Análisis de la energía incorporada de un edificio en altura en Uruguay

Abstract

La creciente demanda a nivel mundial, de energía proveniente en gran medida de fuentes contaminantes, general un severo impacto ambiental. Las edificaciones consumen aproximadamente el 37 por ciento de la energía global total, durante su construcción en la forma de energía incorporada y durante su operación como energía operacional. En Uruguay, las actuales políticas de eficiencia energética están enfocadas específicamente hacia la energía operacional. En función de ello, el presente trabajo se propuso realizar un análisis energético para evaluar la relevancia de la energía incorporada en un edificio en altura en Uruguay en relación con su energía operacional, y analizar alternativas constructivas tradicionales en los rubros más significativos. La metodología consistió en desarrollar un análisis de proceso en una edificación seleccionada para calcular su energía incorporada. Se estimaron luego su energía incorporada recurrente y final, y se realizó un levantamiento de datos en el sitio, a fin de determinar la energía operacional, en el marco de un análisis energético de ciclo de vida. La encuesta incluyó información sobre la energía consumida por los usuarios en la operación de vehículo propio, la cual se utilizó como parámetro de comparación. Se comparó la energía incorporada con la energía operacional y se analizó el período de retorno energético. Se propusieron alternativas constructivas para la estructura de hormigón armado y para la mampostería de ladrillo. Se calculó la energía incorporada inicial de las alternativas propuestas, y se evaluó su incidencia en la energía incorporada total. Los valores de energía incorporada inicial demostraron ser relevantes al compararlos con la energía operacional, resultando equivalentes a aproximadamente diecinueve años de operación del edificio, y a veintiún años de consumo de combustible en vehículos propios. Se concluyó asimismo que las propuestas realizadas para la estructura representan una reducción poco significativa, en tanto que las alternativas calculadas para la mampostería fueron relevantes para la disminución de la energía incorporada total. Finalmente se sugieren líneas de trabajo para la determinación de las emisiones de dióxido de carbono derivadas de la energía incorporada, así como la generación de datos a nivel nacional sobre índices energéticos y de tasas de reposición de materiales a lo largo de la vida útil de los edificios, a fin de mejorar los análisis de ciclo de vida energéticos.

Increasing global demand for energy, supplied primarily by polluting sources, generates severe environmental impacts. Buildings consume approximately 37 percent of total global energy, during the construction phase in the form of embodied energy and during the operation phase as operating energy. In Uruguay, current policies for energy efficiency are focused specifically on operational energy. On that basis, the present study intended to perform an energy analysis to assess the significance of embodied energy of a multi storied building in Uruguay compared to parameters of operational energy, and analyze traditional constructive alternatives in the most significant items. The methodology consisted of a process analysis on a selected building to calculate its initial embodied energy. Then recurrent and final embodied energy were estimated and on site collection of data was performed to assess operational energy, in the framework of a life cycle energy analysis. The survey included data on energy consumed by users for their own vehicles operation, which was used as a comparative parameter. Embodied energy was then compared to operational energy and energy payback period was calculated. Typical constructive alternatives were proposed for reinforced concrete structure and brick masonry. Initial embodied energy of alternatives was computed, and its impact on total embodied energy was assessed. Embodied energy values proved to be significant when compared with operational energy. Results showed that embodied energy was equivalent to about nineteen years of operation of the building, and twenty one years of users’ own vehicles fuel consumption. It was also concluded that the proposed alternatives for the structure did not represent a significant reduction, while for masonry meant a substantial decrease in total embodied energy. Finally lines of work were suggested for estimating carbon dioxide emissions derived from embodied energy, as well as for national data generation on materials energy intensities and materials replacement rates over the life of buildings, in order to improve life cycle energy analysis.