Los materiales de construcción cerámicos son la mejor elección para los edificios y para sus habitantes.

Sea desde el punto de vista ecológico, económico o social, los materiales de construcción cerámicos constituyen una opción sostenible y presentan análisis del ciclo de vida favorables con un impacto ambiental comparativamente bajo. En general, se fabrican en instalaciones modernas y descentralizadas que requieren un consumo de energía primaria relativamente bajo y que cuentan con unos equipos que permiten reducir las emisiones. Gracias a su buen desempeño térmico, los productos de construcción cerámicos pueden mejorar el impacto ambiental de los edificios.

Los materiales de construcción cerámicos poseen una durabilidad muy larga, necesitan poco o ningún mantenimiento y ayudan a minimizar los costes de climatización, proporcionando, de ese modo, un rendimiento económico óptimo. Como resultado de estos beneficios, los edificios construidos con materiales cerámicos mantienen un equilibrio de CO₂ muy positivo a lo largo de su vida útil. Por último, está el hecho de que permiten un uso flexible y proporcionan unas condiciones de vida y un clima interior excelentes gracias a su estructura porosa, su masa y su alta resistencia al fuego y a la humedad.

Costes del ciclo de vida

Al evaluar económicamente el ciclo de vida de un edificio, se debería tener en cuenta el ciclo de vida al completo, es decir, gastos de inversión, mantenimiento y calefacción, del mismo modo que los gastos de desmontaje o deposición y/o reciclado de los materiales.

Los análisis del coste del ciclo de vida de las construcciones de ladrillo cerámico revelan resultados muy positivos (véase, por ejemplo, D-A-CH Ökobilanz Ziegel, Dr. Manfred Bruck, 1996). Los muros de ladrillo de una sola hoja (monolíticas) y los cavity walls (que incorporan aislamiento de lana mineral) muestran unos costes del ciclo de vida bajos poco elevados gracias a su bajísimo mantenimiento y su posibilidad de ser desmontadas y recicladas. Con frecuencia, unos costes del ciclo de vida más altos se asocian a muros con un aislamiento exterior que necesita ser renovado varias veces durante la vida del edificio.

 Los costes del ciclo de vida están relacionados estrechamente con la energía consumida por un edificio en calefacción, de forma que también estarán influidos por el tipo de energía empleada, bien sea electricidad, combustibles procedentes del petróleo, gas natural, energías renovables o calefacción urbana.

Costes de inversión

Lo ideal es optimizar los costes totales durante el ciclo de vida y, a pesar de todo, es incongruente considerar los costes individuales como tema independiente. En términos de gasto inicial de capital, la construcción de un edificio puede ser más costosa que otra, pero, cuando se analizan los respectivos ciclos de vida, teniendo en cuenta el mantenimiento y las reparaciones, el resultado varía significativamente.

Un buen ejemplo de esto el cavity wall de ladrillo cerámico, que, al menos en algunos países, necesita un gasto de capital mayor que, por ejemplo, un muro sólido con aislamiento exterior de poliestireno. Sin embargo, el cavity wall presenta una longevidad mucho mayor (al menos 100 años) sin incurrir en gastos de reparación significativos. Por el contrario, el aislamiento exterior con poliestireno tiene una longevidad limitada (alrededor de 30 años) con los costes adicionales que conlleva la renovación del aislamiento en más de una ocasión. En consecuencia, los costes del ciclo de vida son más bajos cuando se usan los cavity wall.

Los costes de inversión en tejas se amortizan durante su vida, que es de 100 años.

Costes de maintenimiento

Los costes de mantenimiento de las construcciones con muros de ladrillo son generalmente muy bajos porque exigen muy poca atención durante su larguísima vida.

En el caso de muros revocados, el único mantenimiento regular que requieren es la pintura, que puede necesitarse pasados los 30 años, dependiendo de la ubicación del edificio. Después de 50 o 60 años, el muro tiene que revocarse de nuevo completamente. Los cavity walls normalmente no necesitan mantenimiento o reparación durante su larga vida y presentan una larga duración y resistencia a la contaminación ambiental. Incluso cuando los muros de ladrillo se utilizan con aislamiento exterior adicional, no necesitan mantenimiento o reparación. Los únicos gastos provienen de la renovación, de vez en cuando, del aislamiento externo, cuya duración, normalmente, suele ser menor que la del muro de ladrillo y necesita renovarse a intervalos específicos, dependiendo de la localización de los edificios y el tipo de aislamiento empleado.

