Carbono negativo en la arquitectura

Definición de los conceptos de carbono negativo, cero neto y carbono neutro.

Significado de cada término.
Cero neto de CO₂ significa que se logra un equilibrio entre el CO₂ emitido y el CO₂ eliminado, de modo que el aporte total a la atmósfera sea cero. A escala global, el IPCC considera los conceptos de «CO₂ neto cero» y «neutralidad de carbono» como equivalentes. El carbono negativo, a veces denominado «neto negativo», significa que la cantidad eliminada es mayor que la cantidad emitida, por lo que la cantidad de CO₂ en la atmósfera es menor que antes.

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¿Cómo se utilizan en el sector de la construcción?
En los edificios, calculamos el carbono generado a lo largo de todo su ciclo de vida: el carbono procedente de la producción de materiales y la construcción del proyecto (carbono interno, incluido el «carbono previo»), la energía utilizada para operar el edificio y la fase de fin de vida útil. Los proyectos neutros en carbono o con cero emisiones netas equilibran estos totales. Los proyectos negativos en carbono van más allá, almacenando carbono en los materiales y eliminando el carbono adicional más allá de sus emisiones. WorldGBC destaca que las emisiones previas derivadas de los materiales representarán aproximadamente la mitad de las emisiones de carbono de los nuevos edificios desde ahora hasta 2050, por lo que las definiciones deben incluir no solo la energía, sino también el carbono físico.

Una regla sencilla.
Los edificios con cero emisiones netas o neutros en carbono alcanzan el equilibrio. Los edificios con emisiones negativas dejan la atmósfera en mejores condiciones de las que la encontraron. La AIE lo resume así: ser negativo en carbono requiere eliminar más CO₂ del que se emite.

Un ejemplo concreto de ello.
La central eléctrica Powerhouse Brattørkaia, situada en Trondheim, es positiva en términos energéticos a lo largo de su vida útil, ya que exporta más electricidad renovable de la que consume. La positividad energética es un concepto potente, pero las emisiones generadas a lo largo de su vida útil no equivalen automáticamente a la negatividad de carbono si no son superiores a las emisiones eliminadas y almacenadas.

El desarrollo histórico de la arquitectura con bajas emisiones de carbono

De la eficiencia a los estándares de rendimiento.
Tras las crisis petroleras de la década de 1970, los primeros edificios ecológicos se centraron en el ahorro energético. En 1990, el Reino Unido puso en marcha el BREEAM, el primer sistema nacional de clasificación de la sostenibilidad. En 1991, el enfoque Passive House codificó la demanda de energía ultrabaja. El USGBC popularizó criterios de sostenibilidad más amplios al poner en marcha el LEED de forma experimental en 1998.

De las etiquetas a los objetivos climáticos.
En 2006, Architecture 2030 publicó el 2030 Challenge con el fin de orientar la profesión hacia edificios con cero emisiones de carbono. En 2019, el programa «Bringing Embodied Carbon Upfront» (Poner el carbono incorporado en primer plano) del WorldGBC centró la atención del sector en el carbono de todo el ciclo de vida, y el 2030 Climate Challenge del RIBA estableció objetivos graduales para el rendimiento operativo y de carbono incorporado.

De la energía a los materiales y el almacenamiento.
La conversación se amplió desde la energía operativa hasta los materiales que almacenan carbono. Un estudio publicado en la revista Nature Sustainability demostró que, con el uso a gran escala de madera de ingeniería, se puede convertir parte del parque inmobiliario en un sumidero de carbono a largo plazo, almacenando carbono biogénico y evitando las emisiones derivadas del cemento y el acero. Proyectos de alto perfil, como el edificio de madera Sara Kulturhus en Suecia, afirman haber logrado un balance de carbono negativo durante aproximadamente 50 años gracias al carbono almacenado y a los sistemas de energía verde.

B¿Por qué es importante este cambio ahora?
A pesar del aumento de la eficiencia, la superficie construida y las emisiones de los edificios siguen aumentando. Las evaluaciones internacionales advierten de que las emisiones de los edificios han aumentado desde 2015 y que es necesario adoptar medidas más amplias en toda la cadena de valor, incluidos los materiales. La renovación de los edificios existentes también es fundamental, ya que la mayor parte del parque inmobiliario de 2050 ya existe en la actualidad.

La importancia de la neutralidad en carbono en el diseño del siglo XXI

Magnitud del impacto.
Dependiendo del método y del año, los edificios representan entre aproximadamente un tercio y dos quintas partes de las emisiones globales de CO₂ relacionadas con la energía. WorldGBC y Architecture 2030 indican que, si se incluyen las operaciones y los materiales, el entorno construido representa entre el 39 % y el 42 % aproximadamente. Según el último informe del PNUMA, los edificios representan aproximadamente un tercio del consumo energético y las emisiones globales. Esta magnitud significa que las decisiones de diseño desempeñan un papel importante en el balance global de carbono.

Matemáticas climáticas.
Los escenarios del IPCC no solo se limitan a detener el calentamiento, sino que también muestran períodos de CO₂ neto negativo a nivel mundial, además de reducciones rápidas, para contrarrestar el calentamiento excesivo. En los edificios, esto significa reducir las emisiones operativas a un nivel cercano a cero y abordar la gran carga previa derivada de los materiales.

Cómo se aplica en la práctica el diseño con huella de carbono negativa.

