REVISTA INGENIO
Análisis comparativo del ciclo de vida-huella de carbono de una edicación de
hormigón armado frente a una edicación de estructura metálica
Comparative analysis of the life cycle-carbon footprint of a reinforced concrete building
compared to a metal structure building
Ramiro Erazo | Ponticia Universidad Católica del Ecuador, Quito, Ecuador
Vicente Pardo | Ponticia Universidad Católica del Ecuador, Quito, Ecuador
https://doi.org/10.29166/ingenio.v6i1.4306 pISSN 2588-0829
2023 Universidad Central del Ecuador eISSN 2697-3243
CC BY-NC 4.0 —Licencia Creative Commons Reconocimiento-NoComercial 4.0 Internacional ng.revista.ingenio@uce.edu.ec
, (), -, . -
El proyecto de investigación está orientado a realizar un análisis comparativo de la huella de carbono
generada en una edicación de hormigón armado frente a la huella de carbono de una edicación de
acero estructural, aplicado a una edicación de 4 pisos de altura, la que está conformada por elementos
estructurales aporticados. Para lo cual, se aplicó la metodología de análisis del ciclo de vida (ACV),
metodología que describe de forma sistemática el proceso para la cuanticación de la huella de carbono,
mediante la valoración del aporte de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) en términos
de toneladas de dióxido de carbono equivalente (t CO2 eq) para cada etapa del ciclo de vida de las edi-
caciones sujetas de estudio y un período de vida útil de 50 años. El análisis del ciclo de vida aplicado
empleó un enfoque de producto con un alcance de estudio de la cuna a la cuna, logrando como resultado
una huella de carbono para el sistema estructural de hormigón armado de 724,71 t (CO2 eq) y para el sis-
tema estructural de acero 440,93 t (CO2 eq), denotando que las emisiones de gases de efecto invernadero
(GEI) para la estructura de hormigón armado es 64,36% mayor a la de acero estructural. Adicionalmen-
te, como dato complementario a la investigación se determinó el costo ambiental calculado en función
de la huella de carbono obtenida para cada sistema estructural, mediante la aplicación del costo al que se
cotiza en el mercado las emisiones de CO2 a la fecha actual, siendo esta de 65,22 €/t CO2 y teniendo en
consideración que este valor podría aumentar en el transcurso del tiempo debido a las altas emisiones de
CO2 que generan los países desarrollados.
e research project is aimed at carrying out a comparative analysis of the carbon footprint generated
in a reinforced concrete building against the carbon footprint of structural steel building, applied to a
building 4 stories high which is made up of porticoed structural elements. Towhich end, the life cycle
assessment (LCA) methodology was applied, a methodology that systematically describes the process
for quantifying the carbon footprint, by assessing the contribution of greenhouse gas (GHG) emissions
in terms of tons of carbon dioxide equivalent (t CO2 eq) for each stage of the life cycle of the buildings
subject to study and a useful life period of 50 years. e applied life cycle analysis employed a product
approach with a cradle-to-cradle scope of study, resulting in a carbon footprint for the reinforced con-
crete structural system of 724.71 t (CO2 eq) and for the steel structural system 440.93 t (CO2 eq), de-
noting that the greenhouse gas (GHG) emissions for the reinforced concrete structure is 64.36% higher
than that of structural steel. Additionally, as complementary data to the research, the environmental
cost calculated according to the carbon footprint obtained for each structural system was determined,
by applying the cost at which the emissions of (CO2) are quoted in the market to the current date, this
being 65.22 €/tCO2 and knowing that this value could increase over time due to the high CO2 emissions
generated by developed countries.
1. introducción
A escala mundial, la industria de la construcción es una
de las industrias más contaminantes en la actualidad,
con alrededor del 40 por ciento de la contaminación re-
lacionada directa o indirectamente con las actividades
que se desarrollan en este campo.
Por ello, el objetivo de esta investigación es realizar un
análisis comparativo mediante la aplicación de la me-
todología del ciclo de vida huella de carbono para los
sistemas constructivos de hormigón armado y acero es-
Received: 31/10/2022
Accepted: 23/12/2022
Análisis del ciclo de vida, huella de car-
bono de edicaciones, CO2 equivalente,
costo ambiental en edicaciones, siste-
mas estructurales y su huella de carbono.
Life cycle analysis, carbon footprint of
buildings, CO2 equivalent, environmen-
tal cost in buildings, structural systems
and their carbon footprint
21
Análisis comparativo del ciclo de vida-huella de carbono de una edicación de hormigón armado
frente a una edicación de estructura metálica
tructural aplicado a una edicación de 4 pisos de altura,
conformada por elementos estructurales aporticados.
Dicha contaminación se calculará en términos de
emisiones de gases de efecto invernadero expresado en
t CO2 eq durante su ciclo de vida, conociendo que las
fases del ciclo de vida de una estructura se pueden dividir
en: fase de producción, fase de construcción, fase de op-
eración y mantenimiento, fase de disposición nal y fase
de recuperación de recursos [1].
Para el desarrollo de la investigación se aplicará el en-
foque del análisis del ciclo de vida-huella de carbono «de
la cuna a la cuna» (cradel to cradel); metodología que se
emplea mediante la normativa - 14067:2019;
[2] en la que se especica los principios, requisitos y di-
rectrices, para la cuanticación, total o parcial, de la huel-
la de carbono de los productos () tomando como
referencia las normas internacionales de análisis del ci-
clo de vida como 14040 e 14044.
Como complemento de la investigación se realizará un
análisis comparativo de costos entre los sistemas estruc-
turales planteados, en el que comprenda el cálculo parcial
y total del costo de la huella de carbono obtenida, es de-
cir, aplicar el precio al que se cotiza el CO
2
en el mercado a
la fecha actual, para obtener el valor total en dólares de las
emisiones de gases de efecto invernadero, cuanticando los
dos sistemas constructivos por separado.
1.1. FUNDAMENTACIÓN
A escala mundial se han realizado esfuerzos con el objeto
de llegar a acuerdos que garanticen benecios climáticos
con la intervención de varios países desarrollados quie-
nes buscan encontrar una solución a esta problemática,
bajo la dirección del Grupo Intergubernamental de Ex-
pertos sobre Cambio Climático ( por sus siglas en
inglés), el cual pretende analizar en forma exhaustiva,
objetiva, abierta y transparente la información cientí-
ca, técnica y socioeconómica relevante para entender
los elementos de riesgo que supone el cambio climático
provocado por las actividades humanas, sus posibles re-
percusiones y las posibilidades de adaptación al mismo,
sabiendo que todos estos esfuerzos colectivos realizados
aún no han sido suciente para mantener los en un
nivel seguro [3].
Entre los principales acuerdos internacionales concer-
nientes al cambio climático tenemos:
· El tratado de Kioto [4].
· La convención marco de las Naciones Unidas sobre el
cambio climático [5].
Además, otro organismo comprometido con la reduc-
ción de las emisiones de , proteger el planeta, así
como garantizar la paz y la prosperidad es la Naciones
Unidas, por medio de los 17 objetivos de desarrollo sos-
tenible (), objetivos de los cuales podemos destacar:
Objetivo .o 11. «Lograr que las ciudades sean más in
-
clusivas, seguras, resilientes y sostenibles» [6].
Objetivo .o 12. «Garantizar modalidades de consumo
y producción sostenibles» [6].