El mantenimiento de las tejas es fácil y puede planificarse. Consiste en una limpieza de los detritos vegetales y la sustitución de las tejas rotas en cubiertas de fácil acceso.

Costes de climatización

Los gastos de climatización durante la vida de un edificio residencial son significativos. Ésto se debe no sólo a consideraciones de orden monetario, sino también a la necesidad de reducir las emisiones de CO₂ producidas por los sistemas de calefacción residencial, consideradas por los Estados Miembros de la UE como factor importante en el cumplimiento de los niveles acordados en Kyoto.

Los costes de calefacción están directamente asociados a la energía consumida por un edificio, que, a su vez, está influida por varios factores como:

• Ubicación del edificio/ clima
• Geometría del edificio (tamaño, forma, ratio volumen / área)
• Características térmicas de la envolvente del edificio (valores U)
• Masa térmica (capacidad térmica para almacenar los aportes energéticos)
• Ventilación
• Eficacia del sistema de calefacción
• Número de ocupantes y su estilo de vida.

En realidad, la elección de energía (electricidad, combustibles procedentes del petróleo, gas natural, energías renovables como la madera, la calefacción solar y la calefacción urbana) empleada para la climatización puede ser mucho más decisiva, en cuanto a los costes asociados a ésta, que el tipo de construcción de los muros. La electricidad suele ser la energía para la calefacción más cara. Otras opciones incluyen combustibles procedentes del petróleo, gas natural, energías renovables (como la madera u otra biomasa, la calefacción solar) y la calefacción urbana. Estas dos últimas posibilidades suelen ser baratas, pero depende de la ubicación y de tendencias futuras.

Los nuevos avances en la tecnología de las tejas cerámicas reducen los gastos en calefacción de la vivienda. La estructura celular de los nuevos paneles de tejas consigue aislar la casa del calor en verano y del frío en invierno. Las nuevas tejas solares se están diseñando para funcionar como colectores solares, que calentando un fluido de transferencia de calor, producen energía renovable que puede ser usada en la vivienda.

Aspectos medioambientales

La elección de los materiales de construcción ha estado frecuentemente influida por los aspectos ecológicos del producto. Hoy en día, cuando se evalúa el producto, se favorece un abordaje más integral.

Consumo de Energia Calorífica del Edificio

La imagen siguiente muestra la contribución media de las pérdidas de energía producidas por varios elementos en una vivienda unifamiliar debidamente aislada:

La energía consumida para climatizar un edificio dependerá de varios factores:

Ubicación del edificio / clima

Cuanto más frío sea el clima, más energía se necesitará para la calefacción, aunque puede reducirse por la intensidad de las ganancias de calor solar durante el año.

Geometría del edificio (tamaño, forma, ratio volumen / área)

Cuanto más pequeño sea el edificio, mayor será el consumo de energía específica para su calentamiento. Sin embargo, una forma simple (lo ideal sería un cubo) y una relación volumen / área elevada (un volumen grande con una superficie pequeña) conlleva un consumo de energía para su calentamiento menor.

Características térmicas de la envolvente del edificio (valores de U de los muros, ventanas, cubierta y sótano)

Los valores U dependen del tipo de construcción de los muros. La normativa en materia de edificios varía de un país a otro y los valores exigidos dependerán del clima local. Cuanto más bajos sean los valores U de los elementos exteriores del edificio, menor será la energía requerida para su calentamiento. Recientemente se ha demostrado que los muros sólidos de ladrillos pueden alcanzar valores U bajos, 0,20 W/m²K. El cavity wall y los muros de ladrillo con aislamiento adicional pueden, en principio, alcanzar cualquier valor U exigido variando el espesor del aislamiento. En muchos países la tendencia se dirige a la construcción de casas de bajo consumo energético (LEH-low energy houses-, con un consumo de energía para la calefacción de aproximadamente 40 -60 kWh/m²a) o incluso a la construcción de casas pasivas (PH-passive houses-, con un consumo de energía para la calefacción inferior a 15kWh/m²a).

