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El tipo de materiales que elegimos al construir edificios afecta realmente su resistencia bajo cargas y la flexibilidad que los arquitectos pueden tener en sus diseños. El hormigón armado es extremadamente resistente frente a las fuerzas de compresión, razón por la cual se utiliza comúnmente en cimentaciones y en las partes centrales de edificios altos. El acero estructural, por otro lado, soporta mucho mejor la tensión, lo que permite estructuras de techo masivas que cubren grandes espacios sin necesidad de columnas de soporte. Los edificios también deben resistir todo tipo de condiciones climáticas. Los daños por humedad y los cambios de temperatura con el tiempo acabarán pasando factura si no se abordan adecuadamente durante la construcción. Tomemos, por ejemplo, la madera laminada cruzada (CLT). Este producto moderno de madera ha cambiado las reglas del juego al ofrecer un rendimiento estructural sólido, permitiendo aún a los diseñadores crear formas interesantes y plantas abiertas que antes requerían soluciones costosas en acero. Algunos proyectos recientes han incorporado incluso CLT en secciones de paredes curvas donde los materiales tradicionales tendrían dificultades para cumplir tanto los requisitos estéticos como los ingenieriles.
La elección de los materiales adecuados depende de sus propiedades de resistencia, de cómo soportan diferentes entornos y de si pueden soportar diversas cargas. En zonas cercanas a la costa donde el aire salino deteriora los materiales, los constructores suelen optar por elementos resistentes a la corrosión, como acero galvanizado o hormigón reforzado con fibra. En áreas con riesgo de incendio, se necesitan materiales que no se inflamen fácilmente, por lo que piedra y ladrillo son populares en esos lugares. En cuanto a lo que cada material puede soportar realmente, el hormigón prefabricado funciona muy bien para cargas estáticas grandes, como los soportes de puentes. Pero cuando los edificios necesitan flexibilidad durante terremotos, materiales como la madera laminada encolada (LVL) tienen mejor desempeño porque pueden absorber esas vibraciones sin romperse. Lograr que todos estos aspectos sean correctos hace que las estructuras duren más antes de necesitar reparaciones. Algunos estudios sugieren que este enfoque reduce los gastos de mantenimiento a lo largo del tiempo en aproximadamente un 40 %. Además, asegura que todo cumpla con las normativas locales, las cuales varían considerablemente de una región a otra.
El hormigón sigue siendo el material por excelencia para la mayoría de los proyectos de construcción hoy en día porque soporta una gran resistencia a la compresión, lo que lo hace ideal para todo tipo de obras, desde carreteras hasta rascacielos. Las cifras respaldan este hecho: según informes recientes, alrededor del 70 por ciento de todos los edificios en las ciudades del mundo están construidos con hormigón. Lo que hace tan popular al hormigón es su excelente compatibilidad con armaduras de acero, creando sistemas estructurales resistentes. Pero existen problemas que no podemos ignorar. El hormigón tarda mucho tiempo en curarse adecuadamente, a veces semanas o incluso meses, y el proceso de fabricación del cemento libera grandes cantidades de dióxido de carbono a la atmósfera. Estos problemas siguen afectando a la industria a pesar de todos sus beneficios.
El acero destaca en proyectos que requieren un montaje rápido y altas relaciones de resistencia respecto al peso. Los marcos prefabricados de acero permiten velocidades de construcción hasta un 50 % más rápidas que los métodos tradicionales de hormigón. Su durabilidad en zonas sísmicas y su adaptabilidad para diseños modulares lo hacen indispensable en rascacielos e instalaciones industriales.
Los productos de madera ingeniería, como la madera laminada cruzada (CLT), combinan sostenibilidad con integridad estructural. Los paneles CLT reducen los residuos de construcción hasta en un 30 % en comparación con métodos convencionales (Informe de Innovación Forestal 2023), mientras que su estética natural atrae a desarrollos orientados a la ecología. Sin embargo, su susceptibilidad a la humedad y a plagas requiere tratamientos avanzados para garantizar su durabilidad.
La albañilería de ladrillo ofrece una alta masa térmica, regulando las temperaturas interiores y reduciendo los costos energéticos en un 15–20 % en climas templados (Estudios del Envolvente Arquitectónico 2023). El revestimiento de piedra proporciona una durabilidad probada durante siglos, aunque su peso limita su uso en estructuras bajas sin cimientos reforzados.
Las fachadas de vidrio mejoran el aprovechamiento de la luz natural, pero requieren una ingeniería cuidadosa para minimizar las pérdidas térmicas. Unidades doble acristaladas con recubrimientos de baja emisividad pueden reducir las cargas de HVAC en un 25 % (Consejo de Rendimiento de Ventanas 2023). El control del deslumbramiento y el mantenimiento durante el ciclo de vida siguen siendo consideraciones críticas en la planificación del diseño.
