Hacia el bosque: el auge de los edificios de gran altura sostenibles

Los edificios altos plantean un desafío único a la sostenibilidad porque ofrecen impactos ambientales tanto positivos como negativos. Los impactos positivos incluyen la reducción de la expansión urbana, la promoción del transporte alternativo y el uso eficiente de la energía a escala de distrito. Pero estos beneficios se obtienen a costa de emitir más dióxido de carbono para producir los materiales necesarios y construir el edificio.

Rascacielos regenerativo de Haptic y Ramboll (Foto: Forbes Massie Studio)

La huella de carbono incorporada de un edificio alto es significativamente mayor que la de los edificios de baja altura en términos de metros cuadrados. Esto se debe a que la estructura suele ser responsable de la mayor parte de la huella de carbono incorporada de un edificio, y los edificios altos requieren más estructura para soportar su altura.

Los edificios altos generalmente se construyen con acero u hormigón, pero ¿qué pasaría si existiera una alternativa que pudiera potenciar el impacto positivo de los rascacielos?

La firma de arquitectura e ingeniería Skidmore, Owings & Merrill e investigadores de la Universidad Estatal de Oregon lanzaron recientemente un proyecto de investigación que investiga las características de rendimiento de un sistema de piso estructural híbrido de madera y hormigón que puede ofrecer a la industria una alternativa de construcción tradicional con placas planas.

Edificios altos, costos bajos

El propósito del proyecto de investigación fue estudiar sistemas estructurales conceptuales para edificios altos que fueran lo más sostenibles posible y al mismo tiempo competitivos en términos de costos con las técnicas de construcción contemporáneas.

Los autores del estudio señalaron que los sistemas estructurales que antes se consideraban poco prácticos con madera ahora son factibles, debido a sus propiedades de ingeniería mejoradas.

También observaron una mayor aceptación dentro de la comunidad de ingeniería, de estructuras híbridas, combinándose la madera con materiales como el acero y/o el hormigón.

De hecho, una de las conclusiones del informe fue que los edificios construidos con dichos materiales podrían potencialmente producir menores fuerzas de inercia durante los terremotos, además de ser más flexibles y menos propensos a sufrir daños significativos.

Además, el tratamiento moderno de la madera en el interior de los edificios permite alcanzar las clasificaciones de resistencia al fuego necesarias para la construcción práctica.

Los gigantes de la madera en Europa

Los edificios de gran altura construidos con madera aparecen cada vez con más frecuencia en las ciudades a medida que las empresas desarrollan nuevos productos, técnicas y materiales para aumentar la sostenibilidad de las infraestructuras altas. Noruega ha encabezado esta tendencia y en 2019 finalizó la construcción de la torre Mjøstårnet en Brumunddal.

Este edificio emblemático (oficialmente la estructura de madera más alta del mundo con 85,4 m) demuestra que este tipo de edificios pueden construirse utilizando recursos locales, proveedores y materiales sostenibles.

Moelven Limtre desempeñó un papel fundamental en la construcción de la torre. La empresa produce el laminado de madera conocido como glulam y fue responsable de producir e instalar columnas, vigas y diagonales de glulam para el sistema de carga principal.

Los huecos de los ascensores y los balcones se construyeron con madera laminada cruzada (CLT), lo que les otorga mayor resistencia, estabilidad dimensional y rigidez, mientras que se emplearon losas de madera para los pisos hasta el nivel 11.

Construcción unida

La torre de madera HoHo Wien en Viena, Austria, tiene una altura de 84 m.

La torre de madera HoHo Wien, en Viena (Austria), es igualmente impresionante y solo 140 cm más baja que Mjøstårnet. Alrededor del 75 % de la estructura total está hecha de madera.

En términos de las credenciales de sostenibilidad del edificio, los desarrolladores dicen que los bosques de Austria necesitaron solo una hora y 17 minutos para regenerar el volumen de abeto utilizado en su construcción.

Uno de los proveedores de madera para la torre, Hasslacher, trajo 800 columnas de madera laminada encolada y 14.400 m2 de CLT para los elementos de las paredes exteriores. En total, solo se necesitaron 50 camiones para la entrega.

El hormigón empleado en la construcción de HoHo Wien se ha fabricado en una combinación de madera y hormigón llamada XC, que se fija a los núcleos del edificio o a la estructura del mismo y se conecta con soportes de pared externos de madera maciza.

La empresa de hormigón Kirchdorfer trabajó en colaboración con el especialista en embalajes Mayr-Melnhof para desarrollar la solución XC y entregó más de 1.000 elementos compuestos a la obra.