1. Almacene carbono en la estructura. Los marcos de madera maciza y los revestimientos de base biológica pueden retener el carbono biogénico durante décadas. A escala urbana, si los bosques se gestionan de forma responsable y los efectos de sustitución reducen el uso de cemento y acero, esta estrategia puede crear un sumidero de carbono duradero.
2. Seleccione materiales que almacenen carbono. Los análisis del ciclo de vida (LCA) muestran que las mezclas de cáñamo y cal y las estructuras basadas en paja pueden ser casi neutras en carbono o incluso negativas en carbono desde la producción hasta el consumo, debido al crecimiento de las plantas y la carbonatación. Las nuevas investigaciones sobre hormigones reforzados con biocarbón muestran un potencial adicional de retención de carbono sin perder resistencia.
3. Elimine las emisiones operativas y exporte energía limpia. Electrifique los sistemas de los edificios, utilice fuentes de energía renovables in situ y diseñe los edificios para que generen un excedente. Ejemplos de energía positiva como Powerhouse Brattørkaia demuestran que los tejados y las fachadas pueden recoger suficiente energía solar para abastecer a los vecinos y al transporte público. Si se combina esto con materiales que almacenan carbono, un proyecto puede ir más allá del cero neto y convertirse en neto negativo.
4. En primer lugar, diseñe pensando en la reutilización y la renovación. El edificio con las menores emisiones de carbono suele ser aquel que no se derriba. Los análisis y los informes globales hacen hincapié en la renovación y la circularidad para evitar que las emisiones iniciales sigan aumentando.

Señales del mundo real.
El Sara Kulturhus, en Suecia, se encuentra entre los edificios de madera más altos y, gracias al carbono almacenado en la madera y al sistema de energía renovable, se estima que será carbono negativo en un plazo de 50 años. Aunque estas afirmaciones deben verificarse mediante LCA transparentes del ciclo de vida, el camino a seguir está claro: combinar operaciones con cero emisiones de carbono con almacenamiento de base biológica y estrategias cuidadosas para el final de la vida útil.

Principios básicos y estrategias

Minimización del carbono incorporado (materiales, suministro, construcción)

Primero mida, luego diseñe según el presupuesto de carbono.
Realice la evaluación de carbono desde la fase conceptual y a lo largo de todo el ciclo de vida, y supervíselo durante todo el proceso de diseño. Utilice los módulos del ciclo de vida de la norma EN 15978 para hacer visibles las elecciones: A1-A3 para la fase de producto, A4-A5 para el transporte y el campo, B para el uso, C para el final de la vida útil y D para más allá de los límites del sistema. Establecer el presupuesto de carbono del proyecto y actualizarlo a medida que cambian los diseños garantiza la transparencia de todos. La norma WLCA 2023 de RICS explica los módulos y la forma en que deben informarse de manera coherente.

Seleccione productos con bajas emisiones de carbono utilizando las EPD y la base de datos EC3.
Especifique materiales que cumplan con la norma EN 15804+A2 y cuenten con Declaraciones Ambientales de Producto (EPD) verificadas. Herramientas como EC3 de Building Transparency permiten a los equipos comparar las EPD por producto y proveedor, de modo que pueda adquirir las mezclas con menos carbono de su región en lugar de la media del sector. Incorpore las presentaciones de EPD y los límites máximos de kgCO₂e como parte del proceso de compra.

Reduzca las emisiones de carbono de los dos factores más importantes: el hormigón y el acero.
En el caso del hormigón, reduzca el clinker con alternativas como el cemento de caliza calcinada (LC3) o las mezclas con alto contenido de escoria, cuando sea posible, y evalúe las tecnologías de mineralización de CO₂ que inyectan CO₂ en el hormigón fresco y lo fijan de forma permanente, al tiempo que se reduce el uso de cemento. Importantes ensayos y estudios demuestran que el LC3 puede reducir las emisiones relacionadas con el cemento entre un 30 % y un 40 %. El caso práctico de CarbonCure en Amazon HQ2 muestra una aplicación a gran escala a corto plazo. En el caso del acero, dé preferencia al contenido reciclado obtenido de hornos de arco eléctrico y, siempre que sea posible, reutilice las piezas recuperadas.

Diseñe utilizando menos materiales y más componentes reutilizables.
Utilice aberturas de las dimensiones adecuadas, emplee sistemas estructurales orientados a la eficiencia y evite especificaciones excesivas. Elabore un plan de desmontaje utilizando uniones atornilladas en lugar de soldadas y conserve los pasaportes de materiales para su reutilización en el futuro. Los ejemplos de proyectos circulares de Londres demuestran que el acero estructural recuperado de una obra y reutilizado en otra reduce tanto los costes como las emisiones de carbono. Organizaciones como Rotor Deconstruction muestran cómo los ecosistemas de recuperación y reventa lo hacen posible en la práctica.

Limpie la obra.
Consolide la logística, reduzca los residuos mediante la prefabricación fuera de la obra y utilice maquinaria con cero emisiones para alcanzar los objetivos de reducción A4-A5. La política de Oslo ahora exige el uso de equipos sin emisiones en los proyectos públicos y ya se están utilizando instalaciones eléctricas en obras reales. El programa de construcción limpia de C40 ofrece objetivos municipales y de clientes para lograr obras de construcción con cero emisiones y una reducción significativa de las emisiones de carbono para 2030.

No olvide la situación general entre el carbono incorporado y el carbono operativo.
A medida que las redes se descarbonizan, las emisiones previas representan una parte mayor del impacto total. El informe «Bringing Embodied Carbon Upfront» (Poner de relieve el carbono incorporado) del WorldGBC señala que las emisiones iniciales podrían superar la mitad del total de las nuevas construcciones entre 2020 y 2050. Por lo tanto, es importante elegir los materiales desde el principio.

Estrategias de retención de carbono in situ y biogénicas

Almacene el carbono en el edificio y luego informe de ello de forma transparente.
La madera en troncos, la paja, la cal de cáñamo y otros elementos de construcción de base biológica pueden almacenar carbono biogénico durante décadas. Dado que las reducciones de carbono de A1-A3 se compensan con las emisiones de los módulos C, dependiendo de los escenarios, informe de forma transparente sobre el almacenamiento y el tratamiento al final de la vida útil. Utilice las directrices existentes para evitar incentivos perversos y compare entre sí las EPD de la madera.