Por lo antes mencionado en la actualidad existe un
amplio marco normativo para abordar la cuanticación
de la huella de carbono que tiene como base la Norma
14044 de Análisis del ciclo de vida (), por lo que
se debe denir el enfoque, el alcance y el tipo de huella
de carbono que se desea calcular para así seleccionar la
normativa aplicar.
a.
Normativas aplicables al cálculo de huella de carbono
de productos/servicios:
·
pas 2050 (bsi/defra/carbón trust-uk): basada en las
normas iso 14040 e iso 14044.
· Protocol - product estándar (/)
·
14067:2019 Cálculo de la huella de carbono de
productos.
b.
Normativas aplicables al cálculo de huella de carbono
de organizaciones:
·
Protocol - corpore accounting and reporting
standards aplicación de 14064-1.
·
14069 Cálculo de la huella de carbono para or-
ganizaciones.
· 14064 Inventario del a nivel de organización.
Para la medición de la huella de carbono de las obras civi-
les, la normativa que mejor se adapta es la metodología que
se describe en la especicación técnica / 14067:2019.
(Cálculo de la huella de carbono de productos), debido a
que su desarrollo puede tomar en consideración todas las
etapas del ciclo de vida de la estructura [2].
1.2. DEFINICIONES
Gases de efecto invernadero ()
La [4] conceptualiza los gases de efecto inver-
nadero como «componentes gaseosos de la atmósfera,
tanto naturales como antropógenos, que absorben y re-
emiten radiación infrarroja» (p. 4).
Los gases de efecto invernadero dan lugar al efecto in-
vernadero que se reere a la absorción de un parte de la
radiación solar que es reejada por la supercie de la tie-
rra para luego ser devuelta a ella, este fenómeno permite
que la vida sea posible en la Tierra. Los principales gases
de efecto invernadero presentes en la atmósfera son: el
vapor de agua (H2O), dióxido de carbono (CO2), el óxi-
do nitroso (N2O), el metano (CH4) y el ozono (O3) [3].
22
Erazo & Pardo
Emisiones
Es la liberación o descarga de gases de efecto inverna-
dero o sus derivados en la capa atmosférica durante un
período de tiempo especíco [7].
Huella de carbono
En [3] denen la huella de carbono como «el conjunto
de emisiones y absorciones de gases de efecto inverna-
dero que son producidas por el efecto directo e indirecto
como consecuencia de una actividad» (p. 142), concepto
con el cual se engloba actividades relacionadas a individ-
uos, organizaciones, productos y servicios durante todas
las fases de sus ciclos de vida.
La huella de carbono se la expresa como la cantidad
de masa equivalente de CO
2
, es decir, mediante el indi-
cador de CO
2
equivalente (CO
2
eq), la unidad de medi-
da generalmente utilizada es el kilogramo (kg CO
2
eq) o
bien la tonelada (t CO2 eq).
El análisis de la huella de carbono nos permite:
· Identicar fuentes de emisión de
· Medir los
·
Proponer medidas de mitigación, compensación y control
Potencial de calentamiento global ()
El potencial de calentamiento global mide el efecto rela-
tivo de calentamiento global que tienen diferentes gases
en la Tierra. Esto da un valor para la cantidad de calor
atrapada en una masa dada de gas en comparación con
la cantidad de calor atrapada en una masa similar de dió-
xido de carbono durante un período de tiempo dado (ver
Tabla 1). El (Panel intergubernamental sobre cam-
bio climático) eligió el dióxido de carbono como punto
de referencia porque se considera que su es 1 [8].
Enfoques metodológicos de la huella de carbono
En la gura 1 se indica los diferentes enfoques que se
puede aplicar para la obtención de la huella de carbo-
no dependiendo del caso de estudio y de los resultados
que se persigue, siendo en la actualidad los enfoques de
mayor ámbito de aplicación el enfoque de organización
y enfoque de producto; sabiendo también que la aplica-
ción de cada uno de los enfoques, estarán referidas a un
período de tiempo denido (ver Figura 1).
Figura 1
Enfoque de la huella de carbono
Tabla 1
Potencial de calentamiento global - (100) de los
i
Dióxido de carbono (CO2) 1,00
Metano (CH4)28,00
Óxido nitroso (N2O) 265,00
HFC-152a 138,00
Hexauoruro de azufre (SF6)23.500,00
Nota. [9].
Nota. [10].
23
Análisis comparativo del ciclo de vida-huella de carbono de una edicación de hormigón armado
frente a una edicación de estructura metálica
Cálculo de la huella de carbono
El cálculo de la huella de carbono se reere a la cuanti-
cación de los producidos por diferentes actividades
humanas, para lo cual se reporta los resultados en térmi-
nos de CO2 eq. [3] Para lo cual a lo largo de los tiempos se
han ido desarrollando diversas metodologías para dicho
cálculo en los cuales se establecen criterios que delimitan
el tipo de emisiones (alcances) que se considerara en el
cálculo dependiendo del caso.
· Alcance 1 - Emisiones directas
· Alcance 2 - Emisiones indirectas
· Alcance 3 - Otras emisiones indirectas [11]
Análisis del ciclo de vida ()
Se trata de una herramienta metodológica de evaluación
de impactos ambientales y energéticos correspondiente a
un proceso, a una actividad o un producto a lo largo de
todo su ciclo de vida, es decir, el conjunto de las siguien-
tes etapas: adquisición de materias primas, fabricación,
distribución, uso y n de vida útil [10].
La normativa 14044 [2] dene el como la «re-
copilación y evaluación de las entradas, las salidas y los
impactos ambientales potenciales de un sistema del pro-
ducto a través de su ciclo de vida» (p. 2), sabiendo que
el ciclo de vida son todas la etapas interrelacionadas y
consecutivas por las que pasa un producto desde la ad-
quisición de su materia prima hasta su disposición nal
(ver Figura 2).
Etapas del ciclo de vida: enfoque de producto
SISTEMAS CONSTRUCTIVOS
Un sistema constructivo es el conjunto de elementos y
unidades de un edicio que forman una organización
funcional con una misión constructiva común, sea esta
de sostén (estructura), de denición y protección de es-
pacios habitables (cerramientos), de obtención de acon-
dicionamiento (confort), o de expresión de imagen y as-
pecto (decoración).
Un sistema requiere de un diseño, para lo cual se debe
atender en primer lugar a las exigencias funcionales de
cada uno (función) y a las acciones exteriores de la cons-
trucción en la que se aplicará (forma y espacios), además
de tener en cuenta las posibilidades de los materiales que
se van a utilizar, en función de su calidad y esfuerzos que
los mismos soportarán, teniendo como principales siste-
mas constructivos en nuestro país el de hormigón arma-
do y de acero estructural.
ECONOMÍA CIRCULAR EN UNA EDIFICACIÓN
La etapa de recuperación de recursos, una vez que se ha
procedido con el derrocamiento de la estructura, basa su
ejecución en la aplicación de la economía circular en el
sector de la construcción, la cual busca manejar de ma-
nera sustentable los recursos utilizados para el desarrollo
de un proyecto.
Figura 2
Etapas del análisis del ciclo de vida: enfoque de producto
Nota. [10].
24
Erazo & Pardo
Es decir, una vez que la estructura cumpla su vida útil
se busca la reutilización de los materiales producto de
su demolición, ya sea mediante la remanufacturación de
elementos estructurales, principalmente los de acero es-
tructural o, a su vez, empleándolos como materia prima
para la fabricación de nuevos productos, considerando
que el acero es el material más reciclado del mundo [12].
