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Resolviendo la crisis energética mundial con edificios de madera

Resolviendo la crisis energética mundial con edificios de madera


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La urbanización y el rápido crecimiento de la población están impulsando al alza la demanda mundial de energía. Mantenerse al día con la demanda de energía sigue siendo uno de los mayores desafíos del siglo XXI.

Constantemente se construyen edificios para mantener suficiente espacio para el crecimiento de la población, pero el ciclo de vida de un edificio es uno de los procesos que más energía consume en el mundo. Los edificios, los materiales de construcción y los componentes de construcción posteriores consumen casi 40 por ciento de la demanda mundial de energía.

Si bien existen muchas razones para la cantidad sustancial de energía utilizada para construir y mantener edificios, una de las principales preocupaciones ambientales surge de la fabricación de cemento, uno de los ingredientes básicos del concreto.

Es un material utilitario utilizado en la fabricación de puentes, rascacielos y cimientos residenciales, entre muchos otros usos. Pero la industria del cemento es uno de los peores contribuyentes a la contaminación. Su producción representa aproximadamente 5 por ciento del dióxido de carbono global (CO2) solo.

El problema de la construcción de hormigón

Cambios en el estilo de vida y con una sociedad inclinada por el espacio, la demanda de edificios más nuevos y más grandes es cada vez mayor. Los edificios antiguos se derriban para dar paso a los nuevos, y la vida útil de un edificio promedio está disminuyendo. Pero muchos de los edificios que se eliminan se destruyen mucho antes de que expire su vida útil. La demolición de estructuras de hormigón tiene sus propias complicaciones, como su tendencia a filtrarse y envenenar la capa superficial del suelo y los cuerpos de agua.

"Los edificios son uno de los mayores consumidores de recursos globales y de toda la energía producida, y son los principales contribuyentes a los gases de efecto invernadero y los desechos sólidos".

"Los edificios son uno de los mayores consumidores de recursos globales y de toda la energía producida, y son los principales contribuyentes a los gases de efecto invernadero y los desechos sólidos", dice el equipo de Mass Timber Design del MIT, un pequeño grupo de investigadores del MIT que lidera una nueva iniciativa para cambiar la forma Se hacen los edificios. "[Entonces] la necesidad de prototipos de edificios energéticamente inteligentes es más importante que nunca".

Constantemente se desarrollan nuevos materiales de construcción y se emplean nuevas técnicas, pero muchas instituciones, incluido el MIT, están investigando el uso de tecnologías alternativas antiguas que son más baratas y quizás más duraderas que las construcciones de hormigón y acero.

Construcción de edificios de madera modernos

Fueron los romanos quienes posiblemente perfeccionaron el hormigón, y muchas de sus estructuras aún se mantienen en pie. Si bien sus estructuras resistieron la prueba del tiempo, la receta del hormigón romano, que aún permanece como uno de los materiales más resistentes creados por el hombre, se perdió finalmente cuando cayó el Imperio Romano. Tras su colapso, el hormigón se volvió escaso y en gran parte fue abandonado. No sería hasta mediados del siglo XVIII cuando el acero y el hormigón recuperaran popularidad.

Sin embargo, los ingenieros civiles y arquitectos de hoy están revirtiendo las prácticas de construcción modernas para volver a incorporar la madera como estructura principal y material de construcción. Se están investigando nuevas tecnologías para reemplazar las estructuras de hormigón armado con acero por viviendas de madera maciza. Universidades como la Universidad de Maryland y el MIT, entre otras, son pioneras en nuevas técnicas para readaptar la madera al mundo moderno.

Las estructuras de hormigón armado de acero a menudo se consideran soluciones de construcción a largo plazo. Para muchos que viven en marcos de madera y paredes de yeso forrado, la idea de una casa que dure un siglo o más es casi inconcebible. Los edificios se derriban mucho antes de esa fecha, pero por lo general antes de que finalice su vida útil.

Muchos no planean vivir en una casa pequeña por mucho tiempo y hacen planes para actualizar a más espacio en el piso. La demanda de casas grandes está aumentando, por lo que las casas más pequeñas se están derribando para dar paso a las nuevas.

Casa comunal de diseño de madera en masa del MIT

Cambiar la mentalidad detrás de las construcciones de madera a corto plazo es el MIT. Un grupo de investigadores de la universidad está liderando una iniciativa para investigar nuevos diseños de madera en masa: edificios a base de madera diseñados para ser más eficientes y baratos que, pero tan duraderos como, los edificios de hormigón y acero.

El equipo propone la construcción de casas comunales de madera masiva: grandes casas de ingeniería de madera construidas con enormes piezas de madera.

The Longhouse fue desarrollado por un equipo interdisciplinario en Mass Timber Design, un taller de diseño en MIT Architecture que explora el futuro de los edificios sostenibles en la intersección de la arquitectura y la tecnología. Los créditos del proyecto incluyen: (Investigador científico) John Klein, (Equipo de diseño e ingeniería) John Fechtel, Paul Short, Demi Fang, Andrew Brose, Hyerin Lee, Alexandre Beaudouin-Mackay.

“La madera en masa, un diseño de construcción a base de madera y tecnología de construcción, ha recibido atención durante las últimas décadas debido a su eficiencia, velocidad, precisión y versatilidad en la construcción para aplicaciones de poca a gran altura. Las construcciones de madera en masa se están volviendo más comunes en América del Norte, sobre todo debido a los beneficios ambientales de la tecnología y los impactos potenciales que puede tener en la salud y restauración de los bosques de Estados Unidos. MIT Mass Timber Design, un taller de diseño en el Instituto de Tecnología de Massachusetts, ha explorado el diseño y el potencial de ingeniería de estas tecnologías y ha desarrollado un prototipo de construcción masiva de madera: The Longhouse ". le dice al MIT.