Los techos verdes, los paisajes vivos y los árboles urbanos son pequeños pero reales sumideros de carbono.
Los estudios sobre techos verdes estiman que los sistemas de sedum extensos almacenan 0,16 kg de carbono por metro cuadrado en forma de biomasa superficial. Este potencial es aún mayor en los tejados más profundos o con mayor biodiversidad. La silvicultura urbana multiplica los beneficios, como la sombra, el enfriamiento, la calidad del aire, el control del agua de lluvia y el almacenamiento de carbono a largo plazo. Diseñe teniendo en cuenta las especies y los objetivos de sombra, y luego cuantifique y mantenga la fiabilidad utilizando i-Tree o estudios a escala urbana.

Mejora del carbono del suelo con biocarbón.
Mejora los suelos, macetas y jardines pluviales in situ con biocarbón certificado para aumentar la retención de carbono, mejorar la capacidad de retención de agua y favorecer la vegetación. Las investigaciones demuestran que las zonas verdes urbanas mejoradas con biocarbón a partir de residuos agrícolas pueden almacenar una cantidad significativa de carbono por hectárea, al tiempo que mejoran el rendimiento del agua de lluvia. Consulte las normas locales para un uso seguro.

Utilice envolventes biológicas de captura de carbono en los lugares adecuados.
Las fachadas de fotobiorreactores de algas, como el BIQ de Hamburgo, muestran un camino diferente: cultivar biomasa en paneles de vidrio que dan sombra al edificio y producen energía. Estos sistemas aún se encuentran en una fase inicial y dependen del contexto, pero muestran cómo las cubiertas pueden convertirse en una infraestructura activa para el ciclo del carbono.

Integración de energías renovables y diseño de excedentes energéticos

Primero reduzca la demanda, luego electrifique, y después produzca y comparta.
Comience con objetivos de aislamiento y hermeticidad de alto rendimiento que cumplan o superen los criterios de las casas pasivas, ya que cada kilovatio-hora que no se necesita es la energía más barata y limpia. Haga que las cargas sean compatibles con la red de descarbonización mediante la electrificación de la calefacción y el agua caliente con bombas de calor. Solo entonces dimensionará las fuentes de energía renovables in situ y el almacenamiento para satisfacer las necesidades restantes y obtener el excedente.

Diseñe la energía fotovoltaica (PV) no como un elemento añadido posteriormente, sino como un elemento arquitectónico.
Utilice sistemas fotovoltaicos integrados en edificios para cubrir tejados y fachadas o para convertir el revestimiento del tejado en generadores. Fraunhofer ISE e IEA PVPS ofrecen guías de diseño para BIPV, mientras que el sistema PVWatts de NREL proporciona estimaciones tempranas de rendimiento con información sobre masa, inclinación y orientación. Trate la energía fotovoltaica como cualquier otro sistema de fachada, teniendo en cuenta los detalles de drenaje, incendios y mantenimiento.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378778819339155

Convierta los edificios en ciudadanos de la red flexible.
Combine la energía fotovoltaica con baterías y controles para que los edificios puedan desplazar y reducir las cargas, recargar cuando las fuentes de energía renovable sean abundantes y exportar cuando la red lo necesite. El DOE y el NREL definen edificios y microrredes eficientes e interactivos con la red que aumentan la resiliencia y pueden generar ingresos a partir de la flexibilidad. De este modo, el exceso de energía deja de ser solo una buena idea y se convierte en una realidad.

Apunte a un excedente probado y verificado con ejemplos anteriores.
Los escaparates de energía positiva, como Powerhouse Brattørkaia y Powerhouse Telemark, demuestran que un diseño cuidadoso, una eficiencia profunda, la electrificación y las grandes series fotovoltaicas pueden producir con el tiempo más energía de la que consumen los edificios y, en ocasiones, suministrar energía a los vecinos y a la movilidad eléctrica a través de microrredes locales. Utilícelos como punto de referencia y, a continuación, repita lo mismo teniendo en cuenta el clima y la política locales.

Controles de realidad para garantizar que los diseños sean realistas.
Los factores de carbono de la red cambian con el tiempo, la luz solar es escasa en invierno y la sombra de los edificios vecinos es importante. Utilice hipótesis prudentes, modele el almacenamiento estacional solo cuando sea aplicable y publique el rendimiento medido después de su uso. Cuando el excedente es real, puede compensar las emisiones residuales de los módulos A y hacer que un proyecto sea netamente negativo a lo largo de su vida útil. El llamamiento de WorldGBC a reducir las emisiones iniciales hace que esta sinergia entre las bajas emisiones de carbono y las operaciones limpias sea ahora indispensable.

Innovaciones en materiales y sistemas sostenibles

Materiales biológicos y captadores de carbono (por ejemplo, hormigón de cáñamo, micelio)

Cómo almacenan el carbono y el significado de las cifras.
Las plantas absorben carbono del aire mientras crecen; si capturamos esta biomasa en elementos estructurales de larga duración, podemos almacenar este carbono durante décadas. Las mezclas de cáñamo y cal añaden otra característica más: el aglutinante de cal, una vez colocado, reabsorbe lentamente el CO₂ a través de la carbonatación. Varias evaluaciones del ciclo de vida, cuando el almacenamiento biogénico se calcula cuidadosamente y los escenarios de fin de vida son transparentes, informan de una huella de cuna a puerta muy baja o incluso negativa para las construcciones a base de cáñamo.