En el caso de ambas torres, una combinación de elementos de madera avanzados y un pensamiento integrado fue clave para su éxito sustentable.

Movimiento masivo de madera

En 2017, el Consejo de Edificios Altos y Hábitat Urbano publicó 'Tall Timber: A Global Audit'. El estudio tuvo en cuenta los 48 proyectos conocidos de madera maciza de siete pisos o más que se habían propuesto, estaban en construcción o se habían completado.

Desde entonces, el movimiento de la madera maciza ha cobrado un impulso significativo, con más de 200 edificios de madera maciza de siete pisos o más en todo el mundo. La madera ha experimentado avances notables en sus capacidades tecnológicas.

Recientemente, Ramboll y el estudio de arquitectura Haptic Architects se asociaron para explorar el desarrollo sostenible a través de una torre modular regenerativa.

Un experto en edificios de gran altura de Ramboll dice que, para reducir el carbono, el marco estructural principal se centra alrededor de una estructura de madera que comprende pisos duros estructurales altos de tres pisos, y cada piso duro o permanente sostiene tres pisos intermedios blandos o temporales.

En el rascacielos regenerativo de Haptic y Ramboll, los módulos obsoletos se pueden reemplazar (Foto: Forbes Massie Studio)

“El edificio de gran altura regenerativo utiliza suelos duros revestidos con madera laminada cruzada (CLT). Las estructuras portantes están hechas con una combinación de secciones de madera laminada encolada y acero reciclado”, explica un experto en edificios de gran altura de Ramboll.

Al adoptar este enfoque para la construcción de edificios de gran altura, fue posible considerar los módulos en términos de volumen, no de superficie, lo que aumenta la flexibilidad y adaptabilidad de toda la estructura.

“En lugar de demoler todo el edificio”, añade el experto en rascacielos de Ramboll, “los módulos obsoletos se pueden sustituir por otros nuevos, sin restricciones horizontales ni verticales, para satisfacer los nuevos requisitos espaciales. Incorporar flexibilidad y adaptabilidad a la filosofía de construcción ofrece la oportunidad de hacer un verdadero progreso hacia edificios de gran altura sostenibles”.

Como las estructuras están diseñadas para durar mucho tiempo, la elección del material de construcción para la construcción modular de gran altura se basó en mantener la huella de carbono al mínimo. Los responsables de la estructura sostenible esperan crear un nuevo precedente en la industria de la construcción.

“En teoría, la adopción de estas filosofías de construcción podría dar lugar a edificios que potencialmente podrían durar para siempre”, añade el experto en edificios de gran altura de Ramboll.

Meva, especialista en cimbras y encofrados, destaca que, si bien la madera es una opción más ecológica para algunas aplicaciones, esto debe equilibrarse con el impacto ambiental de la deforestación para cosechar el material y los desechos creados a partir de los encofrados de madera contrachapada.

Los encofrados de madera contrachapada almacenan carbono nocivo en el interior del material, lo que protege el medio ambiente. Además, se pueden recolectar y producir localmente, por lo que el material no tiene que viajar tan lejos hasta la obra, lo que ahorra emisiones de los vehículos de transporte.

Según Meva, la creciente popularidad de sus propiedades sostenibles ha aumentado la demanda, lo que está impulsando la deforestación y creando un equilibrio ecológico. Según la Fundación Mundial para la Naturaleza (WWF), el comercio de productos forestales ha aumentado significativamente en las últimas cinco décadas, y la tala ilegal representa entre el 40 y el 50 % de toda la tala en algunos casos.

El WWF añade que, como los bosques almacenan grandes cantidades de carbono, la destrucción de estas áreas contribuye al calentamiento global al liberar carbono a la atmósfera: alrededor del 15% de las emisiones globales de gases de efecto invernadero son causadas por la deforestación.

Tecnología inteligente en la construcción con madera

(Foto: Tide)

A medida que los proyectos se vuelven cada vez más ambiciosos, la tecnología de la construcción se desarrolla a un ritmo que demuestra su capacidad para respaldar ideas nuevas y audaces. El experto en edificios de gran altura de Ramboll cree que la integración con el entorno digital es una herramienta poderosa para crear soluciones sostenibles para edificios de gran altura.

“Los edificios altos pueden diseñarse como plataformas para aprovechar al máximo la tecnología inteligente más reciente y futura. Miles de sensores inteligentes envían datos a los sistemas de gestión de edificios integrados para permitir que el edificio se adapte y optimice para mejorar la eficiencia energética, la seguridad y la protección.

“El uso de estas estrategias de manera integrada genera valor tanto para nuestros clientes como para la sociedad en su conjunto, y proporciona un modelo para un edificio de gran altura sostenible”.