El acero es un material continua y completamente re-
ciclable, el cual no pierde su calidad en comparación con
otros materiales que normalmente se los recicla en pro-
ductos de menor calidad. En las acerías de Norteamérica
el acero estructural contiene el 90% o más de acero reci-
clado [13].
El American Iron and Steel Institute, [13] indica que
la producción de una tonelada de acero en la actualidad
requiere menos de la mitad de energía que hace 40 años,
lo que ha resultado en la disminución del 50% en las emi-
siones de debido al uso de acero reciclado y empleo
de nuevas tecnologías en su fabricación.
La Worldsteel Association, [12] indica que por cada
tonelada de acero reciclado se evita le emisión de 1,5 to-
nelada de CO2 y representa un ahorro de materia pri-
ma de mineral de hierro de 1,4 toneladas; en el sector de
la construcción el porcentaje de recuperación del acero
está estimado en un 80% del total empleado en estructu-
ras de hormigón armado; no obstante, si se destruye una
edicación hecha de acero estructural se podría recupe-
rar hasta el 100%, dependiendo de su concepción y de las
uniones empleadas.
ETAPAS Y ALCANCES DEL CICLO DE VIDA PARA
EDIFICACIONES
Las etapas que cubre el aplicado para una edica-
ción se describen en la gura 3, así también, en esta gu-
ra podemos encontrar los alcances aplicables para nues-
tras investigaciones (ver Figura 3), para lo cual se debe
denir los objetivos que se persigue y los resultados que
se desea conseguir, sabiendo que se podría realizar un
estudio parcial tomando en consideración una sola etapa
para el o, a su vez, un estudio global tomando en
consideración todas las etapas para el [14].
1.3. COSTO AMBIENTAL EN FUNCIÓN DE
EMISIONES DE CO2
Para el análisis de los costos en función de las emisiones
de CO2 eq se tomará en consideración el precio al que
se cotiza en el mercado 65,22 €/t CO2, [15] sabiendo
que su precio es muy variable y tiende a seguir aumen-
tando, considerando que hace un año el precio fue de
26,00 €/t CO2
()
Figura 3
Etapas y alcance para un ACV en edicaciones
Nota. [10].
25
Análisis comparativo del ciclo de vida-huella de carbono de una edicación de hormigón armado
frente a una edicación de estructura metálica
2. Método
2.1. ETAPAS Y ALCANCES DEL PARA EL CASO
DE ESTUDIO.
En la gura 4 se observa las etapas que se abarcará en el
desarrollo de este trabajo tomadas en función del alcance
planteado en apartados anteriores (ver Figura 4).
Así también, las etapas descritas en la gura 4 se las
subdivide en procesos que intervienen en cada una de es-
tas etapas, los que deben ser relevantes, prácticos y apro-
piados al objetivo y alcance denidos con la nalidad de
una cuanticación más detallada de cada proceso que ge-
nere un impacto ambiental. Generalmente la elección de
los procesos que se van a inventariar depende de la natu-
raleza del producto y la calidad de datos que se puede ob-
tener. [16] Teniendo la siguiente subdivisión de procesos,
la que es utilizada generalmente por instituciones inter-
nacionales para realizar las declaraciones ambientales de
productos de construcción [17].
Para el desarrollo de la investigación se procederá de
la siguiente manera:
1.
Se recopilará los diseños estructurales denitivos del
proyecto para la edicación de 4 pisos (hormigón ar-
mado) y se planteará un diseño estructural alternati-
vo diferente al original (estructura metálica), para que
de esta forma se pueda realizar el análisis comparativo.
2.
Al basar nuestra investigación en el de una edica-
ción se procederá al desarrollo por las diferentes etapas
del ciclo de vida, y se actuará de la siguiente manera:
·
Para la etapa de producto y preproceso se realizará
una documentación netamente bibliográfica
con la nalidad de recopilar un inventario de las
declaraciones ambientales de los productos ()
de diferentes bases de datos existentes.
·
Para la etapa de construcción se dividirá los sistemas
constructivos en conjuntos de elementos que formen
una unidad de obra con un objetivo constructivo,
pudiendo ser estructural, mampostería, acabado,
etc. Lo que servirá para el cálculo de los volúmenes
de obra para cada caso y así obtener los valores de
CO2 equivalentes de manera más detallada; cabe
mencionar que para la cuanticación en esta etapa
se considerará: uso de energías, combustibles, mano
de obra y maquinaria.
·
Para la etapa operativa se tomará en consideración
dos elementos específicos: el mantenimiento, el
consumo promedio energético y de agua potable,
deniendo a lo largo de la investigación el tipo de
mantenimiento a realizarse para cada uno de los
sistemas estructurales y el período para el desarrollo
de estos.
·
En la etapa de n de vida se plantea un derrocamiento
total de la estructura al terminar su vida útil.
·
Para la disposición nal y etapa de recuperación, se
plantea la posibilidad de reutilización o reciclaje de
los elementos de acero, así como también el traslado
de los escombros a una escombrera.
3.
Con los valores obtenidos para cada uno de los siste-
mas estructurales, así como también para cada una de
sus etapas se realizará una comparación en parámetros
de huella de carbono CO
2
equivalente, porcentajes de
contaminación y costos ambientales.
4.
Se plantearán las respectivas conclusiones sobre los re-
sultados obtenidos.
Figura 4
Etapas del ciclo de vida aplicado a la investigación
Nota. [10].
26
Erazo & Pardo
5. 2.2. DESARROLLO
Para lograr una mayor comprensión se tomará la unidad
de obra (hormigón premezclado f’c= 240 kg/cm2) para
el desarrollo y la obtención de resultados en cada una de
las etapas.
1. Etapa de producto y preproceso
Para la etapa de producción se realizará una recopilación
de información documental, en la cual nos indique los
factores de emisión en kg (CO2 eq), para cada proceso
unitario de esta etapa, vericando que para el cálculo
de los kg de CO2 eq en cada proceso unitario se haya
considerado las entradas y salidas que mayor inciden-
cia tengan en el resultado nal del potencial de impac-
to ambiental. Cabe indicar que debido a la ausencia de
información sobre las emisiones de expresada en kg
(CO2 eq) de los materiales a nivel nacional se recurrió a
fuentes documentales extranjeras.
Los procesos unitarios considerados en el de
nuestra investigación en esta etapa son: suministro de
materia prima, transporte y fabricación, datos que serán
obtenidos de los inventarios de declaraciones ambienta-
les de los productos () de origen extranjero y de in-
vestigaciones relacionada al análisis de ciclo de vida de los
materiales de manera individual (ver Tabla 2).
Inventario de declaraciones ambientales de los produc-
tos ()
Para obtener el inventario de las declaraciones ambienta-
les () o (-environmental product declarations, por
sus siglas en inglés), se recopila de las bases de datos pro-
vistas por distintas organizaciones a nivel internacional.
El o es un documento registrado y vericado
con información veraz, transparente y comparable sobre
el impacto ambiental del ciclo de vida de los productos.
[19]. Parte del contenido de este documento es el poten-
cial de impacto ambiental por unidad declarada, en el que
se encuentran expuestas la medición de varios paráme-
tros para el ciclo de vida del producto.
Para expresar los resultados obtenidos en esta investi-
gación se tomará el parámetro -combustibles fósiles
con potencial de calentamiento global (kg CO2eq), in-
dicador que comprende el potencial de calentamiento
global de las emisiones de cada uno de los (ver Tablas
y .)