Compuestos de micelio en paredes e interiores.
El micelio cultivado sobre subproductos agrícolas forma paneles y bloques ligeros y aislantes. Las últimas evaluaciones del ciclo de vida (LCA) han revelado un impacto climático significativamente menor que el de la albañilería tradicional y el aislamiento mineral; sin embargo, también hay algunas desventajas dependiendo de la fuente del sustrato y la energía de producción. Las primeras aplicaciones destacan en paneles acústicos, tabiques interiores, sustitutos de embalajes y casetes de fachada sin carga, donde la baja densidad y la circularidad son las características más importantes.

Identificar correctamente los sistemas de base biológica.
Trate la humedad como un problema de diseño de primer orden: cortinas de lluvia ventiladas, enlucidos capilares activos y detalles cuidadosos alrededor de las aberturas mantienen secas las capas de base biológica. Solicite EPD compatibles con la norma EN 15804 para garantizar que el cálculo del carbono biogénico sea coherente en todos los productos y combine los revestimientos de base biológica con fijaciones reversibles para su reutilización en el futuro, en lugar de enviarlos al vertedero.

Alternativas avanzadas al hormigón y sustitutos del cemento con bajas emisiones de carbono

Comience con los cementos de bajo contenido en clinker que se utilizan actualmente.
El cemento Portland-caliza (tipo IL/PLC) suele mezclar entre un 5 % y un 15 % de caliza con el clinker y, cuando se verifican los diseños de la mezcla, puede reducir el CO₂ del cemento en aproximadamente un 8 %-10 %. A nivel del hormigón, esto supone una reducción de dos dígitos en el GWP, sin necesidad de cambiar los métodos de construcción.

Amplíe las sustituciones más profundas con LC3.
El cemento de caliza y arcilla calcinada (LC3) sustituye aproximadamente la mitad del clinker por arcilla calcinada y caliza, lo que permite reducir las emisiones en un 30-40 % utilizando una gran cantidad de material y el equipo de las instalaciones existentes. A medida que se amplían la estandarización y las cadenas de suministro de LC3, esta es una forma práctica de lograr grandes reducciones a corto plazo.

Siempre que sea posible, utilice mineralización de CO₂ y hormigones curados con CO₂.
Inyectar el CO₂ capturado en el hormigón fresco lo mineraliza en carbonato cálcico estable, lo que reduce la cantidad de cemento necesaria para obtener la misma resistencia y fija de forma permanente una pequeña cantidad de CO₂ en la matriz. A escala de proyecto, el proyecto HQ2 de Amazon ha especificado las mezclas CarbonCure y ha informado de un ahorro de aproximadamente 1000 toneladas de CO₂ en más de 100 000 yardas cúbicas, lo que demuestra que es posible un uso a gran escala a corto plazo. Los estudios sistemáticos de las vías de mineralización confirman que existe un potencial significativo de reducción de carbono en diferentes productos de hormigón.

Evalúe los hormigones geopolímeros activados con álcali para aplicaciones especializadas.
Los ligantes, precursores y activadores activados con álcali, cuando se suministran de forma responsable, pueden reducir significativamente el potencial de calentamiento global en comparación con el cemento Portland convencional, pero los LCA señalan algunas desventajas en otras categorías de impacto y en la variabilidad del suministro. Pueden ser opciones atractivas para elementos prefabricados y suelos industriales con un curado y un control de calidad estrictos.

Siga los estándares en desarrollo que proporcionan mayores índices de sustitución.
Los estándares europeos para el cemento ahora incluyen familias como CEM II/C-M y CEM VI, lo que permite mezclas multicomponentes con índices de clinker mucho más bajos que los cementos antiguos. Los diseñadores pueden escribir especificaciones basadas en el rendimiento que permitan estos nuevos aglutinantes y eviten recurrir por defecto a los tipos de clinker de alta calidad.

Sistemas de captura de carbono, muros vivos y sistemas de suelo.

La captura industrial de carbono que está transformando el cemento que compramos.
En junio de 2025, Heidelberg Materials puso en marcha Brevik CCS en Noruega. Se trata del primer sistema de captura de carbono a gran escala instalado en una fábrica de cemento, con una capacidad de captura de aproximadamente 400 000 toneladas de CO₂ al año y de suministro de cemento «evoZero» con cero emisiones netas. La empresa y los gobiernos están extendiendo actualmente este modelo a fábricas como la de Padeswood, en Gales, y señalan que, aunque sea caro, el cemento de carbono capturado será una opción real en el mercado en esta década.

El sistema de captura integrado en edificios es una tecnología emergente que aún no se ha generalizado.
Los investigadores están probando módulos DAC instalados en unidades de techo o integrados en sistemas HVAC comerciales para eliminar el CO₂ de grandes flujos de aire interior, lo que en ocasiones mejora la calidad del aire interior y reduce la necesidad de aire exterior. Los primeros modelos y los pilotos de laboratorio son prometedores, pero siguen existiendo limitaciones energéticas y de costes, y los estudios independientes advierten que no se debe confiar excesivamente en ellos hasta que se demuestre su rendimiento en el mundo real. Si investiga este tema, considérelo como I+D con mediciones transparentes.

Paredes vivas para el aire, el calor y el microclima.
Las fachadas cubiertas de vegetación y el verdor a escala de cañón pueden reducir los contaminantes en las carreteras al aumentar la acumulación en las superficies foliares. Los estudios de modelización de cañones urbanos muestran reducciones significativas en los niveles de NO₂ y partículas. Los estudios también documentan que, cuando los sistemas se diseñan y riegan correctamente, se reduce el flujo de calor que atraviesa las fachadas y disminuye la necesidad de refrigeración. Dado que las bombas, los sustratos y los ciclos de sustitución tienen efectos tangibles, los beneficios deben combinarse siempre con controles del ciclo de vida.

