Selección de materiales sostenibles con materiales estructurales emergentes

Por qué importa con qué construimos

Los edificios en los que vivimos y trabajamos moldean el clima de forma silenciosa. Cada viga, columna y losa de hormigón o acero representa energía y emisiones ya consumidas antes de que nadie encienda una luz o una calefacción. A medida que arquitectos e ingenieros mejoran la eficiencia del uso diario de energía en los edificios, el impacto climático oculto inherente a los materiales de construcción mismos se vuelve igual de importante. Este artículo explora cómo cambiar de materiales estructurales convencionales a otros más recientes podría reducir drásticamente la huella de carbono del entorno construido.

Del consumo de energía a las emisiones ocultas de los edificios

Durante décadas, la mayor atención en el diseño ecológico se centró en las emisiones “operativas”: el combustible y la electricidad necesarios para calefacción, refrigeración, iluminación y equipos. Gracias a un mejor aislamiento, sistemas eficientes y más energía renovable, estas emisiones están descendiendo lentamente. Lo que sigue siendo persistentemente alto es el carbono “incorporado”: los gases de efecto invernadero liberados cuando las materias primas se extraen, se procesan en fábricas, se transportan y se ensamblan en estructuras. En muchos edificios nuevos, especialmente en países como el Reino Unido, las emisiones incorporadas ya representan con holgura más de la mitad del impacto climático a lo largo de su vida. Dado que los materiales estructurales como el hormigón, el acero y la madera ingenierizada conforman la mayor parte de la masa de un edificio, también dominan esta factura de carbono oculta y ofrecen la mayor oportunidad de reducción.

Nuevos materiales en la caja de herramientas de la construcción

Los autores reunieron un amplio conjunto de datos de 409 materiales de construcción diferentes, dividiéndolos en opciones tradicionales y “emergentes” que todavía no tienen un uso generalizado. Estos incluyen nuevos hormigones que sustituyen el cemento ordinario por mezclas de piedra caliza y arcilla, subproductos industriales o ligantes a base de magnesio; áridos ligeros fabricados a partir de cenizas residuales y residuos carbonatados; y una familia creciente de productos de madera ingenierizada como la madera contralaminada, el bambú laminado y la madera densificada. Para cada material recopilaron hasta 21 propiedades distintas, desde la rigidez y la resistencia hasta la densidad y medidas del impacto ambiental. Después plasmaron estos datos en gráficos de selección de materiales que muestran cómo las propiedades se compensan entre sí, ayudando a los diseñadores a ver dónde los materiales emergentes pueden igualar o ampliar el rendimiento de los conocidos.

Resistencia, ligereza y carbono comparados

El estudio concluye que muchos materiales de próxima generación ya igualan o superan a los convencionales en rendimiento básico de ingeniería. Varios hormigones nuevos alcanzan rigidez y resistencia a compresión similares a las del hormigón con cemento ordinario, lo que les permite soportar las mismas cargas con seguridad. Los productos de madera ingenierizada —incluida la madera laminada, la madera compuesta estructural y el bambú— a menudo igualan o superan la resistencia y rigidez de la madera laminada convencional. La madera densificada puede lograr una resistencia particularmente alta. Al mismo tiempo, muchos de estos materiales son más ligeros que sus homólogos convencionales, lo que reduce la masa total que hay que producir y transportar. Sin embargo, los autores también ponen de manifiesto una laguna importante en los datos: menos de uno de cada tres materiales estudiados contaba con números fiables sobre carbono incorporado, y menos de uno de cada diez disponía de datos sobre energía incorporada, lo que dificulta juzgar plenamente sus ventajas ambientales.

Vigas, columnas y la diferencia climática

Para mostrar lo que significan estos números en la práctica, los investigadores realizaron dos ejercicios de diseño simplificados: uno para una viga de forjado y otro para una columna vertical. Diseñaron cada elemento para cumplir las mismas exigencias estructurales —en vano, carga y seguridad— pero permitieron cambiar el material. Al comparar el carbono incorporado total de vigas equivalentes, el acero reutilizado y los productos de madera ingenierizada resultaron los mejores. Las vigas de acero reutilizado, fabricadas a partir de secciones recuperadas limpiadas y certificadas para nuevo uso, emitieron solo alrededor del 3–5 por ciento del carbono de las vigas hechas con acero nuevo. Maderas como la contralaminada o la madera laminada encolada, así como el bambú, también mostraron reducciones sustanciales frente al acero y al hormigón tradicionales. Patrones similares aparecieron para las columnas, donde de nuevo el acero reutilizado y la madera ingenierizada ofrecieron el menor carbono incorporado, mientras que los hormigones de baja emisión superaron a las mezclas cementosas convencionales pero seguían por detrás de las mejores opciones.

Qué significa esto para los edificios del futuro

Los autores concluyen que ya existe una sólida base técnica para sustituir materiales de alta intensidad de carbono por alternativas de menor carbono en papeles estructurales importantes, particularmente mediante la reutilización de acero y la expansión del uso de madera ingenierizada y bambú. Su base de datos muestra que muchos materiales emergentes pueden proporcionar la misma resistencia y rigidez reduciendo drásticamente el impacto climático. Sin embargo, el progreso se ve frenado por lagunas en los datos ambientales, pruebas y certificaciones limitadas y la falta de integración de estos materiales en las herramientas y normas de diseño habituales. Al recopilar y comparar sistemáticamente las propiedades de los materiales, este trabajo ofrece a diseñadores y responsables de políticas un mapa más claro de las opciones disponibles hoy y destaca dónde se necesitan mejores datos y apoyo para que la construcción baja en carbono sea la norma y no la excepción.

Cita: Burdett, S., Arora, M. & Myers, R.J. Sustainable materials selection with emerging structural materials. npj Mater. Sustain. 4, 13 (2026). https://doi.org/10.1038/s44296-026-00099-7

Palabras clave: carbono incorporado, hormigón de baja emisión de carbono, madera de ingeniería, acero reutilizado, materiales de construcción sostenibles