Mediante las tablas 3 y 4 se describe la huella de carbono
para cada uno de los materiales y su fuente de investigación.
2. Etapa de construcción
Para la determinación de la huella de carbono (kg CO2
eq) en esta etapa, una vez identicados las unidades de
obra y mediante la revisión de los de cada una de
estas, se detalla los componentes que la forman como:
maquinaria, mano de obra y transporte de material en
obra; para de esta manera realizar el cálculo de CO2 eq
por separado de cada uno de estos componentes. Este
proceso lo aplicamos para cada una de las unidades de
obra descritas y para cada sistema estructural motivo de
nuestra investigación.
Transporte de material en obra
En este componente se calcula los kg (CO2 eq) de los com-
bustibles y energía eléctrica (emisiones directas) reque-
rida para el transporte de cada uno de los materiales en
obra hasta su proceso de instalación nal, en caso de que
el transporte del material dentro de la obra se realice de
forma manual por el personal se asumirá un valor de cero.
Para la determinación de la huella de carbono (kg
CO2 eq) del transporte de materiales al sitio del proyecto
se debe tener en consideración varios parámetros como:
distancia a recorrer, tiempo de recorrido, tipo de vehículo
utilizado, personal interviniente en el transporte del ma-
terial, etc.; por esta razón se torna dicultosa esta cuanti-
cación sin haber realizado mediciones directas para un
proyecto. En [20] señala que «el transporte de los mate-
riales al lugar constituye un 6-8% de las emisiones totales
de gases de efecto invernadero para un proyecto», por-
centajes a tomar en consideración para cuanticar los kg
(CO2 eq) en el presente documento.
Tabla 2
Declaración ambiental del hormigón premezclado f’c 240 kg/cm2
Módulo declarado Unidad Subtotal Etapa 1
A1+A2+A3
Descripción
(kg CO2 eq) 256,08
Valor recuperado de Petroche & Ramírez 2022, en su in-
vestigación del de hormigón a nivel local
Nota. Cantidad declarada de kg (CO2 eq) para 1 m3 de producto.
A1 = Suministro de materia prima, A2 = Transporte, A3 = Fabricación. = Potencial de calentamiento global.
Recuperado de: Petroche & Ramírez 2022 [18].
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Análisis comparativo del ciclo de vida-huella de carbono de una edicación de hormigón armado
frente a una edicación de estructura metálica
Tabla 3
Huella de carbono para los materiales de construcción para la edicación de hormigón armado
No. Materiales estructura de hormigón armado Unidad
kg CO2 eq/
Unidad Fuente
1Madera en general m3110,070 (Puettman & Wilson, 2005)
2 Plancha de madera contrachapada m3299,500 (Puettman & Wilson, 2005)
3 Materiales de hierro en general (clavos, alambre, anclajes) kg 0,994 (e International EPD® System)
4 Agregado no (arena) y agregado grueso (ripio) t 3,500 (e International EPD® System)
5 Cemento Portland kg 0,637 (e International EPD® System)
6
Acero de refuerzo (barras corrugadas, malla electrosoldada)
kg 0,714 (Pontón, 2017)
7 Cemento blanco kg 1,150 (e International EPD® System)
8 Plástico (polietileno) kg 1,900 (Ecoinvent 3.8 data as system.)
9 Hormigón premezclado 24 MPa m3256,080 (Petroche & Ramírez, 2022)
10 Bloque 20x20x40 cm u 2,490 (Urgiles, 2017)
11 Bloque 15x20x40 cm u 2,090 (Urgiles, 2017)
12 Aditivo para mejorar adherencia de morteros kg 0,387 (e International EPD® System)
13 Pintura de interiores gl 25,776 (e International EPD® System)
14 Pintura de exteriores gl 5,530 (e International EPD® System)
15 Tubería -desagüe kg 2,816 (e International EPD® System)
16 Tubería PVC - agua potable Kg 2,320 (e International EPD® System)
17 Accesorios PVC - agua potable kg 7,580 (e International EPD® System)
18 Válvulas de Cobre kg 7,170 (e International EPD® System)
19 Manguera kg 3,190 (e International EPD® System)
20 Cable kg 7,480 (e International EPD® System)
21 Perl tipo Canal 100x50x3mm 6m 24,154 (e International EPD® System)
22 Correa “G” 100x50x15x3mm 6m 26,697 (e International EPD® System)
23 Pintura Anticorrosiva gl 27,630 (e International EPD® System)
24 Pintura Anticorrosiva gl 27,630 (e International EPD® System)
25 Cubierta estil panel 0.60 mm m2 17,300 (e International EPD® System)
Nota. Huella de carbono en términos de kg (CO2eq) obtenido de los e investigaciones a nivel nacional [10].
Maquinaria - instalación construcción
Mediante este componente se calcula los kg (CO2) de las
emisiones de la maquinaria interviniente para la ejecu-
ción de la unidad de obra, sabiendo que este elemento
se puede dividir en dos grupos: maquinaria que para
su funcionamiento utiliza consumo de energía eléctrica
(emisiones indirectas), o a su vez maquinaria que para su
funcionamiento utiliza combustión de productos deriva-
dos de petróleo (emisiones directas).
Maquinaria de consumo eléctrico
Para la maquinaria que utiliza el consumo eléctrico para
su funcionamiento se procede a identicar los kW con-
sumidos por cada hora para con ellos calcular los kg
(CO2) mediante el factor de conversión 0,3834 (t CO2/
MWh) determinado para el año 2020 por en su
informe «Factor de emisión de CO2 del Sistema Nacional
Interconectado de Ecuador-informe 2020» [21].
(2)
Maquinaria de consumo - derivados de petróleo
Consiste en la maquinaria o equipo que para su funcio-
namiento es necesario la combustión de derivados de
petróleo, maquinaria que se encuentra detallada en las
unidades de obra correspondiente, asignándole un tiem-
po necesario para realizar dicha unidad y su rendimiento
28
Erazo & Pardo
del cual haremos uso para el cálculo de kg (CO2 eq) [14].
En[14] mediante su tesis doctoral hace un análisis de
distintas marcas y modelos de maquinaria de obra en fun-
ción del número de cilindros del motor y el rango de po-
tencias máximas desarrolladas, para obtener el consumo
de combustibles promedio para motores de 3, 4 y 6 cilin-
dros y a su vez el factor de emisión para cada uno de es-
tos, teniendo los siguientes resultados en la tabla 5 (ver
Tabla 5).
Para la obtención de los valores de la tabla 5, Martínez
R. (2015) realizó el análisis del proceso químico de la
combustión de motores, deniendo que, «a partir de la
combustión de 1 litro de gasóleo, se emite 2,63 kg CO2».
Mano de obra
Con el análisis de las emisiones de la cuadrilla tipo in-
terviniente en este componente, se calcula el factor de
emisiones en kg (CO2 eq) producidas por las personas en
el proceso natural de la respiración (emisiones directas),
sabiendo que se contabilizará solamente en las horas en
las cuales el personal se encuentra en la obra, mediante
el uso del rendimiento de la cuadrilla para la ejecución
de la unidad de obra.