La duración de un material depende realmente de su composición y de cómo resiste factores como la humedad, los cambios de temperatura y los productos químicos del entorno. Tomemos el hormigón, por ejemplo. Cuando se expone a la humedad, a veces reacciona con sílice provocando la formación de grietas. El acero sin protección se oxida bastante rápido cerca de la costa. Según algunos estudios del NIST de 2023, alrededor del 40 por ciento de los edificios de hormigón cercanos al agua necesitan reparaciones tras solo dos décadas debido al daño causado por el agua salada. La elección del material adecuado es muy importante según el lugar donde se instale. Los plásticos reforzados con fibra suelen durar más en entornos con mucha corrosión, mientras que la madera tratada bajo presión funciona mejor en lugares donde las termitas son un problema común.
Investigadores siguieron el rendimiento de diques marinos en Florida durante una década y encontraron algo interesante sobre mezclas de hormigón. Cuando los constructores agregaron un 8 % de humo de sílice y utilizaron barras de refuerzo de acero inoxidable, estos muros presentaron solo aproximadamente una cuarta parte de los problemas de descamación en comparación con las mezclas de hormigón convencionales. Pero también hubo otro problema digno de mención. Los diques marinos sin sistemas de drenaje adecuados aún perdieron alrededor del 22 % de su resistencia con el tiempo porque el agua seguía infiltrándose. ¿Qué significa todo esto? Bueno, la construcción costera necesita pensar más allá de simplemente elegir mejores materiales. La verdadera solución consiste en combinar fórmulas resistentes de hormigón con decisiones inteligentes de diseño que manejen adecuadamente el agua de lluvia y las tormentas desde el primer día.
El hormigón que se autorrepara mediante bacterias como Bacillus subtilis es una de esas innovaciones interesantes que realmente pueden hacer que los edificios duren entre 15 y 20 años más. Básicamente, los microbios sellan las grietas diminutas a medida que se forman, evitando problemas mayores en el futuro. Para estructuras de acero expuestas a condiciones severas, los sistemas de ánodo galvánico también funcionan maravillas, reduciendo la corrosión en casi un 90 %. Según investigaciones publicadas el año pasado, todos estos materiales avanzados reducen significativamente los gastos de mantenimiento a lo largo de su vida útil, ahorrando entre 18 y 24 dólares por pie cuadrado con el tiempo. Este tipo de ahorro económico ayuda definitivamente a que los proyectos sean más sostenibles. Hoy en día, los constructores están siendo más inteligentes con estos materiales, por lo que vemos cada vez más barras de refuerzo recubiertas con epoxi y esos recubrimientos especiales de silano que repelen el agua apareciendo en obras de construcción en todas partes.
La industria de la construcción es un importante contribuyente a los gases de efecto invernadero, siendo el concreto y el acero responsables de aproximadamente el 60 % de todas las emisiones provenientes de materiales de construcción. Según el informe de Grip-Rite de 2023, la construcción en su conjunto representa alrededor del 37 % de las emisiones globales de carbono. El acero destaca aquí porque, aunque puede reciclarse a una tasa del 90 %, la producción de acero nuevo libera 1,85 toneladas de CO₂ por cada tonelada fabricada, lo que es en realidad tres veces peor que lo que produce el concreto. Por eso, muchos constructores sostenibles están recurriendo actualmente a cementos combinados, mezclando elementos como ceniza volante o escoria procedentes de procesos industriales. Este enfoque reduce el contenido de carbono en aproximadamente un 30 a 40 %, y sigue siendo perfectamente válido en la mayoría de las aplicaciones. Las personas del Instituto de Estudios Ambientales y Energéticos han estado promoviendo la evaluación de los materiales a lo largo de todo su ciclo de vida. Cuando se considera todo, desde el transporte y los costos de instalación hasta la demolición final, este enfoque integral puede reducir casi a la mitad las emisiones totales.
El análisis del ciclo de vida del edificio completo (LCA) identifica líderes inesperados en sostenibilidad: la madera laminada cruzada (CLT) secuestra 1,1 toneladas de CO₂ por metro cúbico, mientras que las cubiertas de aluminio reciclado ofrecen un ahorro energético del 95 % en comparación con el material virgen. Un estudio de Stanford de 2023 encontró que los diseños guiados por LCA logran la neutralidad de carbono un 52 % más rápido que los enfoques convencionales.