Las fachadas de algas como envolventes activas.
El edificio BIQ de Hamburgo cuenta con una fachada fotobiorreactora que cultiva microalgas, da sombra a los apartamentos y cubre parte de la demanda térmica, lo que lo convierte en un entorno de prueba real poco común para las fachadas de ciclo de carbono. Aunque sigue siendo una solución minoritaria debido a las dificultades de mantenimiento y coste, este ejemplo muestra cómo las fachadas pueden convertirse en minifábricas biológicas en lugar de revestimientos pasivos.

Su yönetimini yaparken karbon depolayan toprak sistemleri ve biocarbón.
En el plano terrestre, los árboles urbanos y los suelos sanos son depósitos de carbono resistentes; estudios realizados a escala urbana estiman que las copas de los árboles almacenan una media de 7,7 kg de carbono por metro cuadrado y que la cantidad de carbono retenido anualmente aumenta a medida que crecen las copas. Mejorar las macetas, los jardines pluviales y los suelos de los bordes de las carreteras con biocarbón certificado añade carbono de larga duración a la matriz del suelo y mejora la eliminación de filtraciones y contaminantes, lo que favorece la vegetación durante los periodos de calor y sequía. Diseñe estas capas, al igual que otros sistemas, teniendo en cuenta las características de la materia prima, el tamaño de las partículas, la dosificación y el control de las filtraciones.

¿Cómo puedo añadir esto al resumen del proyecto?
Exija objetivos de carbono para todo el ciclo de vida que combinen el almacenamiento de base biológica, los aglutinantes con bajo contenido en clínker y la energía operativa medida. Cuando el mercado lo permita, realice aplicaciones piloto con hormigones mineralizados o cemento de carbono capturado y haga un seguimiento de los resultados. Evalúe las paredes y suelos vivos, los presupuestos de mantenimiento, los sensores de humedad y salud y la presentación de informes sencillos como infraestructura climática, de modo que los beneficios sean fiables.

Herramientas de diseño, planificación y modelado

Evaluación del ciclo de vida (LCA) y modelos de contabilidad de carbono

¿Qué es el LCA y cómo se configura?
Utilice el LCA para calcular el impacto de un edificio a lo largo de todo su ciclo de vida. A escala de edificio, los resultados de la norma EN 15978 se dividen en módulos: A1 a A3 fase de producto, A4 a A5 construcción, B fase de uso, C fin de vida y D reutilización y recuperación más allá de las fronteras. A nivel de método, las normas ISO 14040 y 14044 establecen los objetivos y el alcance, el inventario, la evaluación del impacto y los principios de interpretación, mientras que la norma EN 15804 establece las reglas para la creación y la presentación de informes de las EPD de los productos. Estas tres referencias constituyen la base de una contabilidad de carbono fiable.

Herramientas que facilitan el recuento.
Combine un complemento BIM con una base de datos de materiales y un panel de control del proyecto. Entre los paquetes más utilizados se encuentran Revit con Tally o TallyCAT gratuito para ensamblajes dentro del modelo, EC3 para comparar las EPD específicas de los proveedores y establecer objetivos máximos de kgCO₂e, y Athena Impact Estimator para probar la masa y los ensamblajes en una fase temprana. La norma WLCA 2023 de RICS los reúne con informes y alcances coherentes.

Un flujo de trabajo sencillo que los equipos utilizan realmente.

1. Establezca un presupuesto de carbono en el diseño conceptual y compárelo con los módulos EN 15978. 2) En el diseño esquemático, realice rápidamente estudios de LCA de todo el edificio y señale los puntos problemáticos. 3) Durante el desarrollo del diseño y el aprovisionamiento, solicite las EPD EN 15804+A2 y seleccione mezclas con menor contenido de carbono según la instalación y el proveedor utilizando EC3. 4) Durante la entrega, publique el WLCA y revíselo después de un año de funcionamiento. Este orden reduce las emisiones tanto antes como durante el uso, al tiempo que mantiene los documentos listos para su auditoría.

Diseño paramétrico y generativo para la optimización del carbono

Por qué son útiles los parámetros.
Los resultados de carbono son sensibles a la geometría, la estructura, la envolvente y los sistemas. Los modelos paramétricos le permiten modificar sistemáticamente estos parámetros y evaluar miles de opciones. Las herramientas de optimización multipropósito, como NSGA-II, o los conjuntos de herramientas Grasshopper, como Wallacei, Octopus y Galapagos, le ayudan a buscar diseños Pareto óptimos que equilibren la luz natural, la energía y el carbono concreto, en lugar de seguir una única métrica. Las investigaciones y las aplicaciones abiertas demuestran que NSGA-II encuentra soluciones equilibradas entre el confort, el acceso a la luz solar y las cargas.

¿Qué hay que optimizar y cómo hay que conectar los motores?
Conecte su geometría a los motores de energía y luz solar, y luego añada el ciclo de carbono concreto. Una pila de uso común es Ladybug Tools para el análisis climático, Honeybee para las ejecuciones de Rhino-Grasshopper, Radiance y EnergyPlus, Karamba3D para estructuras eficientes en materiales y EC3 o el complemento Revit para comparaciones de carbono concreto en tiempo real. Esto vincula la forma, la estructura y los materiales con el rendimiento real, en lugar de con reglas generales.

De la fase de selección de opciones a la lista reducida.
Automatice la exploración del espacio de diseño y analice los resultados con el lente de Pareto. El OpenStudio Analysis Framework de NREL puede coordinar estudios paramétricos a escala de EnergyPlus, mientras que Autodesk Insight añade lecturas tempranas de carbono al flujo de trabajo de Revit.

Herramientas de diseño y simulación sensibles al clima

Modele el clima, el sol, el viento y la luz con motores verificados.
Desde la escala de una habitación hasta la escala de una región, combine Ladybug Tools para diagramas climáticos y confort exterior, Honeybee para modelos de luz solar Radiance y EnergyPlus, y Dragonfly para energía regional con URBANopt. Se trata de interfaces de código abierto basadas en motores verificados que permiten a los diseñadores visualizar las primeras opciones sensibles al clima.