El cálculo de las emisiones en este apartado lo re-
alizaremos basándonos en la teoría de respiración y ven-
tilación humana (siología respiratoria), donde nos indica
que la función principal del sistema respiratorio es el
intercambio de gases, es decir, proveer al organismo ox-
ígeno (O2) en función de sus necesidades y eliminar el
CO2 producto del proceso respiratorio [22].
Mediante la revisión bibliográca de varias fuentes de
información nos indican que el aire total que respira
una persona adulta oscila entre 6 y 7 litros por minuto,
no obstante, la 2004 [23] nos indica que en una
persona con actividad moderada durante un período de
trabajo de 8 horas la cantidad de aire respirado está en
alrededor de 8,5 m3, dándonos un consumo de aire de
17,70 litros por minuto (1062,5 litro/hora).
Así también, sabiendo que el aire que respiramos está
compuesto de 21% de oxígeno, 0,04% de dióxido de car-
bono, 78% de nitrógeno y un 0,54% de vapor de agua y el
aire exhalado está compuesto de 15,6% de oxígeno, 4% de
dióxido de carbono, 78,6% de nitrógeno y 1,6% de vapor
de agua, podemos llegar a calcular la cantidad de emisio-
nes de CO2 indicado en la tabla 6 (ver Tabla 6).
Con los valores obtenidos en los factores de emisión de
maquinaria, transporte y mano de obra se procede a rea-
lizar el cálculo para cada una de las unidades de obra in-
tervinientes de forma expuesta en la tabla 7 (ver Tabla 7).
En la tabla 8 se presentan los resultados obtenidos
para cada una de las unidades de obra y su volumen co-
rrespondiente tanto para la etapa de producción como
para la etapa de construcción (Ver Tabla 8).
Considerando que para el caso de la edificación
con estructura de acero varía únicamente el rubro de
Tabla 4
Resumen de materiales estructura metálica
No. Materiales estructura metálica Unidad kg CO2 eq/Unidad Fuente
1Acero estructural A36 kg 0,898 (e International EPD® System)
2Steel Deck m2 32,300 (e International EPD® System)
3Conectores Stud kg 1,342 (e International EPD® System)
4Pintura de esmalte Ignifugo gl 27,630 (e International EPD® System)
Nota. Huella de carbono en términos de kg CO2 eq obtenido de los e investigaciones a nivel nacional [10].
Tabla 5
Consumo de combustibles y emisiones de CO2 por tipo de motor
Motores. Cantidad de combustible utilizada Factor de emisión de CO2
3 cilindros 39,6 L/h 104,15 kg CO2/h
4 cilindros 51,6 L/h 137,71 kg CO2/h
6 cilindros 66,6 L/h 175,16 kg CO2/h
Nota. [14].
29
Análisis comparativo del ciclo de vida-huella de carbono de una edicación de hormigón armado
frente a una edicación de estructura metálica
estructura, en la tabla 9 se describe únicamente esta uni-
dad de obra sabiendo que para realizar el cálculo total de
la huella de carbono los valores obtenidos para las demás
unidades de obra se conservan los expuestos en la tabla
8 (ver Tabla 9).
3. Etapa de operación y mantenimiento
Para la determinación de la huella de carbono en esta
etapa (kg de CO2 eq) se ha considerado los consumos
eléctricos, consumos de agua potable y mantenimientos
que se puedan proporcionar a la estructura en toda su
vida útil.
Para el consumo promedio eléctrico y el de agua po-
table de esta edicación se tomó una base de datos de
consumos y pagos mensuales provista durante su fase de
operación por un lapso de 3 años.
Para el mantenimiento de la estructura se planteó
los mantenimientos rutinarios de las estructuras durante
todo su ciclo de vida (ver Tablas 10 y 11).
4. Etapa de n de Vida
Se plantea un derrocamiento total de la estructura hasta
nivel +0.00, con disposición nal de sus desechos en la
escombrera ubicada a 10,50 km de distancia de la ubi-
cación de la edicación. Se plantea el reciclaje de la cu-
bierta metálica con su estructura de soporte, la cual será
comercializada para que sea reutilizada como materia
prima, proceso para el caso de la edicación fabricada en
hormigón armado.
Para el caso de la estructura metálica se plantea el des-
montaje en su totalidad, para de esta manera poder reu-
tilizar o reciclar todos sus elementos de acero, los demás
materiales serán destinados a una escombrera (ver Ta-
blas 12 y 13).
Tabla 6
Emisión de CO2 por persona en proceso respiratorio
Detalle Valor Unid
Volumen aire respirado 1062,50 l/h
% de CO2 en proceso de exhalación 4 %
Volumen de CO242,50 l/h
Densidad de CO21,96 g/l
Masa de CO283,30 gr/h
0,0833 kg CO2/h
Nota. [22].
Tabla 7
Etapa de construcción-hormigón premezclado para vigas y columnas (f’c = 240 kg/cm2)
INPUT (kg CO2 eq)
Detalle Unid Cant.
Rendimiento
H/unidad
CO2/hora
Factor de
emisión
Transporte material a obra
Transporte de materia a ubicación del proyecto % 6 15,737
Transporte material en obra
Bomba estacionaria (45 m tubería). Potencia del motor diésel
49,6 HP / 37 kW.
hora 1 0,16 34,19 5,470
Instalación/Construcción - Maquinaria (combustibles - energía eléctrica)
Vibrador a gasolina. Potencia 5,5 Hp. Consumo de combusti-
ble 1,5 l/h.
hora 1 0,16 3,945 0,631
Mano de obra
Peón (estr.oc E2) hora 4 0,16 0,0833 0,053
Maestro de obra (estr.oc C1) hora 0,1 0,16 0,0833 0,001
Albañil (estr.oc D2) hora 2 0,16 0,0833 0,027
Operador de equipo liviano (estr.oc D2) hora 1 0,16 0,0833 0,013
Total de kg CO2 eq/m321,933
Nota. [10].
30
Erazo & Pardo
Tabla 8
Resumen de emisiones de (kg CO2 eq) en la etapa de producción y construcción - sistema estructural hormigón armado
COD. Proceso unitario () Unid. Cant. Etapa. Producto Etapa.