Para estos requisitos energéticos, son necesarios los siguientes valores U:

Sobre todo en viviendas que presente un consumo de energía muy bajo, es importante tener en cuenta los puentes térmicos (puentes fríos).

Masa térmica (capacidad térmica para almacenar los aportes energéticos)

Cuando se considera el ambiente interno de un edificio, es importante, especialmente en verano, que tenga masa térmica suficiente para almacenar la energía solar absorbida por la construcción (véanse también los apartados “Confort de vida” y “Ambiente interno”). La masa térmica posee un efecto directo sobre la energía que se necesita para la calefacción. Los enormes muros de ladrillo pueden almacenar las ganancias de energía solar e irradiarla cuando se necesite, mientras que construcciones aligeradas no pueden explotar esta energía o apenas una pequeña parte de la misma.

Ventilación del edificio

Cuanto menor sea la energía consumida para calentar un edificio, mayor será el efecto de las pérdidas de calor por la ventilación. En el caso de las casas de bajo consumo energético o casas pasivas, este efecto constituye una parte importante de la pérdida de calor total (es decir, más del 50%). En varios países, viene a ser común la utilización de modernos sistemas de ventilación mecánica que incorporan dispositivos de recuperación de calor. Estos sistemas de ventilación reducen las exigencias energéticas para el calentamiento una media de 20 kWh/m² y, en combinación con muros de ladrillo de una sola hoja, pueden ayudar a alcanzar las exigencias de las casas pasivas.

Eficacia del sistema de calefacción

El consumo total de energía de un edificio también depende de la eficacia del sistema de calefacción. Normalmente los sistemas de calefacción eléctrica son los que presentan una eficacia más baja, mientras que las calderas modernas de gas o las bombas de calor presentan una eficacia elevada.

Estilos de vida de los habitantes

Los estilos de vida de los habitantes ejercen un efecto significativo en la eficacia térmica general. Los estudios han demostrado que las acciones o rutinas descuidadas pueden triplicar la energía necesaria para calentar un edificio. La ventilación en exceso, como cuando se mantienen las ventanas abiertas todo el día, incluso en invierno, pueden anular los beneficios asociados a las medidas de eficacia energética tomadas en la construcción. Por este motivo, es importante que los habitantes de la casa estén sensibilizados sobre la eficacia energética.

La siguiente tabla muestra el consumo de energía calorífica dependiendo del tipo de muro de ladrillo en un típico bloque residencial de 18 apartamentos (véase la foto más arriba). Las construcciones de los muros se escogieron en base a su alto nivel de aislamiento térmico. El consumo se calculó utilizando conjuntos de valores U diferentes para los otros elementos del edificio (tejado, ventanas, puertas, sótano, etc.). Las primeras dos filas muestran los resultados del cálculo con valores U de buenas prácticas (la primera fila sin sistema de ventilación mecánica y la segunda con este sistema). La última fila (“mínimo”) muestra los resultados con los valores U más bajos del mercado.

Impacto medioambiental de los materiales de contrucción

La industria de ladrillos y tejas de arcilla cocida fue la primera del sector de los materiales de construcción en proporcionar un equilibrio ecológico de sus productos. Basándose en la evaluación del ciclo de vida efectuado en varias fábricas de diferentes países, se determinó el impacto medioambiental medio de 1kg de ladrillos. Los factores que se consideraron fueron los siguientes: 

• Demanda de fuentes de energía renovable (MJ)
• Demanda de fuentes de energía no renovable (MJ)
• Efecto invernadero (kg CO₂ equivalente)
• La depleción del ozono (kg de R11 equivalente)
• Fotosmog (kg de etileno equivalente)
• Acidificación (kg de SO_x equivalente)
• Nitrificación (kg de PO₄³ equivalente)

Los resultados muestran que los productos cerámicos ejercen poco impacto ambiental en comparación con otros materiales de construcción (véase también GBC - the green building challenge handbook -> "Building materials")

También es posible determinar el impacto ambiental por m² de construcción. Basándose en la evaluación del ciclo de vida en varias fábricas, se ha establecido el equilibrio ecológico de los productos cerámicos (ladrillos caravista, tejas, bovedillas) y se ha determinado el impacto ecológico medio de un metro cuadrado de construcción cerámica en un año. Los resultados (véase Démarche HQE) muestran que los productos cerámicos tienen un impacto medioambiental bajo.