Utilice herramientas especializadas cuando lo requiera el problema.
ClimateStudio ofrece simulaciones de la calidad de la luz natural y el deslumbramiento, flujos de trabajo DGP anuales y créditos LEED de luz natural. Admite evaluaciones IES VE, TM52 y TM59 para el modelado térmico dinámico y los controles de sobrecalentamiento del Reino Unido. Para el microclima del barrio y las estrategias de reducción del calor, ENVI-met simula con alta resolución la vegetación, las superficies, el viento y la radiación para probar los árboles de sombra, los materiales frescos y las formas de los patios.

Estudios de casos y proyectos de ejemplo

Powerhouse Telemark: el ejemplo de oficina con huella de carbono negativa de Noruega

Características destacadas.
Powerhouse Telemark es un edificio de oficinas de 11 plantas situado en Porsgrunn. El equipo de diseño afirma que este edificio generará más energía de la que consumirá a lo largo de su vida útil y reducirá el consumo energético anual en aproximadamente un 70 % en comparación con una oficina nueva típica. El edificio, que cuenta con la certificación BREEAM Excellent, forma parte del programa noruego Powerhouse, cuyo objetivo es la positividad energética a lo largo de todo el ciclo de vida.

Ejemplos de diseños que pueden servir de referencia.
El techo con una inclinación de 24 grados y la fachada sur cubierta con paneles fotovoltaicos maximizan la captación de energía solar y, en conjunto, se espera que produzcan aproximadamente 256 000 kWh de energía al año. La fachada del edificio está superaislada con triple acristalamiento y los sistemas conectados al suelo proporcionan una calefacción y refrigeración eficientes a través de pozos geotérmicos profundos. Se han elegido interiores estandarizados para reducir el desperdicio cuando los inquilinos cambian la distribución interior.

¿Cómo se aborda la negatividad del carbono?
La definición más amplia de Powerhouse tiene en cuenta la energía utilizada para los materiales, la construcción, la explotación, la renovación y el fin de la vida útil. Al exportar más energía limpia que la que consume, este enfoque puede compensar las emisiones del ciclo de vida cuando se conceden créditos de desplazamiento de red y proporcionar un balance de carbono neto negativo en todo el ciclo de vida. Consulte las definiciones publicadas por el consorcio y el proyecto hermano Brattørkaia para saber cómo se realiza este cálculo.

Tecla House – Casa impresa en 3D con carbono

¿Qué es?
TECLA es un prototipo de vivienda a escala real impreso con tierra cruda de origen local, diseñado por WASP y Mario Cucinella Architects. El equipo describe esta vivienda como un modelo de vivienda circular, fabricada con materiales reciclables y locales, y con huella de carbono neutra.

Rendimiento y velocidad de construcción.
La cubierta de doble cúpula se imprimió en aproximadamente 200 horas y cubre una superficie de unos 60 m². Esto demuestra que la estructura de tierra puede fabricarse digitalmente a escala de edificio con un mínimo de materiales importados y un bajo consumo energético.

¿Por qué es importante el diseño con huella de carbono negativa?
Dado que las paredes almacenan carbono biogénico y mineral procedente de suelos locales y fibras agrícolas, y que el transporte y la producción se reducen al mínimo, TECLA muestra el camino hacia unas emisiones de carbono ultrabajas. Lo mejor es que se puede considerar como un modelo para viviendas climáticamente compatibles y de bajo impacto, siempre que los suelos locales sean adecuados y la normativa permita la estructura del suelo.

Otros nuevos proyectos globales que promueven la neutralidad en carbono

Árboles altos que almacenan carbono – Sara Kulturhus, Suecia.
El centro cultural y hotel de 20 plantas de White Arkitekter ha sido diseñado con un presupuesto de carbono documentado. El equipo ha informado de que las emisiones totales en 50 años ascienden a 5631 toneladas de CO₂e, que se compensan con 10 190 toneladas de CO₂e obtenidas del carbono biogénico almacenado en la madera y con la sustitución de energía fotovoltaica in situ, lo que da como resultado un balance neto negativo en sus estructuras. Informes independientes también respaldan esta afirmación y enlazan con el estudio.

Exportadores de energía a escala urbana: Powerhouse Brattørkaia, Trondheim.
Esta oficina es el edificio con energía positiva más septentrional y está diseñada para producir más energía de la que consume a lo largo de su vida útil, incluida la energía utilizada en su construcción y materiales. De media, produce más del doble de la electricidad que consume diariamente y suministra energía a sus vecinos y al transporte eléctrico a través de una microrred.

Ejemplos urbanos a tener en cuenta: PAE Living Building y Atlassian Central.
El PAE Living Building de Portland aspira a obtener la certificación completa Living Building Challenge y está diseñado para alcanzar un balance de carbono neto cero y un balance energético neto positivo mediante el uso de energía solar in situ y fuera de las instalaciones, así como de almacenamiento en baterías. En Sídney, Atlassian Central es una torre híbrida de madera en fase de desarrollo que tiene como objetivo reducir las emisiones de carbono preestablecidas en aproximadamente un 50 % y funcionar con energía totalmente renovable, lo que demuestra cómo los grandes proyectos comerciales pueden reducir tanto las emisiones de carbono como el consumo de energía.

Dificultades, riesgos y concesiones

Costes de inversión iniciales y beneficios del ciclo de vida

El rompecabezas del dinero.
El aislamiento de alto rendimiento, la electrificación, la energía fotovoltaica y los materiales de mejor calidad pueden aumentar los costes iniciales. Sin embargo, estudios exhaustivos demuestran que las facturas más bajas de electricidad y mantenimiento suelen amortizar cualquier prima en un plazo razonable y que, en muchos mercados, ya se observan primas de alquiler y valor para los activos certificados. JLL informa de aumentos de alquiler de entre el 7 % y el 12 % para las oficinas con certificación ecológica, lo que refuerza el modelo de negocio más allá de las facturas de energía. Sin embargo, cuando la entrega o las operaciones son insuficientes, surgen diferencias de rendimiento, por lo que los ahorros no se producen automáticamente.