Construcción
kg CO2
eq
kg CO2 eq
(Total)
kg CO2
eq
kg CO2 eq
(Total)
A OBRAS PRELIMINARES
A.1
Cerramiento provisional h=2,40 m con tabla de mon-
te y pingos m 32,81 8,07 264,91 0,51 16,88
Subtotal obras preliminares 264,91 16,88
B MOVIMIENTO DE TIERRAS
B.1 Limpieza y desbroce de terreno m2456,00 0,00 4,78 2180,59
B.2 Replanteo y nivelación con estación total m2310,86 0,03 10,26 0,03 8,30
B.3
Excavación y movimiento de tierra a máquina para
plintos m340,25 0,00 4,78 192,48
B.4 Excavación a mano para cadenas m313,39 0,00 0,20 2,66
B.5 Mejoramiento de suelo para plintos m33,10 21,62 67,02 1,50 4,63
B.6
Relleno y compactación mecánico con vibro apisona-
dor con material de excavación m326,56 0,00 0,22 5,90
B.7
Desalojo de material en volqueta hasta 10 km d dis-
tancia m313,69 0,00 68,43 936,81
Subtotal movimiento de tierras 77,28 3331,37
C CIMENTACIÓN
C.1 Hormigón simple para replantillo (f ’c = 140 kg/m2)m32,06 204,88 422,05 20,28 41,79
C.2 Hormigón simple para plintos (f’c = 210 kg/m2) m38,26 235,07 1941,66 23,66 195,42
C.3
Hormigón simple para cadena de amarre (f’c = 210
kg/m2) m36,69 235,07 1572,60 36,54 244,46
C.4
Acero de refuerzo en barras corrugadas de Fy=4200
kg/cm2. Figurado y colocado en obra kg 1605,0 0,77 1235,85 0,05 86,67
C.5
Contrapiso H. simple. (f’c = 180 kg/m2) e=10 cm,
piedra bola e=12 cm, polietileno Malla electrosolda-
da 6x10x10
m2229,24 18,90
4333,09 4,13 947,45
C.6 Encofrado/desencofrado de cadenas 20x30 m 223,1 2,11 471,63 0,38 84,33
C.7 Encofrado/desencofrado de plintos tabla de monte m229,92 13,18 394,20 1,08 32,16
Subtotal cimentación 10371,10 1632,27
DESTRUCTURA
D.1
Hormigón premezclado para vigas y columnas (f’c =
240 kg/m2) m381,54 256,08 20880,76 21,93 1788,42
D.2 Hormigón simple para gradas (f’c = 210 kg/m2) m3 17,68 235,03 4155,38 18,74 331,32
D.3
Acero de refuerzo en barras corrugadas de Fy=4200
kg/cm2. Figurado y colocado en obra kg 26128,83 0,77 20119,20 0,05 1421,41
D.4
Losa alivianada hormigón simple para losas (f’c = 240
kg/m2), bloque (20x20x40), e=0.25 m m2916,96 256,77 235448,74 24,82 22758,03
D.5 Encofrado con tablero contrachapado viga m 549,82 8,25 4538,21 0,65 357,93
D.6 Encofrado con tablero contrachapado columna m2249,48 7,21 1797,50 0,59 146,69
D.7
Encofrado metálico alquilado para columna circular
d=50cm m 43,65 0,00 0,00 0,03 1,19
D.8 Encofrado con tablero de madera alquilado para losa m21049,8 0,00 0,00 0,03 28,73
31
Análisis comparativo del ciclo de vida-huella de carbono de una edicación de hormigón armado
frente a una edicación de estructura metálica
D.9
Encofrado de frisos para losa aligerada de 0,25 de es-
pesor m 107,1 1,02 109,56 0,08 9,06
Subtotal Estructura 287049,36 26842,80
EMAMPOSTERÍA
E.1 Mampostería de bloque 20 cm. m2559,54 36,46 20400,27 2,28 1272,95
E.2 Mampostería de bloque 15 cm. m2426,68 31,26 13337,59 1,96 837,57
Subtotal Mampostería 33737,86 2110,53
FRECUBRIMIENTOS
F.1 Enlucido vertical liso interior m21412,82 4,96 7001,94 0,46 652,72
F.2 Enlucido vertical liso exterior - fachada m2197,34 4,96 978,02 0,45 88,01
F.3 Enlucido de fajas m2205,35 1,45 298,37 0,13 27,52
F.4 Enlucido de los m 199,20 1,45 289,44 0,12 22,91
F.5 Enlucido de vigas - los m 468,44 0,92 428,62 0,14 63,71
F.6 Enlucido de vigas - supercie m2468,44 1,62 757,47 0,24 113,36
F.7 Enlucido de tumbado m21000,96 10,47 10479,05 0,77 771,74
F.8 Enlucido de piso de losa - Terminado liso m2 750,72 8,66 6504,24 0,85 641,11
F.9 Piso de mármol - PB m2 229,24 28,51 6536,09 3,70 849,10
F.10 Pintura de interiores m2 1412,82 1,30 1833,84 0,13 178,16
F.11 Pintura acrílica satinada exterior m2 237,34 1,30 308,07 0,12 28,15
Subtotal Recubrimientos 35415,14 3436,50
G CUBIERTA METÁLICA
G.1 Estructura metálica para cubierta kg 7769,45 10,50 81587,04 4,12 32010,15
G.2 Cubierta estil panel 0,30 mm m2 267,00 21,69 5792,03 1,49 398,63
Subtotal Cubierta 87379,07 32408,78
HINSTALACIONES SANITARIAS Y AGUA POTABLE
H.1
Toma para lavabo/fregadero, PVC roscable diám 1/2
plg pto 13,00 0,89 11,60 0,18 2,31
H.2
Toma para inodoro de tanque PVC roscable diám 1/2
plg pto 14,00 0,72 10,05 0,14 1,90
H.3 Toma para manguera PVC roscable diám 1/2 plg pto 4,00 2,44 9,76 0,21 0,85
H.4 Tubo PVC, diám 1/2 plg m 47,09 0,40 18,93 0,05 2,27
H.5 Tubo PVC, diám 3/4 plg m 25,00 0,59 14,63 0,06 1,57
H.6 Válvula de compuerta en bronce, diám 1/2 plg U 7,00 1,82 12,75 0,18 1,28
H.7 Válvula de compuerta en bronce, diám 3/4 plg U 1,00 2,48 2,48 0,22 0,22
H.8 Desagüe inodoro 110 mm pto 14,00 19,94 279,10 1,33 18,64
H.9 Desagüe lavabo/fregadero/urinario 50 mm pto 13,00 6,33 82,25 0,44 5,68
H.10 Desagüe de piso 50 mm pto 12,00 4,22 50,62 0,29 3,48
H.11 Desagüe piso 75 mm pto 4,00 5,48 21,92 0,37 1,46
H.12 Tubo PVC tipo B, diám 50 mm m 22,00 3,37 74,23 0,23 4,97
H.13 Tubo PVC tipo B, diám 75 mm m 28,00 4,66 130,56 0,30 8,51
H.14 Tubo PVC tipo B, diám 110 mm m 70,00 6,98 488,46 0,44 30,99
H.15
Caja de revisión 60x60 cm en hormigón simple con
tapa de hormigón U 2,00 162,58 325,16 14,93 29,87
Subtotal instalaciones Sanitarias y agua potable 1532,50 114,01
I INSTALACIONES ELÉCTRICAS
I.1 Punto de iluminación u 88,00 114,86 10107,68 7,10 625,20
I.2 Punto de tomacorriente u 70,00 111,44 7800,73 13,05 913,22
32
Erazo & Pardo
Subtotal Recubrimiento 17908,41 1538,42
kg CO2 eq TOTAL 473735,62 71431,55
Nota. [10].
Tabla 9
Resumen de emisiones de (kg CO2 eq) en la Etapa de producción y construcción - acero estructural
Etapa. Producto Etapa. Construcción
COD. Proceso unitario (RUBRO) Unid Cant kg CO2 eq kg CO2 eq (Total) kg CO2 eq kg CO2 eq (Total)
A OBRAS PRELIMINARES
Subtotal obras preliminares 264,91 16,88
B
MOVIMIENTO DE TIERRAS
Subtotal obras preliminares 77,28 3331,37
C CIMENTACIÓN
Subtotal cimentación 10371,10 1601,38
DESTRUCTURA
D.1
Hormigón simple para pedes-
tales (f’c = 240 kg/m2) m35,75 256,080 1472,46 21,933 126,11
D.2
Hormigón simple para gradas
y columnas (f’c = 210 kg/m2) m314,02 235,068 3295,65 18,740 262,73
D.3
Acero de refuerzo en barras co-
rrugadas de Fy=4200 kg/cm2.
