Introducción Lo que se presenta a continuación son acuerdos generales sobre el concepto de edificio sustentable. Llevar los factores del desarrollo sustentable al edificio sustentable ha sido tema de muchos foros. Edificio sustentable se refiere a la utilización de prácticas y materiales respetuosos del medio ambiente con ventajas ambientales o ambientalmente preferibles en la planeación, diseño, ubicación, construcción, operación y demolición de los edificios. El término se aplica tanto a la renovación y reacondicionamiento de edificios preexistentes como a la construcción de nuevos. Prosperidad social Salud Prosperidad ambiental Equidad social Estado sustentable Eficiencia de recursos Las edificaciones sustentables buscan lograr un equilibrio con el medio ambiente. Prosperidad económica Del desarrollo sostenible al edificio sustentable
Mediante un continuo mejoramiento de la manera en que se ubica, diseña, construye, opera y reacondiciona los edificios, se puede elevar en forma considerable el bienestar del mundo. Mejores prácticas de diseño y edificación pueden contribuir a enfrentar retos ambientales como el agotamiento de los recursos naturales no renovables, el manejo responsable de residuos y la contaminación de aire, agua y suelo. Además de ayudar a obtener beneficios para la salud y comodidad humanas, el uso de tecnologías avanzadas para el ahorro de energía permite reducir la demanda de combustibles fósiles y las emisiones de gases de efecto invernadero (gei). Incluso la generación de energía con fuentes renovables permite lograr edificaciones energéticamente sustentables. Los elementos ambientales estratégicos para el edificio sustentable fueron acordados en septiembre del 2008 en la ciudad de Minneapolis, Estados Unidos, durante el evento del Consejo Internacional de Códigos (icc, por sus siglas en inglés), en donde nos reunimos varios representantes de diferentes países para definir los siguientes elementos ambientales para la edificación sustentable. Soluciones sustentables para el sitio y el suelo. Soluciones para la conservación del agua. Soluciones para la eficiencia energética. Soluciones para mitigar impactos ambientales a partir del origen de los materiales. Soluciones para garantizar la calidad ambiental en los interiores de los edificios. Soluciones innovadoras. Como base para el edificio energéticamente sustentable, destacan las soluciones para la eficiencia energética en éstos. Las nuevas tecnologías nos permiten ahorrar energía. Reutilizar aguas residuales es otra opción para ser autosustentable.
Energía en edificios Energía en el edificio convencional. La energía es la capacidad que tiene la materia de producir trabajo en forma de movimiento, luz, calor, etcétera; ésta proporciona una serie de beneficios en el edificio, tales como calor para cocinar los alimentos y calentar el agua; iluminación, refrigeración, climatización como aire acondicionado o calefacción y entretenimiento, entre otros. La producción de energía tiene sus orígenes en fuentes renovables y no renovables La energía proporciona diversos beneficios a los edificios. Para hacer funcionar a los automóviles, aviones, fábricas y edificios, se requiere energía eléctrica y combustible. La producción de energía tiene su origen en fuentes renovables y no renovables; éstas últimas, además de agotarse, generan contaminación y emisiones de gases de efecto invernadero que contribuyen al calentamiento global y al cambio climático, en contra del desarrollo sostenible. 10
A nivel mundial los edificios son responsables de 40% del consumo anual de energía y hasta un 30% de todos los gases de efecto invernadero (gei) relacionados con dicho consumo. Debido a la creciente y rápida urbanización en los países más poblados del mundo, la construcción es esencial para lograr el desarrollo sostenible. En México las edificaciones son responsables de los siguientes rangos: 20% del consumo total de energía. 27.8% del consumo total de electricidad. 68 % del consumo de gas lp. 20% de las emisiones de dióxido de carbono. La energía es al mismo tiempo una solución y un problema para el desarrollo sostenible. Es una solución cuando hace posible el progreso, pero también es una de las principales fuentes de contaminación del aire y la causa de otros daños a la salud del hombre y al medio ambiente cuando ésta tiene su origen en recursos fósiles. Actualmente el mundo depende en 45% del petróleo, 27% del carbón y 25% de gas natural. El problema radica en que el suministro de energía no es accesible a todos los habitantes En el caso específico de México, más de 90% del total de la energía que se consume proviene de los hidrocarburos correspondientes a energéticos no renovables. El problema no es si existen o no suficientes reservas de combustibles fósiles: la Edad de Piedra no terminó por falta de piedras y la edad del petróleo terminará mucho antes de que el mundo se quede sin petróleo. El problema radica en los actuales sistemas energéticos que presentan efectos ambientales y el su- Actualmente la producción de energía eléctrica tiene gran impacto ambiental. 11
