Estructuras de acero y el impacto de la Iniciativa de Descarbonización Industrial sobre el carbono incorporado
Las estructuras de acero pueden alcanzar una descarbonización máxima al incorporar un 93 % de material reciclado en sus estructuras y fabricar el acero mediante hornos de arco eléctrico, que emiten 0,68 toneladas métricas de CO₂. En comparación, los altos hornos tradicionales emiten aproximadamente 2,3 toneladas métricas y representan una minoría en la fabricación de acero debido a las mejoras en la integración de energías renovables, lo que optimiza aún más los costes y las emisiones del proceso de fabricación del acero.
Evaluaciones del ciclo de vida: acero frente a hormigón frente a madera
Las evaluaciones del ciclo de vida de las estructuras de acero para la construcción frente a otras modalidades competitivas, como la madera y el hormigón, han demostrado que la industria siderúrgica supera continuamente a la madera y al hormigón en términos de emisiones de carbono desde hace aproximadamente 50 años. Las estructuras de acero, al ser intrínsecamente más ligeras y ocupar menos volumen que las estructuras construidas con otras modalidades competitivas, ofrecen la ventaja de reducir drásticamente el tamaño, la profundidad y el costo de las cimentaciones. Además, al fabricarse las estructuras de acero de forma prefabricada en plantas industriales, se elimina aún más el desperdicio y los materiales excedentes en el sitio de construcción.
Carbono incorporado y carbono operativo del acero
Se ha informado que el carbono incorporado del acero es de 320, lo que representa una reducción del 8 al 12 % respecto a las emisiones totales de carbono de las estructuras durante un ciclo operativo de 50 años.
Aunque las estructuras de acero tienen un mayor carbono operativo y incorporado que las estructuras de madera, las ventajas operativas a largo plazo que ofrecen las estructuras de acero frente a las de madera —como la eficiencia energética derivada de envolventes edificatorias más eficientes y estructuras integradas para paneles solares— amplían aún más la descarbonización de dichas estructuras.
La optimización de los hornos de arco eléctrico mediante hierro directamente reducido (DRI) con hidrógeno tiene la capacidad de potenciar la descarbonización de la industria siderúrgica. La eliminación total del coque en este proceso podría permitir alcanzar un acero con cero emisiones de carbono para 2030. Además, las mejoras impulsadas por la inteligencia artificial y redes eléctricas adaptativas permitirán lograr una reducción superior al 40 % en las emisiones de los hornos de arco eléctrico (HAE). La adopción temprana de estas prácticas por parte de algunas empresas ya ha conseguido una reducción del 11 % en el carbono incorporado en comparación con hace cinco años.
LA ECONOMÍA CIRCULAR DEL ACERO
Las características del acero incluyen una reciclabilidad del 100 % y una reciclabilidad superior al 90 % a escala mundial al final de su vida útil.
El acero es el material estructural más circular que se produce. Más del 90 % del acero al final de su vida útil —es decir, tras haber cumplido su ciclo de utilización— se recupera globalmente y se reutiliza en el siguiente ciclo de producción. Este ciclo reduce la demanda de mineral de hierro como materia prima básica para la producción y, asimismo, disminuye las emisiones derivadas de la minería y del procesamiento del mineral. En los últimos años, las operaciones de los hornos de arco eléctrico (HAE) han evolucionado hacia el uso de un 93 % de acero reciclado, situándolos al nivel más alto de integridad entre los materiales estructurales y posicionando al acero como líder en la construcción circular. Además, la aplicación de enfoques de Diseño para el Desmontaje (DfD) en la construcción con acero permite alcanzar una recuperación de materiales de hasta el 95 %.
Método de recuperación | Rendimiento del material | Impacto en carbono
Desconstrucción | >95 % de recuperación | Reducción del 85 % frente a la demolición
Demolición convencional <40 % de recuperación, emisiones 3 veces superiores
Estas estrategias generan beneficios tangibles: reducción de residuos de construcción en un 70 %, menores emisiones de carbono en un 85 % derivadas del procesamiento de materiales y reutilización directa de elementos estructurales de alto valor. La recuperación del acero mejora la eficiencia del transporte gracias a su relación resistencia-peso.