Figurado y colocado en obra kg 1481,00 0,769 1138,89 0,054 80,57
D.4
Acero estructural A36, (Inclu-
yen placas base) kg 59787,72 0,898 53689,37 0,637 38084,78
D.5
Losa Deck H=12 cm
e=0,65mm m21049,80 59,970 62956,51 0,651 683,42
Subtotal estructura 122552,88 39237,61
EMAMPOSTERÍA
Subtotal mampostería 33737,86 2110,53
FRECUBRIMIENTOS
Subtotal recubrimientos 35415,14 3436,50
G CUBIERTA METÁLICA
Subtotal CUBIERTA 5792,03 32408,78
HINSTALACIONES SANITARIAS Y AGUA POTABLE
Subtotal instalaciones sanitarias y agua potable 1532,50 114,01
I INSTALACIONES ELÉCTRICAS
Subtotal instalaciones eléctricas 17908,41 1538,42
kg CO2 eq TOTAL 227652,102 83795,48
Nota. [10].
Tabla 10
Resumen de valores de huella de carbono (kg CO2 eq) etapa de operación y mantenimiento – hormigón Armado
Detalles kg CO2 eq/50 años
Factor de emisión kg CO2 eq para el consumo eléctrico 120671,987
Factor de emisión kg CO2 eq para el consumo de agua potable 36961,92
Mantenimientos del edicio en general 44461,81456
Mantenimiento elementos estructurales hormigón armado 106,20
kg CO2 eq/ 50 años (mantenimiento y operación) 202201,92
Nota. [10].
33
Análisis comparativo del ciclo de vida-huella de carbono de una edicación de hormigón armado
frente a una edicación de estructura metálica
Tabla 11
Resumen de valores de huella de carbono (kg CO2 eq) etapa de operación y mantenimiento - estructura de acero
Detalles kg CO2 eq/50 años
Factor de emisión (kg CO2 eq) para el consumo eléctrico 120671,987
Factor de emisión (kg CO2 eq) para el consumo de agua potable 36961,92
Mantenimientos del edicio en general 44461,81456
Mantenimiento elementos estructurales acero 338,12
kg CO2 eq/ 50 años (Mantenimiento y operación) 202433,84
Nota. [10].
Tabla 12
Huella de carbono en (kg CO2 eq) para el derrocamiento de la estructura y desalojo de escombros – estructura de Hormigón armado
Descripción de proceso Unid Cant.
(kg CO2 Eq) /
unid
(kg CO2 Eq)
Total
Derrocamiento de estructura de hormigón armado
Hormigón Vigas y columnas m381,54 1,336 108,94
Hormigón Escaleras m317,68 1,336 23,62
Losas m3229,04 1,366 312,87
Contrapiso m322,92 1,336 30,63
demolición de mampostería
mampostería de bloque 15 cm m2559,54 0,4248 237,69
mampostería de bloque 20 cm m2526,58 0,4248 223,69
Desmontaje de cubierta incluye estructura
Cubierta metálica AR2000 + estructura de soporte m2267,00 0,959 256,21
Desalojo de material con volqueta (10 km)
Desalojo de escombros m3540,43 36,441 19693,85
TOTAL (kg CO2 Eq) 20887,50
Nota. Para el volumen de desalojo se consideró el volumen de hormigón + volumen de mampostería, asumiendo los bloques como
elementos solidos sin alivianamientos para de esta manera considerar el volumen por enlucidos [10].
Tabla 13
Cálculo de la huella de carbono (kg CO2 eq) para el desmontaje de la estructura y desalojo de escombros – estructura Metálica
Descripción de proceso Unidad Cantidad (kg CO2 Eq) (kg CO2 Eq) Total
Derrocamiento y desmontaje de estructura de acero.
Desmontaje de estructura metálica kg 59787,72 0,097 5817,35
Hormigón pedestales, gradas y columnas m319,77 1,336 26,41
Hormigón losas m383,98 1,336 112,20
Placa colaborante Steel Deck kg 7789,52 0,8513 6631,21
Demolición de mampostería
Mampostería de bloque 15 cm m2559,54 0,4248 237,69
Mampostería de bloque 20 cm m2526,58 0,4248 223,69
Desmontaje de cubierta incluye estructura
Cubierta metálica AR2000 + estructura de soporte m2267,00 0,9596 256,21
Desalojo de escombros m3293,00 36,441 10677,25
TOTAL (kg CO2 Eq) 18108,57
Nota. Para el volumen de desalojo se consideró el volumen de hormigón + volumen de mampostería, asumiendo los bloques
como elementos solidos sin alivianamientos para de esta manera considerar el volumen por enlucidos [10].
34
Erazo & Pardo
5. Etapa de recuperación de recursos
Con lo expuesto en apartados anteriores sobre el mate-
rial más reciclado en una edicación al cumplir su tiem-
po de vida útil, netamente se plantea reciclar los elemen-
tos de acero para que este se lo reutilice como materia
prima, sabiendo que en la actualidad en nuestro país los
productos derivados del hierro son los que más podrían
reciclarse de la estructura de un edicio.
Así también para el caso de la edicación de hormi-
gón armado se tomará como acero reciclado el 80% de lo
utilizado para su construcción y para la propuesta en ace-
ro estructural se tomará el 100% de acero utilizado para
su reciclaje, cumpliendo lo indicado por la AISI [13].
3. Resultados y discusión
Mediante el análisis del ciclo de vida de la edicación
con estructura de hormigón armado, se puede eviden-
ciar el porcentaje de aportación de huella de carbono en
las diferentes etapas del ciclo de vida, teniendo la sigui-
ente distribución: etapa de producto con 62% (473,74
t CO2 eq) representando el mayor porcentaje de aporte,
seguida de la etapa de uso y operación evaluada para el
período de vida de 50 años con 26% (202,20 t CO2 eq),
etapa de construcción con un 9% (71,43 t CO2 eq) y con
menor aporte la etapa de n de vida con 3% (20,89 t CO2
eq) (ver Tablas 14 y 15).
Se tiene como huella de carbono total 768,256 (t CO
2
eq), resultado en el cual no se toma en consideración la
etapa de recuperación de recursos (ver Figura 5).
Mediante el análisis del ciclo de vida de la edicación
de acero estructural A36, se puede evidenciar el
porcentaje de aportación de huella de carbono de las
diferentes etapas del ciclo de vida, teniendo la siguien-
te distribución: etapa de producto con 43% (227,652 t
CO2 eq) representando el mayor porcentaje de aporte,
seguida de la etapa de uso y operación evaluada para el
período de vida de 50 años con 38% (202,434 t CO2 eq),
etapa de construcción con un 16% (83,795 t CO2 eq) y
con menor aporte la etapa de n de vida con 3% (18,109
t CO2 eq).
Se tiene como huella de carbono total 531,99 t (CO2
eq), resultado en el cual no se toma en consideración la
etapa de recuperación de recursos (ver Figura 6).
