MEng, CEng, MIStructO Will Arnold es ingeniero estructural senior de Arup y miembro del Grupo «Climate Emergency Task» dentro de The Institution of Structural Engineers.
Traducción del texto original de Will Arnold publicado el junio de 2020 en la revista The Structural Engineer, disponible a https://www.istructe.org/journal/volumes/volume-98-(2020)/issue-6/the-structural-engineers-responsibility/ Agradecemos al autor y a The Institution of Structural Engineers el permiso desinteresado para su traducción y publicación. Traducido del inglés por Oriol Palou, Arquitecto Consultor de Estructuras y miembro de la comisión de sostenibilitdad de la ACE.
Will Arnold describe el papel y la responsabilidad de los consultores de estructuras para abordar el cambio climático, mediante la toma de decisiones de diseño informadas y la influencia en otros miembros de los equipos de proyecto.
RECAPITULACIÓN CIENTÍFICA
Durante los últimos 100 años, los humanos hemos sido responsables de liberar cada año más carbono (entendiendo por carbono «el equivalente de dióxido de carbono», CO2e, que incluye todos los gases de efecto invernadero) a la atmósfera de lo que las plantas y la vida marina del mundo pueden absorber. Los niveles de carbono en la atmósfera han aumentado, así como las temperaturas globales, y el planeta es ahora casi 1°C más cálido que antes de la industrialización. Este cambio en la temperatura global se ha manifestado a través de un aumento de niveles de inundaciones, sequías, tormentas e incendios.
Se considera que un aumento de 1,5°C es el punto de inflexión más allá del cual los efectos del calentamiento se convierten en extremos y difíciles de controlar [1], un aumento de solo 0,5°C respecto a los niveles actuales. Claramente, es necesario realizar cambios en todos los ámbitos de la vida, y para citar el Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC), estos deben ser «rápidos, de gran alcance y sin precedentes», para quedarnos en un punto cercano al objetivo de 1,5 °C [2].
Durante los últimos 100 años, los humanos hemos sido responsables de liberar cada año más carbono (entendiendo por carbono «el equivalente de dióxido de carbono», CO2e, que incluye todos los gases de efecto invernadero) a la atmósfera de lo que las plantas y la vida marina del mundo pueden absorber. Los niveles de carbono en la atmósfera han aumentado, así como las temperaturas globales, y el planeta es ahora casi 1°C más cálido que antes de la industrialización. Este cambio en la temperatura global se ha manifestado a través de un aumento de niveles de inundaciones, sequías, tormentas e incendios.
Se considera que un aumento de 1,5°C es el punto de inflexión más allá del cual los efectos del calentamiento se convierten en extremos y difíciles de controlar [1], un aumento de solo 0,5°C respecto a los niveles actuales. Claramente, es necesario realizar cambios en todos los ámbitos de la vida, y para citar el Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC), estos deben ser «rápidos, de gran alcance y sin precedentes», para quedarnos en un punto cercano al objetivo de 1,5 °C [2].
NUESTRO IMPACTO
Veamos hasta qué punto la ingeniería estructural contribuye al cambio climático. Casi el 40% [3] de las emisiones globales relacionadas con la energía se deben a edificios y construcciones, una cifra que ha sido ampliamente citada a lo largo del año pasado [2019]. En un edificio moderno diseñado con buenas prácticas medioambientales, la mitad de estas emisiones se deben al carbono incorporado del edificio [4], dos tercios del cual se debe a la estructura [5].
Estos porcentajes son en sí mismos sustanciales, pero a medida que se reducen las emisiones de energía operacional a causa de las mejoras en el diseño pasivo de los edificios y la descarbonización de las redes eléctricas, la importancia de nuestra contribución será mayor.
Con tal impacto, es claramente importante que todos juguemos nuestro papel para lograr la reducción de emisiones globales hasta los niveles exigidos por los gobiernos y el IPCC. Así que la siguiente pregunta es: ¿cual es tu aportación?
TU IMPACTO
Teniendo en cuenta que dejar de hacer un vuelo Londres-Nueva York ahorra 1 t de carbono [6] y eliminar la carne, los lácteos y la cerveza de nuestra dieta durante un año ahorra 2 t de carbono [7], es tentador centrarnos en lo que podemos hacer respecto a nuestros estilos de vida cuando consideramos la llamada del IPCC al cambio.
Pero debe tenerse presente que la escala de nuestro impacto potencial como ingenieros estructurales es varios órdenes de magnitud superior a nuestro impacto fuera del trabajo, con cientos de toneladas de carbono al alcance de muchos de nosotros. Aunque los números varían según el rol, el tamaño del proyecto y la fase de diseño, los siguientes ejemplos muestran las formas según las cuales unas pocas decisiones claves pueden significar una diferencia relevante.
Ejemplo 1
Te dedicas a la reforma de viviendas, y en un año consigues convencer a 20 clientes a usar 4 vigas de madera en espacios diáfanos por motivos medioambientales. Cambias 80 perfiles de acero UC 152×44 mm (32 t de carbono) por 80 vigas de madera laminada de 300×200 mm (4,9 t de carbono). Has ahorrado 27 t de carbono.
Ejemplo 2
A lo largo de un par de años, se te encarga el diseño estructural de un total de 120 viviendas distribuidas en cinco promociones de viviendas. Calculas que se necesitarán unos 2,5 km de zapatos corridos de 60 cm de ancho y 80 de profundidad, con 1200 m3 de hormigón C25, lo que implica 372 t de carbono.