Condensados, 1 Biomasa, 3.8 Carbón, 2.2 Gas natural, 24.3 Estructura de la producción de energía primaria en México. Fuente: Balance Nacional de Energía 2010. Nuclear, 0.7 Geoenergía, solar y eólica, 1.7 Hidroenergía, 1.4 Petróleo, 6.5 ministro de energía no es accesible a todos los habitantes, lo cual tiene implicaciones morales, políticas y prácticas en un mundo que cada día busca la sustentabilidad. La energía es una fuente básica para el bienestar humano; el acceso a sus diversas fuentes de energía es fundamental para la sustentabilidad, además de ser una de las actividades económicas más importantes en el mundo y la fuente principal del ingreso público de varios países como México. La sustentabilidad no sólo puede ser vista en energías no contaminantes, por ser o no de origen renovable, sino considerando los recursos energéticos propios y necesarios para el país, su seguridad energética, como dicen en Europa. Actualmente México depende en más de 20% del gas importado y de un porcentaje de gasolina importada. En este contexto, México no es sustentable energéticamente. Consumo final de energéticos por sector En 2010 el consumo total de energía fue de 4 940.04 petajoules, y un 48% correspondió al sector transporte, mientras que el sector industrial utilizó 29%. Por su parte, el agregado formado por los edificios registró una participación de 20% y el sector agropecuario contribuyó con 3%. Agropecuario 3% Ejemplos de energía no sustentable. Edificios 20% Industria 29% Transporte 48% Consumo energético en México por sector. 12
Actualmente, el sector relacionado con los edificios consume 20% del total de la energía en México; las viviendas representan 82.9% de ese total, los edificios comerciales y públicos 17%, lo cual resulta relevante, no sólo por el consumo energético que representa, sino porque toda la población usa edificios. En países desarrollados el sector de los edificios representa hasta 50% del consumo de energía. El abastecimiento de energía eléctrica es un tema central. Origen y tipo de energía utilizada en los edificios La energía tiene como objetivo satisfacer las necesidades de cocción de alimentos, iluminación, calefacción, aire acondicionado, calentamiento de agua, usos comerciales y servicio público, entre otras. En 2010 el gas licuado de petróleo participó en el sector donde se ubican los edificios con 38.4% del consumo total; la leña, 28.5%; la electricidad, 27.8%; el gas seco, 4.1%; el diésel, 0.4%; los querosenos, 0.1%, y la energía solar, 0.7%. En total, 73% de la energía eléctrica utilizada no es renovable, por lo que el uso de ésta en edificios no es sustentable. Después del gas lp y la leña utilizados para calentamiento de agua y cocción de alimentos, la electricidad ocupa en el país el tercer lugar, es el energético utilizado por electrodomésticos, incluidos los equipos para iluminación y los sistemas de climatización. Sin embargo, en algunas ciudades del mundo el consumo de electricidad compite por el primer lugar junto con el gas lp, utilizado en el aire acondicionado y la calefacción. Gas seco, 4.1 Diésel, 0.4 Consumo final energético por tipo en los edificios. Fuente: Balance Nacional de Energía 2010. Electricidad, 27.8 Leña, 28.5 Querosenos, 0.1 Solar, 0.7 Gas licuado, 38.2 13
La energía se usa en un edificio principalmente para calentar agua, iluminar espacios y conservar alimentos. Necesidades de energía en los edificios Como vimos antes, la energía utilizada en el edificio principalmente es para calentar agua, preparar y calentar alimentos, la iluminación y diversión; su mayor uso se da en la cocción de alimentos. Los electrodomésticos en general ocupan el tercer lugar en el gasto energético; al último, los rubros de iluminación y climatización. Cabe aclarar que en clima cálido-seco y en las costas con clima cálido-húmedo se demanda mayor energía para la climatización, rebasando el dato que a nivel nacional ocupa la cocción de alimentos. El sector agropecuario tiene necesidad de energía eléctrica. Impacto ambiental por uso de la energía en edificios La evolución de las emisiones de CO 2 de diversos sectores en México en el periodo comprendido en 1992-1998 muestra la necesidad de aclarar que la electricidad generada se distribuye en los sectores industrial, comercial, agropecuario y en edificios (donde predomina la vivienda), comercial (incluye edificios) y público; por lo cual la aportación de cada sector es mayor al incluir lo correspondiente a la energía eléctrica. La calidad medioambiental asociada al confort de los seres humanos y al desarrollo sostenible de los 14