Los resultados obtenidos reejan que a pesar de ser
la producción acero una de las más contaminantes a ni-
vel mundial, produciendo 858,56 kg (CO2 eq) por cada
tonelada de producto, valor que se indica en las (e
International EPD® System), en comparación con la pro-
ducción de concreto premezclado que produce 256,08 kg
(CO
2
eq) para cada metro cúbico para un hormigón de
resistencia de 240 kg/cm
2
, valor indicado por [18] en su
investigacion a nivel nacional, la huella de carbono total
de la edicación construida en hormigón armado pro-
duce mayor contaminación que una edicación de acero
Tabla 14
Resumen de Factores de emisión para el ACV-estructura de hormigón Armado
Etapas del ciclo de vida (kg CO2 eq) (t CO2 eq)
Etapa de producto 473735,62 473,736
Etapa de Construcción 71431,55 71,43
Etapa de operación - mantenimiento 202201,92 202,202
Etapa de n de vida 20887,34 20,887
SUBTOTAL 768172,44 768,172
Etapa de recuperación de recursos (80% de total de acero) -43,463
TOTAL 724,794
Nota. [10].
Tabla 15
Resumen de factores de huella de carbono para el - estructura de acero
Etapas del ciclo de vida (kg CO2 Eq) (t CO2 eq)
Etapa de producto 227652,10 227,652
Etapa de construcción 83795,48 83,795
Etapa de operación - mantenimiento 202433,84 202433,8
Etapa de n de vida 18108,57 18,109
SUBTOTAL 551241,63 551,242
Etapa de recuperación de recursos (100% de total de acero) -110,312
TOTAL 421,678
Nota. [10].
35
Análisis comparativo del ciclo de vida-huella de carbono de una edicación de hormigón armado
frente a una edicación de estructura metálica
estructural con la mismas caracteristicas, debido al vo-
lumen de materiales que intervienen en su construcción
(ver Figura 7).
Para la etapa de producto el aporte de huella de carbono
(t CO2 eq) de los materiales usados para la construcción
de una estructura de hormigón armado es 91,9% mayor
a la de los materiales usados en la construcción del mis-
mo edicio con estructura de acero.
En etapa de construcción el mayor aporte de huella
de carbono (t CO2 eq) es el de la estructura de acero con
un 17,31%.
Los valores de huella de carbono en la etapa de op-
eración se mantienen similares con un ligero aumento
del 0,11% de la estructura de acero frente a la de hor-
migón armado.
El aporte de huella de carbono en la etapa de n de
vida el sistema estructural de hormigón armado esta
15,35% sobre el aporte del sistema estructural de acero.
El impacto positivo por la etapa de recuperación de re-
cursos para la estructura de acero es 153,80% mayor al
impacto positivo causado por la recuperación de recur-
sos de la estructura de hormigón armado (ver Figura 8).
La diferencia de la huella de carbono para todo el
de las estructuras incluido los impactos positivos por la re-
cuperación de recurso son de 303,116 t (CO
2
eq). En otra
palabra un sistema estructural de hormigón armado frente
a un sistema estructural de acero con la misma característi-
ca, conguración y funcionalidad presentará un 71,88%
más de impacto negativo al ambiente (ver Figura 9).
El costo ambiental en función de la huella de carbono
Figura 5
Aporte de huella de carbono (CO2 eq) por etapas del CV-hor-
migón Armado
Nota. [10].
Nota. [10].
Nota. [10].
Figura 6
Aporte de huella de carbono (CO2 eq) por etapas del CV-ace-
ro estructural
Figura 7
Gráca comparativa para la huella de carbono de los dos sistemas estructurales
36
Erazo & Pardo
Figura 8
Huella de carbono total para el ACV de las estructuras
Figura 9
Costo ambiental por (t CO2 eq)
Nota. [10]. Nota. [10].
de cada estructura es de 47.265,57 dólares y 28.757,43
dólares, respectivamente, obteniendo un 60,84% menor
costo la edicación construida en acero estructural.
El porcentaje de incidencia del costo por el impacto posi-
tivo causado en la etapa de recuperación de recurso en la
estructura de acero es 153,81% mayor al de la estructura
de hormigón armado.
Para realizar un análisis comparativo con resultados
obtenidos en investigaciones anteriores, se tendrá que
previamente vericar que las edicaciones sujetas de estu-
dio cumplan con características similares tanto en su con-
guración estructural, materiales usados y en su nivel de
operación; así como también realizar una revisión del al-
cance planteado por el investigador, puesto que modicar
uno de estos parámetros hará variar los resultados obteni-
dos e imposibilitará una análisis comparativo. No ob-
stante, se hace mención de la investigación realizada por
Bedoya C. (2021) [24] en la que aplica dos metodologías
para la obtención de la huella de carbono en términos de
t CO
2
eq para una edicación de dos niveles construida en
hormigón armado en la cual se obtuvo 517,30 t (CO
2
eq)
y 409,41 t (CO
2
eq), valores un tanto menores a los con-
seguidos, pero apegados a esta investigación.
4. Conclusiones
La construcción representa un gran impacto en el medio
ambiente y sus repercusiones negativas cada día son más
perceptibles, esto ha despertado el interés de investigado-
res, entidades públicas y privadas en lograr que la cons-
trucción de nuevos proyectos genere un menor impacto
negativo en el ambiente, para lo cual se busca identicar
las fuentes de mayor generación de huella de carbono a
lo largo de todo el ciclo de vida de las edicaciones. Di-
cha identicación se ha logrado mediante la aplicación del
método de de las estructuras con un enfoque de pro-
ducto y un alcance de la cuna a la cuna (cradle to cradle),
detallando el aporte de la huella de carbono en todas las
etapas del tiempo de vida útil de las estructuras.
Haciendo referencia al objetivo principal planteado en la
investigación, se puede armar que la huella de carbono
producida por una edicación de 4 pisos de altura, con-
formada por elementos estructurales aporticados, con
igual conguración estructural e igual funcionamiento
depende en gran parte del sistema constructivo adopta-
do para su construcción, ya que el sistema constructivo
de hormigón armado presentó mayor huella de carbono
frente al sistema constructivo de acero estructural a lo
largo de todo su ciclo de vida, teniendo como mayor eta-
pa de incidencia para este resultado la etapa de producto.
La etapa de recuperación de recursos contribuye para
la reducción de la huella de carbono nal de una estruc-
tura, la cuanticación del impacto positivo en esta etapa
depende del porcentaje de reutilización o reciclaje que se
le pueda dar a los elementos estructurales que conforman
las edicaciones sujetas de estudio; es decir, de los mate-
riales de construcción utilizados.
Tomando en consideración el costo por t (CO2) ac-
tual en el mercado se pudo determinar que el mayor cos-
to ambiental en función de la huella de carbono obtenida
es la del sistema constructivo de hormigón armado en
comparación a la del sistema constructivo de acero, no
obstante, el costo en la etapa de recuperación de recur-
so prevalece para la estructura de acero puesto que sus
elementos estructurales son 100% reciclables una vez se
cumpla su tiempo de vida útil.
La diferencia de la huella de carbono por metro
cuadrado para los dos sistemas estructurales fue de 0,2703
t (CO
2
eq/m
2
), puesto que se obtuvo valores de 0,6903 t
(CO
2
eq/m
2
) y 0,420 t (CO
2
eq/m
2
) para el sistema de hor-
migón armado y para el sistema estructura de acero re-
spectivamente, representando un ahorro del 64,36% en
emisiones para el sistema estructural de acero. Estos
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Análisis comparativo del ciclo de vida-huella de carbono de una edicación de hormigón armado
frente a una edicación de estructura metálica
resultados nos dan un indicio para la elección del sistema
estructural que menor impacto ambiental genere previa a
la ejecución de un proyecto.
La elección del sistema estructural y de los materiales a
utilizar en el desarrollo de un proyecto inuye signica-
tivamente en el aumento o disminución de la huella de
carbono de la estructura.
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