¿Quién paga, quién gana?
La financiación puede verse afectada por el conflicto de intereses entre el propietario y el inquilino. En este caso, los propietarios corren con los gastos de renovación, pero son los inquilinos quienes se benefician del ahorro en la factura. En la última guía de la AIE, esta situación sigue considerándose el mayor obstáculo, y los recursos Better Buildings del Departamento de Energía de EE. UU. recomiendan cláusulas de alquiler ecológicas para equilibrar los costes y los beneficios. Estas herramientas ayudan a revelar el valor del ciclo de vida compartiendo los ahorros de forma transparente.

El tiempo, los permisos y las colas de la red añaden costes indirectos.
Aunque la economía del proyecto funcione sobre el papel, los retrasos en las interconexiones y los permisos para la energía solar in situ crean un riesgo para el programa que puede reducir la rentabilidad y generar costes indirectos adicionales. Las actualizaciones y las páginas del programa de NREL para 2024 documentan la acumulación de colas y la necesidad de agilizar los procesos de permisos e interconexión. Añada planes de contingencia para estos contratiempos a los modelos de ROI.

Obstáculos técnicos, normativos y de las partes interesadas

Los códigos están evolucionando, pero no son uniformes.
En el Código Internacional de Construcción de 2021 se introdujeron nuevos tipos de madera maciza que permiten hasta 18 pisos, pero su adopción varía según la jurisdicción y conlleva nuevos requisitos de inspección y protección contra incendios. Las compañías de seguros y las entidades crediticias aún están perfeccionando sus modelos de riesgo para edificios altos de madera y, por lo general, consideran que la humedad y los daños causados por el agua durante la construcción son problemas importantes en materia de seguros que pueden ralentizar los proyectos o provocar un reajuste de los precios.

Personas y habilidades.
Para construir edificios a gran escala con bajas emisiones de carbono se necesitan diseñadores, instaladores, agentes de puesta en marcha y operadores de instalaciones cualificados. Los análisis de empleo de la AIE muestran que el sector de la construcción se enfrenta a una grave escasez de personal en su camino hacia las cero emisiones netas, y muchas organizaciones internacionales exigen que se organicen cursos de formación específicos para subsanar la falta de competencias en materia de renovación y bombas de calor, envolventes de edificios y sistemas de control. Planifique el presupuesto para la formación y la garantía de calidad.

Instalaciones de energía y conexión.
Las largas colas de conexión, las tarifas inciertas y la variabilidad de los permisos pueden obstaculizar las estrategias de excedente de energía y los sistemas a escala comunitaria. El NREL destaca estos cuellos de botella en sus últimas actualizaciones del sector. La hoja de ruta de conexión del DOE, por su parte, presenta ajustes de procesos que tardarán en dar resultados. La participación de los servicios públicos en las primeras fases y los diseños por etapas ayudan a gestionar estos riesgos.

Incertidumbres en materia de contabilidad del carbono a largo plazo y resiliencia.

Contabilizar el carbono no es lo mismo que reducirlo.
Los resultados del carbono a lo largo de todo el ciclo de vida dependen de la selección de datos. La norma WLCA 2024 de RICS exige transparencia en los escenarios para las fases de uso y fin de vida, y los consejos de productos del Reino Unido señalan que las EPD difieren en cuanto a la calidad y comparabilidad de los datos, incluso bajo las normas EN 15804+A2. Punto importante: publique las hipótesis, utilice EPD verificadas y realice pruebas de sensibilidad para que las decisiones no dependan de un único conjunto de datos.

El almacenamiento biogénico está relacionado con el tiempo y el fin de la vida útil.
Para la madera, el cáñamo y otros sistemas de base biológica, los métodos de cálculo difieren en cuanto a cómo se evalúan el almacenamiento temporal y la liberación. El Foro de Liderazgo del Carbono explica en detalle las inconsistencias existentes entre las normas EPD para la madera. Las últimas revisiones muestran que el LCA dinámico y el GWPbio pueden dar resultados diferentes en función del horizonte temporal y los escenarios de fin de vida útil. Los diseñadores deben informar claramente sobre el almacenamiento y la liberación y evitar la doble contabilización.

Resistencia y durabilidad de los materiales.
La humedad es el principal riesgo técnico para la madera maciza; las guías y estudios del sector destacan la importancia de aplicar planes rigurosos de protección y gestión de la humedad durante la fase de construcción para evitar problemas de putrefacción y funcionalidad. En cuanto a la secuestración paisajística, el biocarbón puede retener gran parte del carbono durante décadas o incluso siglos, pero la durabilidad varía en función de la materia prima y el clima, por lo que es importante establecer especificaciones y realizar un seguimiento. El CO₂ mineralizado en el hormigón se considera bastante estable en forma de carbonato cálcico, pero el beneficio climático neto depende de la reducción verificada del cemento y de la cantidad de absorción medida. Considere los tres no como suposiciones, sino como sistemas de ingeniería que deben ponerse en marcha y medirse.

