuras retiradas.
Transparencia: los sistemas deben ser visibles e identificables, no ocultos tras las paredes.
Regularidad: sistemas similares y repetibles en todo el edificio.
Seguridad en el desmontaje: seguridad de los trabajadores durante la deconstrucción.

Evaluación de un edificio para su deconstrucción

Los arquitectos e ingenieros desempeñan un papel fundamental a la hora de guiar a los promotores inmobiliarios en la evaluación de la deconstrucción de un inmueble. Las siguientes preguntas proporcionan un esquema para trabajar con los propietarios de edificios a fin de decidir los pros y los contras de la deconstrucción de un inmueble.

¿Por qué se plantea la deconstrucción? Si la misión de su empresa se centra en la sostenibilidad, está claro que la deconstrucción es una buena opción a tener en cuenta en todos los proyectos. Si no está tan claro, dedicar tiempo a encontrar una aplicación de construcción en la que los ciclos de vida más cortos y modulares se presten a la reutilización/reciclaje de materiales puede servir al doble propósito de obtener un beneficio al final del ciclo de vida del edificio y, al mismo tiempo, arrojar una luz sostenible positiva sobre el promotor.

¿Cuál es el uso final previsto del edificio (incluidas las subvidas de vida útil)? Cuanto mayor sea la vida útil prevista del edificio, más difícil será prever las tendencias a largo plazo y, por tanto, los usos y el valor de los materiales de construcción. Los edificios de vida útil más corta tienen usos al final de la vida útil que pueden predecirse más fácilmente y con mercados y compradores más tangibles para los componentes del edificio.

¿Quién utiliza el edificio o los materiales y quién lo desmantela? Lo más probable es que el mismo contratista que construye una estructura no sea el mismo que la deconstruye. En esas circunstancias, la simplicidad del diseño y la conexión es increíblemente importante para el éxito de la deconstrucción y los materiales en el futuro. Además, ¿existe ya un mercado para reciclar la reutilización de los materiales que se están utilizando? Si lo hay, hay una mejor oportunidad para proyectar valores en el futuro.

Estas son sólo algunas de las cuestiones que deben tenerse en cuenta a la hora de decidir si se sigue una estrategia de deconstrucción en una obra nueva. La planificación previa con un ingeniero de deconstrucción cualificado y con experiencia ayudará a garantizar una transición fluida de la estructura al final de su vida útil y la obtención satisfactoria de los ingresos asociados procedentes de la reutilización/reventa de materiales.