Al incorporar tecnología moderna con tecnología del pasado, proponen construir un edificio multipropósito de madera de alta tecnología en el campus del MIT. Si bien está retrocediendo en el tiempo, el edificio estará equipado para ser un productor de energía.

“La orientación del edificio y la profundidad y el ángulo del techo en forma de diente de sierra se pueden ajustar para las condiciones solares locales y las necesidades de iluminación natural. Una relación de ventana a pared baja con una envolvente altamente aislada permite un edificio energéticamente eficiente. El proyecto utiliza procesos de fabricación controlados numéricamente por computadora (CNC) para permitir un sistema modular prefabricado para un ensamblaje eficiente ”, describe el equipo.

“Con el fin de lograr un gran espacio de bahía alta para mayor flexibilidad, el edificio está diseñado como una serie de arcos de madera laminada de madera laminada (LVL) que se extienden a lo largo de la dimensión más corta del edificio. Cada arco utiliza un perfil triangular de paredes delgadas para minimizar las deformaciones en la estructura y proporcionar rigidez general al edificio ”.

Por el momento, es solo una idea propuesta para abordar la epidemia concreta de energía y contaminación. Pero no están solos en su misión, muchas otras empresas y organizaciones están liderando iniciativas similares para incorporar diseños de madera sostenible como una solución de construcción a largo plazo.

Beneficios de la madera como material de construcción

La madera es ligera y resistente y mantiene excelentes propiedades de aislamiento sin necesidad de recursos adicionales. A diferencia de la madera, el hormigón es un mal aislante y requiere material adicional para mantenerlo mejor aislado.

El hormigón suele ser más caro, pero para los grandes edificios, el acero y el hormigón han sido los materiales preferidos para la construcción. Sin embargo, en los últimos tiempos, las nuevas tecnologías están mejorando la durabilidad de la madera, haciéndola más viable ambiental y económicamente que su contraparte de hormigón.

Pero quizás lo más importante, según un estudio dirigido por CORRIM (Consorcio para la Investigación de Materiales Industriales Renovables), el ciclo de vida del acero y el hormigón resulta en un 26% a un 31% más de emisiones de gases de efecto invernadero que el de la madera.

A medida que los sistemas climáticos continúan empeorando, se vuelve más vital que nunca reducir los gases de efecto invernadero. Con el movimiento y la introducción de impuestos al carbono y otros impuestos similares a la contaminación, también puede haber otros incentivos de ahorro para que las empresas hagan la transición.

Las construcciones de madera también pueden ser más agradables desde el punto de vista estético y, cuando se cosechan adecuadamente, se consideran un recurso renovable. Sin embargo, no está exento de problemas.

El problema de los edificios de madera

La madera es conocida por encogerse e hincharse debido a los cambios en el contenido de humedad. Los efectos se notan incluso en pequeñas construcciones de viviendas residenciales. Los fabricantes de paneles de yeso a menudo esperan unos días o más para que las casas recién construidas se asienten antes de intentar terminar cualquier pared. Si el panel de yeso se coloca antes de que la casa se asiente, es casi seguro que se agrietará, un problema que muchos aprendices y personas que hacen bricolaje llegan a aprender.

Sin un tratamiento especial, la madera también es bastante inflamable, un rasgo indeseable especialmente cuando se consideran grandes complejos y su seguridad. La madera también es susceptible a la decoloración y al moho; sin embargo, con la intervención adecuada, el daño se puede minimizar durante cientos de años.

Por otro lado, la madera en masa es inherentemente resistente al fuego debido al efecto de carbonización del material a granel.

Otros proyectos de madera en el mundo

El MIT está lejos de ser la única institución que investiga la implementación de la construcción con madera.

A principios de este año, la Universidad de Maryland inventó una "súper madera" hecha de fibras de madera y transformada en un recurso súper fuerte.

"Es tan fuerte como el acero, pero seis veces más liviano. Se necesita 10 veces más energía para fracturarse que la madera natural. Incluso se puede doblar y moldear al comienzo del proceso". dijo Teng Li, co-líder del equipo y profesor adjunto Samuel P. Langley de ingeniería mecánica en la Escuela Clark de la UMD.

Otra empresa con el nombre de Lever Architecture está finalizando la propuesta de un rascacielos de madera de 12 pisos en Portland, Oregon. Su diseño fue aprobado el año pasado y la empresa se encuentra actualmente en los trabajos de finalización de los permisos para comenzar la construcción. Cuando se construya, será el primer rascacielos de madera de Estados Unidos.

Sumitomo Forestry, una empresa con sede en Japón, también planea construir un rascacielos de madera. Sin embargo, está a punto de ser el rascacielos de madera más alto del mundo, y se completará en 2041. Según la compañía, el 10 por ciento de la torre de 70 pisos sería de acero. El resto se hará con 180.000 metros cúbicos de madera original.

Naturalmente, hay muchas soluciones a la epidemia energética de la construcción del siglo XXI. Si bien hay muchos materiales modernos que prometen superar con el tiempo a los edificios de hormigón y acero, quizás el mejor paso adelante sea en realidad retroceder.


Ver el vídeo: Crisis Energética 55 (Mayo 2022).


Comentarios:

  1. Eyab

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