Què fa que l’estructura d’acer sigui una solució sostenible per a la construcció global

Baix carboni incorporat gràcies a l’acer reciclat i a la producció neta

Com el contingut reciclat redueix el carboni incorporat en les estructures d’acer

L'acer reciclat ajuda molt a reduir l'empremta de carboni dels edificis, ja que evita tots aquells passos intensius en energia com l'explotació minera de matèries primeres, el processament de minerals i la refinació inicial. Quan es fabrica acer a partir de ferralla vella en lloc de ferro nou, s'utilitza aproximadament dos terços menys d'energia en total. I per cada tona d'acer reciclat produïda, uns 4,3 tones d'emissions de CO2 simplement desapareixen del càlcul. Avui en dia, la majoria d'instal·lacions utilitzen forns d'arc elèctric que poden recuperar més del 90% del metall en ferralla. Transformen els residus provinents dels consumidors o dels processos industrials en materials de construcció resistents que compleixen totes les normes de seguretat. Tot aquest cicle de reciclatge també estalvia molta cosa: s'utilitza aproximadament un 40% menys d'aigua i hi ha una reducció impressionant del 86% de la contaminació atmosfèrica en comparació amb els alts forns tradicionals. Això fa que l'acer reciclat no només sigui bo per al medi ambient, sinó pràcticament essencial si volem construir de manera sostenible sense malmetre el nostre planeta.

Innovacions en la producció d'acer de baix carboni (DRI basat en hidrogen, forns d'arc elèctric)

Els forns d'arc elèctric, o FAE per les seves sigles en català, s'han convertit en el mètode principal per fabricar acer estructural reduint alhora les emissions de carboni. Aquests forns generen aproximadament 0,68 tones de CO₂ per cada tona d'acer produïda, un 75 % menys que les antigues fornes tosques. I quan funcionen amb fonts d'energia renovable com l'eòlica o la solar, les seves emissions poden arribar a ser gairebé zero. Anant encara més enllà, existeix la tecnologia d'acer directe reduït mitjançant hidrogen, que substitueix el carbó habitualment utilitzat en la producció d'acer per hidrogen verd net. Aquest procés produeix acer d'ús estructural amb només 0,24 tones de CO₂ per tona, una reducció impressionant del 87 % respecte als mètodes tradicionals. Diversos projectes pilot han demostrat que aquest sistema funciona a gran escala, i curiosament els FAE ja representen aproximadament el 70 % de tot l'acer fabricat als Estats Units. A mesura que els costos de les opcions d'energia neta continuen baixant al país, aquestes innovacions ajuden a mantenir l'acer com un material de construcció fiable que fa front als reptes climàtics sense sacrificar cap de les seves propietats importants, com la resistència o la flexibilitat, ni tampoc deixen de complir les normatives de seguretat necessàries.

Cicle de vida de cuna a cuna: reciclatge infinit de l'estructura d'acer

Reciclabilitat del 100 % de l'estructura d'acer sense pèrdua de qualitat

L'acer es distingeix entre els materials perquè es pot reciclar una i altra vegada sense perdre qualitat. Quan es fon, l'acer manté totes les seves característiques importants intactes: la resistència continua sent forta, la ductilitat roman bona i la soldabilitat no canvia ni tan sols després de múltiples cicles de reciclatge. La majoria d'edificis que derroquen estructures velles recuperen al voltant del 90% del seu contingut d'acer per a reutilitzar-lo en nous projectes. Segons Steel Construction New Zealand (2023), gairebé tots els productes nous d'acer ja contenen aproximadament un 93% de material reciclat. Què fa possible això? Doncs, la naturalesa magnètica de l'acer ajuda molt durant el processament de residus. Les instal·lacions de classificació poden separar fàcilment l'acer d'altres escombraries mitjançant imants, fet que explica per què reciclem aproximadament 650 milions de tones d'acer arreu del món cada any. Això converteix l'acer no només en una opció pràctica, sinó també en una tria responsable des del punt de vista ambiental per a les necessitats de construcció.