El mercado global de áridos reciclados alcanzará los 68.400 millones de dólares para 2028, ya que los desarrolladores reemplazan entre el 30 % y el 50 % del hormigón virgen con residuos de demolición triturados. Las prácticas de economía circular ya desvían el 82 % de los residuos de construcción de los vertederos en proyectos de la UE mediante redes de simbiosis industrial que reutilizan el aislamiento de vidrio como material para capas de carreteras.
Las certificaciones LEED v4.1 requieren al menos un 20% de contenido reciclado en materiales estructurales, lo que impulsa la adopción de bloques de cáñamo (un 28% más ligeros, resistencia térmica R-3.6/pulgada) y aislamientos a base de micelio. Los proyectos BREEAM Outstanding informan un 62% menos de carbono incorporado utilizando compuestos de fibra de celulosa y sistemas de hormigón geopolimérico.
El precio inicial de las tejas de asfalto oscila entre aproximadamente $120 y $250 por cuadrado, lo que representa un costo aproximadamente 40 por ciento más barato que instalar un techo metálico. Sin embargo, estas tejas normalmente necesitan ser reemplazadas cada 15 a 25 años, mientras que los techos metálicos pueden durar entre 40 y 70 años antes de requerir mantenimiento. Cuando se considera el panorama general, el asfalto termina costando alrededor de 2,8 veces más durante su vida útil, ya que los propietarios acaban reparándolos tras tormentas y reemplazándolos con mayor frecuencia. Según un estudio reciente de costo total de propiedad de 2024, la mayoría de los edificios destinan solo alrededor del 10 % a los costos iniciales de construcción, mientras que casi 7 de cada 10 dólares se destinan a gastos continuos de mantenimiento. Otra ventaja del techo metálico que vale la pena mencionar es su superficie reflectante, que reduce las facturas de refrigeración entre un 10 % y un 25 %. Por tanto, al considerar tanto la durabilidad como el ahorro energético, el metal definitivamente resulta superior en términos de opciones económicas para propietarios que buscan inversiones a largo plazo.
El coste del ciclo de vida evalúa los costes de adquisición, instalación, mantenimiento y eliminación durante la vida útil de un material. Por ejemplo:
| Material | Coste Inicial (por m²) | Coste de Mantenimiento (50 años) | Coste de Eliminación |
|---|---|---|---|
| Concreto | $90—$140 | $800—$1,200 | $30—$50 |
| Madera laminada cruzada | $110—$160 | $300—$500 | $10—$20 |
La investigación indica que los costes iniciales de los materiales representan solo el 20—30 % de los gastos totales durante toda la vida útil, mientras que el resto está relacionado con el mantenimiento. La protección preventiva contra la corrosión del acero o la aplicación de selladores en la madera puede reducir hasta en un 35 % el presupuesto de mantenimiento a 10 años.
El uso de componentes de construcción prefabricados puede reducir los gastos de mano de obra en sitios de construcción entre un 15 y un 30 por ciento, además de acortar los plazos de los proyectos aproximadamente entre un 20 y un 40 por ciento, según informes del sector. Tomemos como ejemplo los paneles modulares de hormigón, que ahorran alrededor de un 3 a 5 por ciento en desperdicio de materiales, lo cual es bastante impresionante en comparación con la tasa habitual de desperdicio del 10 al 15 por ciento que se observa con los métodos tradicionales de colado in situ. Muchos contratistas informan obtener casi un 30 por ciento menos de residuos en general cuando incorporan acero reciclado junto con productos de madera ingenieril en sus proyectos. Esto no solo significa menores costos de eliminación, sino que también reduce lo que pagan por materiales brutos. Tales enfoques en realidad coinciden bastante bien con los principios de la economía circular. Al reutilizar los materiales de manera más eficaz en múltiples proyectos, el sector de la construcción podría ahorrar potencialmente unos 160.000 millones de dólares cada año, que actualmente se gastan en gestionar todos estos residuos.
La madera laminada cruzada (CLT) es un producto de madera ingenieril conocido por su integridad estructural y sostenibilidad. Permite a los arquitectos diseñar formas creativas y plantas abiertas, al mismo tiempo que reduce los desechos de construcción.
Las condiciones climáticas como la humedad y los cambios de temperatura pueden causar daños en los materiales de construcción con el tiempo. Una selección y tratamiento adecuados durante la construcción pueden ayudar a mitigar estos efectos.
El acero se prefiere para diseños modulares debido a su alta relación resistencia-peso y adaptabilidad. Los marcos prefabricados de acero permiten una construcción más rápida y son especialmente útiles en zonas sísmicas.
Tanto el hormigón como el acero contribuyen significativamente a las emisiones de gases de efecto invernadero, representando aproximadamente el 60 % de las emisiones provenientes de materiales de construcción. Innovaciones como los cementos combinados y los enfoques de ciclo de vida buscan reducir estos impactos.