Convences al promotor de realizar estudios in situ durante las obras, para poder justificar un aumento de la capacidad portante del terreno, con una reducción del tamaño de las zapatas a 45×60 cm, que implican 675 m3 de hormigón, y 209 t de carbono. Has ahorrado 163 t de carbono.
Ejemplo 3
Un arquitecto te plantea el inicio de un nuevo proyecto para un edificio comercial de uso mixto de 9000 m2 para un promotor con el que colabora habitualmente. Propones reducir el tamaño del edificio a 8000 m2 exponiendo que la diferencia se compensa con espacios de uso mixto que incrementan la eficiencia de la construcción a lo largo de la semana. Con argumentos técnicos, trabajando con el arquitecto y el promotor, finalmente se acuerda el cambio. La huella de carbono total estimada para todo el edificio (estructura, fachada e instalaciones) desciende de 3600 t a 3200 t. Has ahorrado un total de 400 t de carbono.
Ejemplo 4
Lideras el diseño de una estructura de acero de 455 t para un centro comercial. Al redactar las especificaciones del material, aumentas el requisito mínimo de material reciclado del 20% (típico del Reino Unido [8]) a un 59% (media europea [9]). El impacto del carbono del acero de la obra desciende un 30% (de 2,3 a 1,6 kg CO2e/kg) [10], reduciendo la huella de carbono total de la estructura de 1050 t CO2e a 730 t CO2e. Has ahorrado 320 t de carbono.
Ejemplo 5
Te solicitan los cálculos finales de montaje de la estructura de acero del centro comercial del anterior ejemplo. En las fases anteriores de proyecto, los ratios de optimización de material oscilan entre el 60% para los elementos secundarios y el 90% para los principales. Optas por redimensionar cada elemento consiguiendo ratios de utilización del acero entre el 85 y el 100% y reduciendo el tonelaje total de acero en un 15%. Has ahorrado 110 t de carbono. (Fig. 1)
Figura 1. Reducciones en la emisión de carbono equivalente (en toneladas)
EMPEZAR YA
A medida que la conciencia climática ha crecido en el ámbito público, los gobiernos han empezado a responder a la presión creciente y, hasta ahora, 67 países [11] han establecido compromisos de emisiones netas de carbono nulas (incluyéndose entre ellos el Reino Unido, Francia, Alemania, Italia, Nueva Zelanda y ocho estados de EE.UU.). En última instancia, esto dará lugar a la aprobación de legislación que limite y/o grave las emisiones de carbono, afectando a la forma en que diseñamos nuestras estructuras. Pero mientras esto no sucede, es responsabilidad de cada uno de nosotros decidir cómo llevamos a cabo nuestro trabajo durante la próxima década.
Incluso ignorando las razones comerciales para actualizar nuestras competencias y aceptando los cambios que este contexto comporta (mantener la capacidad de conseguir encargos, contratar a técnicos y satisfacer clientes de cara al horizonte de 2030), nuestra responsabilidad como miembros de la Institución iStructE [*] y como técnicos colegiados (o con la intención de convertirse en un técnico colegiado) es cumplir con los principios éticos del Consejo de la Ingeniería [12] y ‘trabajar para contribuir al desarrollo sostenible’ [13]. Esto significa reconocer el aspecto a largo plazo de nuestro trabajo y minimizar nuestro impacto en el medio ambiente; no actuar ahora es ignorar los requisitos de las instituciones con las que estamos vinculados.
Nuestro impacto profesional potencial sobre la crisis climática supera con creces nuestro impacto potencial doméstico, y tenemos el deber como consultores de estructuras profesionales de empezar a actuar hoy. La Institución iStructE ha creado un grupo de trabajo dedicado a la emergencia climática* y publicará herramientas para orientar sobre la reducción de la huella de carbono durante el resto de este año y en la línea de los ejemplos anteriores. ¿Por qué no empezar a pensar ahora mismo qué puedes cambiar?
[*] Y de la ACE, la cual cuenta con una comisión de Sostenibilidad [nota del traductor]
REFERENCIAS
[1] Grupo Intergubernamental sobre el Cambio Climático (2018) «Special report: Global warming of 1.5ºC», disponible en: www.ipcc.ch/sr15/www.ipcc.ch/sr15/ (consulta: mayo de 2020)
[4] LETI (2020) «Embodied Carbon Primer», disponible a: https://www.leti.uk/ecp (consulta: mayo de 2020), basado en un edificio residencial de tamaño medio de baja energía
[[5] Kaethner S.C. y Burridge J.A. (2012) «Embodied CO2 de Structural Frames», The Structural Engineer, 90 (5), pp. 33–40
[6] Valor aproximado incluyendo la carga radioactiva. Extraido de: Carbon Footprint Ltd (2020) Calculadora de carbono, disponible en: https://www.carbonfootprint.com/calculator.aspx (consulta: mayo de 2020)
[7] Valor aproximado, suponiendo un ahorro cada semana de una de las porciones de ternera, pollo, cordero y pescado, siete raciones de 200 ml de lacteos y siete pintas de cerveza. Derivado de: Stylianou N., Guibourg C. i Briggs H. (2019) «Climate change food calculator: What’s your diet’s carbon footprint?», disponible en: https://www.bbc.com/news/science-environment-46459714 (consulta: mayo de 2020)
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