Evaluación del ciclo de vida de la edificación

Un aspecto del proyecto de equilibrio ecológico de los ladrillos cerámicos basado en las evaluaciones del ciclo de vida de las fábricas de ladrillo en varios países fue la evaluación “de la cuna a la tumba” de las construcciones de muros con este tipo de ladrillo cerámico. Este aspecto es parte esencial de la evaluación del ciclo de vida total de un edificio completo.

Los resultados de la evaluación de diferentes construcciones con muros de ladrillo cerámico fueron las siguientes:

• La evaluación ecológica de los edificios tiene que tener en cuenta el ciclo de vida de la construcción al completo, cubriendo:
  • La extracción de la materia prima
  • La fabricación de los materiales de construcción
  • La construcción del edificio
  • La fase de uso
  • El mantenimiento y las reparaciones
  • La demolición
  • La separación de los materiales y su reutilización
  • La retirada de los residuos.

• La elección de un sistema de calefacción o del tipo de combustible empleado tiene una influencia significativamente más alta en la evaluación del ciclo de vida que la construcción de los muros o su desempeño térmico.
• La calefacción urbana que proviene de la incineración de residuos es la que menor impacto ambiental tiene sobre el calentamiento global, siendo, por el contrario, la calefacción eléctrica la que más alto impacto tiene (pero esto también depende del método de generación de energía). El gas natural y la calefacción con combustibles del petróleo se encuentran entre estos dos extremos.
• En los casos en los que los sistemas de calefacción ya son altamente eficientes, el potencial para reciclar los materiales del edificio se convierte en significativo para el cálculo global.
• Teniendo estos puntos en consideración, los muros de ladrillo de una sola hoja y las cavity wall con capacidad térmica suficiente obtienen resultados excelentes.
• Los resultados son más o menos independientes del modelo de evaluación estable

Ecological lifecycle assessment

El gráfico de arriba muestra los resultados de una evaluación ecológica del ciclo de vida de construcciones con muros de ladrillo cerámico en términos de GWP (Potencial de Calentamiento Global – en inglés Global Warming Potential) y de CEP (Consumo de Energía Primaria) relativos a varios combustibles y sistemas de calefacción durante un periodo de 90 años.

En realidad, la elección de energía (electricidad, combustibles derivados del petróleo, gas natural, energías renovables como la madera o la calefacción solar y la urbana) empleada para la climatización puede ser mucho más decisiva para la evaluación ecológica de un edificio que el tipo de construcción de los muros.

Nota: estos resultados pueden variar significativamente de un país a otro y dependerá del tipo de grupo electrógeno predominante y de la disponibilidad de calefacción urbana proveniente de la incineración de residuos.

En el Green Building Challenge Project, se han desarrollado herramientas de evaluación para determinar el resultado en términos del ciclo de vida ecológico total de un edificio completo. Estos modelos se han implementado en varios países (por ejemplo, la certificación “Total Quality” en Austria). En Francia, se emplea la Démarche HQE (véase Démarche HQE).

 Los resultados de la evaluación de las construcciones con ladrillos cerámicos son muy positivos.

Equilibrio de CO2 del Edificio

La tabla más abajo muestra el impacto ambiental de 1kWh de energía para la calefacción (dependiendo del combustible / fuente de energía empleada)  (go to GBC - the green building challenge handbook):

Estos datos, utilizados junto con los valores de consumo de energía para la calefacción, permiten efectuar un cálculo simple del equilibrio CO₂ de un edificio por año. Por ejemplo, si el consumo de energía en calefacción es de 50 kWh/m²a y el área de la casa es de 150 m² y el sistema de calefacción es de gas natural, la emisión total de CO₂ (PAG) es de 0,263 x 50 x 150 = 1972,5 kg de CO₂ equivalente.

