Análisis de ciclo de vida de particiones interiores en la vivienda plurifamiliar de España. Análisis comparativo de los sistemas permutables usuales

Abstract

(English) The growth and development of the construction sector has significant potential for sustainable development strategies, since it consumes considerable amounts of resources, materials and energy worldwide and is known to being one of the sectors with the highest generation of waste. Also, it has been established that the greenhouse gases associated with construction activity could be avoided if the integration of the circular perspective were applied in the management of the resources. In the search to address the problem and mitigate the environmental impact generated, various methodologies have been developed to identify, quantify and evaluate the environmental impact of systems and products, such as the life cycle assessment (LCA). The main objective of the thesis is to evaluate the suitability of the integration of the LCA within the selection criteria of construction systems during the design stage of the building. With a focus on establishing and comparing the incorporated environmental impact profile of various construction systems used as interior partitions in multi-family housing in Spain. In this thesis, three articles were generated, in which four construction systems of horizontal interior partitions (floor slabs) were analyzed with a "cradle to handover" approach, including additional stages that have the potential to generate waste (such as maintenance, replacement and end of life). Its environmental performance was compared in two functional unit scenarios, one with a homogeneous square meter and other with a heterogeneous square meter. In addition, 44 vertical interior partition (walls) construction systems were evaluated: first, by combining the technical requirements with the embodied environmental impact of the systems with a “cradle to handover” approach; and second, extending the analysis approach to “cradle to grave” and incorporating dynamic parameters in the LCA. The articles that make up the thesis were carried out following the guidelines established by the ISO 14044-15804 standards for the elaboration of the LCA and the approach of the incorporated environmental impact established in Annex 57. The main databases used were BEDEC and CYPE engineers for the quantification of construction systems; and Ecoinvent to obtain data related to the emissions and environmental impact of the systems. The environmental impact methodologies used were CML 2001, Eco-indicator 99 and ReCiPe. And the programs used for the environmental assessment of LCA were LCA manager and Brightway 2, jointly with spreadsheets as a complement in data processing. Among the results obtained, it is highlighted that the stage with the greatest contribution to the environmental impact is the production of the materials. In addition, it was observed that the emissions generated in this stage will be decisive when the analysis approach is extended to the repair, replacement and renovation stages. Among the layers that make up the construction systems, the contribution to the environmental impact varies depending on the nature of the materials, the base layer with concrete derivatives being the one with the greatest environmental impact. It was observed that the contribution to the environmental impact of each component of the construction system maintains a direct dependence on the service life of the analyzed system. The development of the thesis allows us to conclude the importance of evaluating the environmental profile of the group of materials that make up the construction systems and of considering the service life of the elements and the building, in order to obtain results of greater representativeness and reliability. In addition, the findings of the thesis allow to validate the potential and suitability of using LCA to establish the environmental profile of construction systems, in order to incorporate the results of the evaluation as new criteria for sustainable analysis in the design process and selection of construction systems.

(Español) El crecimiento y desarrollo del sector de la construcción posee un potencial significativo para las estrategias del desarrollo sostenible, ya que consume considerables cantidades de recursos, materiales y energía a nivel mundial, además de ser uno de los sectores con mayor generación de residuos. Asimismo, se ha establecido que los gases de efecto invernadero asociados a la construcción, podrían ser disminuidos si se integrase el enfoque circular en el manejo de los recursos. En la búsqueda de atender la problemática y mitigar el impacto ambiental generado, se han desarrollado diversas metodologías para identificar, cuantificar y evaluar el impacto ambiental de los sistemas y productos, entre ellos el análisis de ciclo de vida (ACV). El objetivo principal de la tesis es el de evaluar y valorar la idoneidad de la integración del ACV dentro de los criterios de selección durante la etapa de diseño en la edificación. Con enfoque en establecer y equiparar el perfil ambiental de diversos sistemas constructivos utilizados como particiones interiores en la vivienda plurifamiliar en España. En la presente tesis se generaron tres artículos, en los cuales se analizaron cuatro sistemas constructivos de particiones interiores horizontales (forjados) con un enfoque “de la cuna a la entrega”, incluyendo etapas adicionales que tienen potencial de generación de residuos (como la etapa de mantenimiento, reemplazo y fin de vida). Se comparó su rendimiento ambiental en dos escenarios de unidad funcional, uno con un metro cuadrado homogéneo y otro con un metro cuadrado compuesto. Además, se evaluaron 44 sistemas constructivos de particiones interiores verticales: primero, combinando los requerimientos técnicos con la evaluación del impacto ambiental incorporado de los sistemas con un enfoque “de la cuna a la entrega”; y segundo, extendiendo el enfoque de análisis a “de la cuna a la tumba” e incorporando parámetros dinámicos en el ACV. Los artículos que conforman la tesis fueron realizados siguiendo los lineamientos establecidos por los estándares ISO 14044-15804 para la elaboración del ACV y con enfoque en el impacto ambiental incorporado establecido en el Anexo 57. Las bases de datos utilizadas fueron BEDEC y CYPE ingenieros para la cuantificación de los sistemas constructivos; y Ecoinvent como base de datos relativa a las emisiones e impacto ambiental de los sistemas. Las metodologías de impacto ambiental utilizadas fueron CML 2001, Eco-indicador 99 y ReCiPe. Y, los programas utilizados para la evaluación ambiental de ACV fueron LCA manager y Brightway 2, en conjunto con hojas de cálculo como complemento en el procesamiento de datos. Entre los resultados obtenidos se destaca que la etapa con mayor contribución al impacto ambiental es la de producción de los materiales. Además, se observó que las emisiones generadas en esta etapa serán determinantes cuando el enfoque del análisis es extendido a las etapas de reparación, sustitución y renovación. Entre los elementos que integran los sistemas constructivos, la contribución al impacto ambiental varía dependiendo de la naturaleza de los materiales, siendo los derivados de hormigón los que presentan mayor impacto ambiental. Además, se observó que la contribución al impacto ambiental de cada componente del sistema constructivo mantiene una dependencia directa con la vida útil del sistema analizado. El desarrollo de la tesis permite concluir la importancia de evaluar el perfil ambiental del conjunto de materiales que integran los sistemas constructivos y de considerar la vida útil de los elementos y del edificio, a fin de obtener resultados de mayor representatividad y fiabilidad. Además, los hallazgos de la tesis permiten corroborar el potencial y la idoneidad de utilizar el ACV para establecer el perfil ambiental de los sistemas constructivos, a fin de incorporar los resultados de la evaluación como criterios de análisis sostenible, en el proceso de diseño y selección de sistemas constructivos.