Avaluació del cicle de vida (ACV): menor impacte ambiental en comparació amb el formigó i la fusta

Anàlisis de cicle de vida rigurosos des de la font fins a la tomba confirmen constantment la superioritat de l'acer en matèria de sostenibilitat:

• Genera un 72 % menys de CO₂ que el formigó per tona de material (worldsteel, 2023)
• Requereix un 40 % menys d'energia per reciclar-lo que per processar fusta primària
• Aconsegueix taxes de reciclatge del 93 % , davant del 20 % del formigó (Journal of Cleaner Production, 2023)

Les dades de l'Associació worldsteel de 2023 mostren que la circularitat de l'acer redueix els residus enviats als abocadors un 75 % en comparació amb alternatives compostes, consolidant-ne la posició com a material estructural òptim per a la construcció neutra en emissions de carboni.

Sostenibilitat operativa: eficiència energètica i resiliència

Els edificis d'acer destaquen pel que fa al rendiment durador, ja que estalvien energia i suporten bé els desastres. Les mesures exactes possibles amb l'acer combinen molt bé amb els materials d'aïllament moderns, el que significa que els edificis necessiten aproximadament un 40 % menys de calefacció i refrigeració que les construccions habituals. Això redueix tant els gasos d'efecte hivernacle com les factures mensuals al llarg del temps. Com que la majoria de peces d'acer es fabriquen a fàbriques abans de la instal·lació, les estructures finals solen ser molt més estanques als corrents d'aire. Menys intersticis entre parets i sòls implica que menys calor s'escapa per aquests punts febles on es troben diferents materials.

L'acer no només ofereix un bon rendiment en termes d'eficiència energètica. La seva impressionant resistència respecte al pes permet que els edificis resisteixin terratrèmols, tempestes intenses i fins i tot acumulacions abundants de neu sense necessitar canvis estructurals importants. Quan es produeixen desastres, aquesta resistència implica que cal fer menys treball de reconstrucció posteriorment, cosa que estalvia tant diners com materials i permet que les comunitats continuïn funcionant durant períodes difícils. Estudis mostren que les estructures construïdes amb estructures de suport d'acer poden tornar a la normalitat aproximadament un 60 % més ràpidament que altres tipus d'edificis després d'incidències meteorològiques severes. Això converteix l'acer en una elecció important de material per crear infraestructures capaces de fer front a qualsevol fenomen natural, tot recolzant al mateix temps objectius de sostenibilitat a llarg termini.

Elements impulsors de l'economia circular: prefabricació, reutilització i disseny per a la desconstructibilitat

Estructura d'acer prefabricada que minimitza els residus i les emissions in situ

Quan parlem de prefabricació, el que realment fem és traslladar la major part de la feina lluny d’aquells caòtics llocs de construcció cap a fàbriques on es pot fer bé la feina des del primer moment. Els residus de materials disminueixen dràsticament; algunes dades indiquen que es redueixen fins a un 90 % menys quan tot es fa sota un mateix sostre, en comptes de fer-ho a l’aire lliure, exposat als elements. Construir fora del lloc significa ja no haver d’esperar que pari la pluja o que es descongeli la neu. A més, transportar components acabats en lloc de materials en brut redueix considerablement el trànsit de camions i les emissions associades. El que s’entrega al lloc són, bàsicament, peces com les d’un trencaclosques, preparades per encaixar-se ràpidament i netament. És evident que els projectes s’acaben abans, però també hi ha menys desordre i soroll al lloc real de treball. I la millor part? Tot el procés produeix molt menys emissions de carboni, sense renunciar a estructures resistents que els arquitectes poden dissenyar segons les seves necessitats, sense cap limitació.

Disseny per a la desmuntatge i la reutilització de components estructurals d’acer

Quan es dissenyen edificis pensant en la desconstructibilitat, les estructures d'acer deixen de ser només actius fixos i es converteixen en recursos valuosos que es poden utilitzar una i altra vegada. L'ús de cargols en lloc de soldadura permet desmuntar bigues, columnes i triangulacions peça a peça. Aquests components es poden revisar llavors per detectar-ne possibles danys i tornar-los a posar en servei per a nous projectes sense perdre qualitat. L'acer conserva tot el seu contingut energètic original d'aproximadament 24 gigajoules per tona i manté les seves propietats mecàniques de resistència indefinidament, de manera que, quan el reutilitzem, preservem tant el valor del material com els estalvis de carboni. Estudis sobre el cicle de vida dels edificis indiquen que aquestes aproximacions redueixen les emissions totals de carboni aproximadament un 40 % en comparació amb edificis concebuts únicament per a un ús únic. El que abans es considerava residu al final de la vida útil d'un edifici es converteix ara en matèria primera immediatament disponible per al següent projecte constructiu.