recursos naturales aplicada al edificio supone la incorporación de nuevas exigencias en todo el proceso constructivo, modificando costumbres de los desarrolladores y usuarios. Asimismo, se debe realizar un mayor esfuerzo a la hora de planificar el ahorro energético, como la reducción de las emisiones de gei. 1992 1993 1995 1996 1997 1998 1998 Industrial 55.757 56.149 61.070 62.083 60.935 62.408 25% Industrias energéticas 38.586 35.980 32.201 38.976 41.606 47.301 13% Edificios 20.114 20.676 21.985 22.361 22.471 22.580 9% Comercial 5.370 5.306 5.377 5.828 6.043 6.418 3% Agropecuario 5.169 5.204 5.072 5.421 5.797 5.738 2% Generación de electricidad Total sin biomasa 67.761 70.350 77.958 82.868 92.146 101.343 42% 192.752 193.663 203.662 217.537 228.998 245.788 100% A continuación se presentan estrategias para el ahorro y uso eficiente de energía en los edificios. Estrategias en energía para la edificación sustentable. Diseño bioclimático: sistemas pasivos de climatización e iluminación natural. Ahorro de energía mediante tecnología eficiente. Calentamiento de agua con energía solar. Generación de energía eléctrica en el edificio. Emisiones de bióxido de carbono asociadas al consumo de energía. ine 2004. La tecnología ha logrado un ahorro de energía. 15
La generación de energía renovable contribuye al desarrollo sostenible. Como conclusión para lograr edificios sustentables se tienen dos propuestas: solicitar que los gobiernos cambien la política energética del país, la cual no es sustentable desde dos enfoques, primero, por depender de recursos de otros países y por el uso de recursos no renovables que generan energía no limpia, considerando que es posible obtener un mayor porcentaje de energía eléctrica y combustibles a partir de la energía renovable. Segundo, deben seguirse las estrategias indicadas en el punto anterior, que permitirán contribuir a la edificación sustentable, lo cual, en algunos casos, no implica modificar la constitución política ni elaborar reformas energéticas truncas que poco ayudan a la generación de energía para el desarrollo sostenible. Un edificio es resultado de diseño, selección de material y equipamiento Energía eléctrica generada por energías renovables. En 2010 el Consejo Estadounidense de Edificación Sustentable calculó que actualmente y en promedio, la edificación eficiente reduce 30% el uso de energía y 35% las emisiones de dióxido carbono. 16
Entradas de energía en edificios y sus impactos Un edificio es el resultado del diseño, la selección de materiales, el equipamiento y las tecnologías; incluidos los electrodomésticos y las tecnologías para iluminación y climatización. El funcionamiento del edificio dependerá de entrantes de energía como: electricidad, gas, agua, materiales, alimentos, muebles, etcétera. Como resultado de los entrantes del edificio se tienen salientes, tales como emisiones de CO 2, aguas residuales, residuos sólidos, etcétera. Si el diseño y la selección de materiales es adecuado, entonces se requerirán menos entrantes y en consecuencia se presentarán menos salientes; para Entrantes para que funcione el edificio. Entrantes y salientes para que el edificio funcione. 17
Energía y CO 2 por la elaboración y transporte de los materiales de construcción, energía y tecnología. Energía y CO 2 por la demolición o disposición final del edificio y la tecnología. Impacto durante el ciclo de vida de los entrantes y salientes del edificio, producto del diseño y la elección de materiales y tecnologías. que el edificio sea sustentable, se deben con el diseño, selección de materiales, equipamiento y tecnología generar los entrantes y tratar los salientes. Además debemos considerar que para tener los entrantes existió un impacto ambiental y energético en la extracción del material, fabricación del producto y transporte al lugar donde se usará; para lograr un edificio sustentable desde la cuna a la tumba, es necesario considerar el impacto al ciclo de vida. Bases para el edificio sustentable En la actualidad existen diversas denominaciones que pueden referirse al concepto Edificio Sustentable Energéticamente (ese), tales como: edificio o casa de baja energía, edificio de alto rendimiento energético, casa de energía cero, casa pasiva, casa energía plus, edificio cero emisiones, edificio cero carbono, casa autosuficiente de energía, Net Zero Energy Building, Equilibrium House, casa o edificio ecológico, etcétera. La mayoría de los estudios y estándares internacionales han adoptado el término Zero Energy Building para denominar a este tipo de edificios, tal es el caso de la Unión Europea, que define Zero Energy Building Calentador de agua con tecnología solar. 18