Sostenibilidad operacional habilitada por la estructura de acero
Fabricación precisa fuera de obra y reducción del 90 % de residuos en la construcción
Mediante un sistema de modelado 3D y una sierra y una soldadora automatizadas, los elementos de acero se fabrican fuera del sitio con una precisión de milímetros. Este proceso de diseño minimiza los pedidos excesivos, los errores de corte en obra y los residuos de embalaje, lo que permite reducir los residuos de construcción en un 90 % en comparación con el hormigón en masa. Además, la reducción del 40 % en los viajes de transporte gracias a la entrega justo a tiempo y a la optimización de las cargas también contribuye a disminuir las emisiones. El resultado de estos procesos es una entrega de proyectos un 30–50 % más rápida, una menor congestión en la obra y una desviación del 90 % de los residuos respecto al vertedero, así como mejoras en seguridad y calidad.
Rendimiento térmico y adaptabilidad: construcción integrada y sistemas solares
El uso de estructuras de acero también permite una construcción más estanca al aire y más precisa. Los sistemas integrados de aislamiento crean, asimismo, una barrera térmica que elimina los puentes térmicos, es decir, la transferencia de calor, la cual se reduce en un 15–25 % en comparación con los sistemas que no utilizan acero. Los sistemas de cubierta y fachada también reducen la necesidad de refuerzos estructurales. A diferencia de otros sistemas constructivos, el acero supera además, con el paso del tiempo, los estándares energéticos actuales, y las reformas posteriores también incorporan aislamiento adicional.
Durabilidad, larga vida útil y alineación con la certificación de edificios sostenibles
El acero tiene una larga vida útil, que supera los 50 años con el mantenimiento adecuado, lo que aporta beneficios reales para la sostenibilidad, ya que reduce la necesidad de sustitución y el consumo de recursos. Las principales certificaciones de edificación sostenible, como LEED, BREEAM y el Living Building Challenge del ILFI, otorgan numerosos créditos por el uso de materiales que requieren poco mantenimiento, tienen bajo contenido de materiales (low-M), demuestran un rendimiento probado en entornos extremos y poseen una larga vida útil. La larga vida útil del acero sin corrosión (siempre que se utilice adecuadamente) y su bajo requerimiento de mantenimiento están alineadas con el enfoque del edificio en la durabilidad, la adaptabilidad y la resiliencia de todo el edificio. Como resultado, el uso del acero aporta un gran valor a las operaciones del edificio: contribuye a alcanzar los resultados deseados en cuanto a seguridad de los ocupantes, facilidad de mantenimiento y valor del edificio.
Preguntas frecuentes
¿Qué es el carbono incorporado?
El carbono incorporado es la cantidad de dióxido de carbono emitida durante la extracción, fabricación y colocación de los materiales utilizados en la construcción del edificio.
¿Cómo reduce el acero el carbono incorporado en comparación con otros materiales?
El acero ofrece una reducción del carbono incorporado gracias a su alta reciclabilidad y al uso de hornos eléctricos de arco (EAF) y otros métodos altamente eficientes que generan menores emisiones de CO₂.
¿Se puede reciclar el acero sin pérdida de rendimiento?
Una de las características más destacadas del acero es que se puede reciclar completamente sin pérdida de su desempeño estructural.
¿Cuáles son las ventajas del acero en la construcción sostenible?
La reducción de cargas, la prefabricación eficiente, la facilidad de desmontaje para permitir la recuperación de materiales y la integración de sistemas fotovoltaicos contribuyen a las múltiples ventajas sostenibles de la prefabricación con acero.
¿Cuál es la vida útil media de las estructuras de acero?
Con un mantenimiento adecuado, las estructuras de acero pueden durar más de 50 años, lo cual resulta muy beneficioso para su uso prolongado, ya que requieren reemplazo con menor frecuencia y disminuyen el consumo de materiales y recursos.