En comparación con el CO₂ producido por el sistema de calefacción de un edificio, las emisiones de CO₂ debidas proceso de producción de ladrillos y bovedillas de arcilla cocida son muy bajas. El estudio GBC de la industria de ladrillos cerámicos en Alemania, Austria y Suiza (véase GBC – the green building challenge handbook – “Building materials”) presenta un valor de GWP de 0,194 kg de CO₂ equivalente por kilogramo de ladrillo cerámico. Una casa familiar de 150m² conlleva un empleo medio de 40 toneladas de ladrillos o bovedillas cerámicas que generaron 7,760 kg de CO₂ durante su fabricación. En otras palabras, las emisiones de CO₂ tras cuatro años de calefacción exceden a la cantidad de CO₂ producida durante la fabricación de los ladrillos.

Por regla general, una construcción másica con ladrillo tiene una duración media de vida de al menos 90 años. Si la emisión de CO₂ resultante de la fabricación de los ladrillos se divide entre 90 años, la emisión anual media de CO₂ será de solo 86 kg, o 4,4 % del CO₂ producido por el sistema de calefacción.

Aspectos sociales

Los edificios de ladrillo ejercen un efecto positivo sobre la salud y el bienestar de sus ocupantes.

Confort de Vida

Los edificios construidos con ladrillos proporcionan niveles de confort elevados aunque cada uno tiene su propia idea de lo que conforma un ambiente confortable. A pesar de que algunas de estas ideas son difíciles de cuantificar, otras se pueden medir o ensayar con claridad. Éstas incluyen:

• Desempeño acústico / aislamiento acústico
• Confort térmico (temperatura de las superficies de los muros, diferencia entre la temperatura de la superficie y la temperatura ambiente, circulación del aire en la habitación)
• Capacidad del muro para absorber la humedad y devolverla al ambiente interior
• Masa térmica / almacenamiento del calor
• Ausencia de emanaciones tóxicas de la estructura del edificio al ambiente interno
• Altos niveles de seguridad en caso de incendio, inundación o robo
• Altos niveles de flexibilidad propias del diseño del edificio.

Clima interior

El clima interior puede tener un efecto significativo sobre el sentimiento de bienestar de los ocupantes y el efecto de los muros de ladrillo a este respecto es muy bueno. Debido a su óptimo desempeño térmico en muros de una sola hoja, cavity walls y muros con aislamiento exterior, la temperatura de la superficie interior es alta incluso cuando hace frío fuera. Es importante para el confort que la diferencia entre la temperatura de la superficie interior y la temperatura del aire en el interior sea mínima. Las corrientes de aire debidas a diferencias de temperatura o a imperfecciones de la construcción por su zona exterior deben ser mínimas también.  La porosidad de los ladrillos cerámicos les permite la absorción de la humedad del aire cuando la humedad relativa es alta y devolver esta humedad cuando el ambiente interior se reseca. Aparte de la humedad, los muros de ladrillo pueden también absorber y almacenar las ganancias de calor solar, siendo éste un factor que permite el equilibrio climático durante el verano. Por el contrario, las construcciones aligeradas sufren con frecuencia el sobrecalentamiento en verano.

Seguridad (agua, incendio, robo, seismo, etc.)

Los ladrillos cerámicos son incombustibles, cuentan con una resistencia al fuego excelente y no emiten sustancias o gases nocivos. Además, normalmente no suelen sufrir daños durante un incendio y pueden, de ese modo, continuar llevando a cabo su función portante tras la rehabilitación del edificio.  

Los muros de ladrillo también pueden soportar la saturación de agua de inundaciones y de tuberías rotas sin verse afectadas estructuralmente de forma negativa. Pueden soportar cargas horizontales, como las sufridas durante los seísmos, pero necesitan reforzarse en áreas sometidas a perturbaciones sísmicas elevadas. Además, proporcionan altos niveles de seguridad frente a intrusos.

Las tejas cerámicas son materiales inertes. Por este motivo, son inflamables y no emiten gases tóxicos en caso de incendio. El agua de las precipitaciones puede ser recogida y almacenada para su uso.

Proteccion ac ustica / aislamiento ac ustico

En principio, el aislamiento acústico de un muro o el suelo dependerá de su masa. Por este motivo, los edificios con unidades de construcción de gran masa, como los de ladrillo, tendrán un desempeño acústico mucho mejor que los de construcción aligerada.

Flexibilidad de uso

Los edificios de ladrillo son muy flexibles. Es posible realizar cambios tanto durante el proceso de construcción como durante la vida del edificio, cuando los cambios sociales puedan dictar cambios en la disposición del edificio.