Tendencias y oportunidades futuras

Reproducción escalable e incentivos políticos

Políticas de nueva generación que premian el rendimiento en materia de carbono.
La Directiva sobre el rendimiento energético de los edificios, revisada por la UE en 2024, establece un calendario claro para los edificios con cero emisiones: el 1 de enero de 2028 para los edificios públicos y el 1 de enero de 2030 para todos los demás edificios nuevos. Paralelamente, el Reglamento de la UE sobre la eliminación y el almacenamiento de carbono (CRCF, 2024/3012) establece el primer marco voluntario a escala de la UE para certificar las eliminaciones, incluido el almacenamiento a largo plazo en productos, que también puede abarcar los componentes de los edificios de origen biológico. Estos se basan en Level(s), el marco común de la UE para todo el ciclo de vida, que lleva la aplicación más allá de la energía, a los materiales y la circularidad. En conjunto, estas regulaciones constituyen un paquete de políticas que premia el liderazgo en materia de carbono a lo largo de todo el ciclo de vida, y no solo la eficiencia operativa.

Adquisiciones públicas para una rápida ampliación.
En Estados Unidos, la Ley de Reducción de la Inflación, los programas piloto Buy Clean de la GSA y el programa de materiales bajos en carbono de la EPA financian la adopción de materiales bajos en carbono a nivel federal, lo que fomenta las EPD de los proveedores y las mezclas regionales bajas en carbono. Las ciudades también se están movilizando: los compromisos de construcción limpia de C40 tienen como objetivo reducir a la mitad las emisiones de carbono en los grandes proyectos para 2030 y promover las obras de construcción con cero emisiones, y los avances se siguen en informes anuales. En el Reino Unido, la versión piloto de la Norma de Edificios con Cero Emisiones Netas de Carbono ofrece a los clientes una referencia única para el rendimiento operativo y de emisiones de carbono, con un único criterio intersectorial.

¿Cómo pueden contribuir los equipos de proyecto?
Redactar especificaciones que hagan referencia a estas herramientas: exigir las EPD EN 15804, utilizar umbrales máximos de kgCO₂e de tipo «Buy Clean» en las licitaciones y alinear los objetivos de diseño con Level(s) y, cuando proceda, con la Norma de Edificios con Cero Emisiones Netas de Carbono del Reino Unido. En la fase de planificación, siga el enfoque de la Declaración de Economía Circular de Londres y confirme los resultados de reutilización y demolición en la fase de aprobación.

Integración con la economía circular y la reutilización de materiales

De la demolición a la minería urbana.
Las Declaraciones de Economía Circular de Londres ya exigen a los solicitantes que demuestren cómo se reutilizarán o reciclarán los residuos generados por la demolición y cómo el diseño facilitará los futuros procesos de desmantelamiento. Esto ofrece un modelo que otras ciudades pueden adoptar en sus condiciones de orientación y planificación, modificando los proyectos en favor de la conservación, la reutilización de componentes y la modularidad.

Rieles de datos para la reutilización a gran escala.
Los pasaportes de materiales y los pasaportes digitales de productos de la UE, que pronto estarán disponibles, crean los metadatos necesarios para realizar un seguimiento de lo que hay en un edificio y cómo se puede reutilizar. Plataformas como Madaster hacen que los pasaportes sean funcionales para activos y carteras, mientras que el programa Level(s) del UKGBC y la Comisión Europea explica cómo estandarizar los datos a lo largo del ciclo de vida. Estas herramientas convierten los materiales en activos gestionados con valor residual, en lugar de residuos.

Estrategias urbanas que hacen realidad la circularidad.
Desde 2020, la política de la UE sitúa la construcción en el centro del Plan de Acción para la Economía Circular, y ciudades como Ámsterdam lo respaldan con objetivos de reducir a la mitad el uso de materiales vírgenes para 2030, con el fin de convertirse en ciudades totalmente circulares para 2050. Se espera que más sistemas de planificación exijan informes de diseño circular, inventarios previos a la demolición y pruebas de las vías de reutilización.

Potencial para el urbanismo y los planes maestros con huella de carbono negativa

Los materiales, suelos y árboles como sumideros de carbono urbanos.
Si la silvicultura es sostenible y los efectos del uso del suelo son gestionables, los planes maestros pueden almacenar carbono físicamente ampliando la construcción con madera en bruto a escala de barrio. Los estudios revisados por pares muestran que el uso de madera de gran tamaño puede almacenar CO₂ en el parque inmobiliario y, al mismo tiempo, evitar las emisiones derivadas del cemento y el acero, pero también hacen hincapié en la necesidad de tomar medidas en materia de suelo y biodiversidad. Las ciudades pueden añadir carbono resistente al suelo convirtiendo los residuos verdes en biocarbón. El programa de biocarbón de Estocolmo proporciona calefacción regional y retiene el carbono en los lechos de plantación urbanos.

Sistemas energéticos a escala regional que exportan energía limpia.
El urbanismo con huella de carbono negativa es posible reduciendo las emisiones operativas a un nivel cercano a cero y, a continuación, produciendo energía limpia en exceso. Las redes de calor regionales que integran bombas de calor, aguas residuales o calor residual de centros de datos y almacenamiento estacional son una forma probada de reducir considerablemente las emisiones y garantizar la resiliencia. El estudio URBANopt del DOE y revisiones recientes resumen cómo se deben planificar estas redes; cuando se combinan con energía fotovoltaica y almacenamiento regionales, los barrios pueden compensar las emisiones residuales con el tiempo.

Ejemplos urbanos repetibles que deben seguirse.
Stockholm Wood City es una prueba real a gran escala de urbanismo en madera que aprovecha las ventajas de una construcción más rápida y con menos emisiones de carbono y tiene como objetivo construir miles de viviendas y lugares de trabajo. Este tipo de enfoque integrado, combinado con los programas escandinavos de biocarbón y la energía limpia de la región, apunta a zonas urbanas con un balance neto negativo cuando se incluye todo el ciclo de vida y las exportaciones verificadas. La mayor advertencia es la gobernanza: los planes maestros deben exigir LCA, uso responsable de los recursos y mediciones posteriores al uso para mantener la fiabilidad de las afirmaciones sobre el carbono.