El entorno construido –que incluye la construcción y operación de edificios, carreteras, puentes y otras infraestructuras– es responsable de alrededor del 40 por ciento de las emisiones globales de gases de efecto invernadero que contribuyen al cambio climático.
Ming Hu, decano asociado de investigación, becas y trabajo creativo de Notre Dame, dijo que si bien muchos códigos y puntos de referencia de construcción se han centrado en la construcción de nuevos edificios que sean “más ecológicos” y más eficientes energéticamente, no es suficiente tratar de reducir las emisiones en operación. Escuela de Arquitectura. Más bien, los formuladores de políticas y los líderes de la industria deben adoptar una visión más amplia y examinar el papel del carbono incorporado en los edificios existentes.
El carbono incorporado representa la cantidad de emisiones de gases de efecto invernadero asociadas con todo el ciclo de vida de un producto, incluida la extracción, producción y transferencia de materiales; fabricación de bienes o edificios; y su disposición final o destrucción. En la construcción, materiales como el asfalto, el hormigón y el acero, en particular, tienen graves consecuencias para el medio ambiente.
Sin embargo, evaluar el impacto del carbono incorporado en el entorno construido es difícil debido a la falta de datos. Para abordar esa brecha de conocimiento, Hu y Siavash Ghorbani, estudiantes graduados en ingeniería civil y ambiental de Notre Dame, desarrollaron una nueva forma de analizar el carbono incorporado en más de 1 millón de edificios en Chicago.
Su investigación publicada recientemente identifica 157 tipos de viviendas arquitectónicas diferentes en la ciudad y proporciona la primera herramienta de análisis visual para evaluar el carbono incorporado a un nivel granular y ayudar a informar a los formuladores de políticas que buscan planificar estratégicamente la mitigación del carbono urbano.
“Anteriormente, a menudo era difícil conceptualizar y defender por qué queremos preservar y reutilizar los edificios existentes”, dijo Hu. “Creemos que es una forma más clara y directa de ayudar a los formuladores de políticas o a los legos a tomar decisiones informadas. Si yo fuera el alcalde de Chicago, podría ver esto y decir: ‘Bueno, antes de derribar este edificio, tengo que pensarlo dos veces’. Debido a que ya hay mucho carbono incrustado en esta estructura, ¿quiero restaurar y reutilizar este edificio, o quiero derribarlo y construir uno nuevo, lo que aumentará el carbono incorporado en general?
Hu y Ghorbany pudieron identificar arquetipos específicos dentro de ciudades y regiones geográficas intensivas en emisiones, proporcionando información procesable a las partes interesadas en el desarrollo urbano. También descubrieron que aumentar la vida útil promedio de los edificios de los 50 años actuales a 75 años y reducir su tamaño en sólo un 20 por ciento podría reducir sus emisiones de carbono en dos tercios.
Hu enfatizó que su investigación no encontró ningún escenario en el que demoler un edificio existente para construir algo nuevo, incluso si ese nuevo edificio es más eficiente energéticamente, tenga sentido desde una perspectiva ambiental.
“Si analizamos toda la vida útil del edificio, la renovación del edificio existente ha reducido significativamente las emisiones de carbono durante todo su ciclo de vida, incluido el carbono operativo y incorporado”, dijo Hu, quien también es miembro afiliado de la facultad de la Facultad de Ingeniería. “Esto se debe a que el ‘período de recuperación’ de un edificio nuevo suele ser de 20 años debido al alto nivel de emisiones de gases de efecto invernadero creado por su construcción. Así que, si podemos extender el ciclo de vida de un edificio a 70 u 80 años, reutilizarlo El edificio existente definitivamente tiene más sentido.
“Siempre deberíamos reutilizar los edificios existentes. La verdadera pregunta es cuánto queremos renovarlos y restaurarlos”.
Hu y Ghorbani eligieron Chicago por muchas razones, incluida su proximidad a Notre Dame, su historia arquitectónica y porque la ciudad ocupa el octavo lugar en el mundo en cuanto a emisiones de gases de efecto invernadero. En el futuro, planean ampliar el proyecto para evaluar el carbono incorporado en ciudades de todo Estados Unidos.
Los investigadores, que recibieron financiación de la Fundación Nacional de Ciencias, utilizaron el aprendizaje automático y la inteligencia artificial para crear un conjunto de datos integrado para su análisis, a partir de una variedad de conjuntos de datos existentes, incluido el Inventario Nacional de Estructuras de Chicago y los Datos Abiertos del Condado de Cook.
Compararon diferentes tipos de datos utilizando su ubicación geográfica, luego los codificaron y clasificaron según diferentes características, como materiales estructurales y tipos de techo. A partir de ahí, multiplican las emisiones de referencia del tipo de vivienda por la huella de cada edificio para estimar su carbono total incorporado.
Ghorbani, que es académico de posgrado en el Lucey Family Institute for Data and Society y tiene una licenciatura en arquitectura, dijo que la creación de una herramienta de mapeo interactiva y accesible para ayudar a visualizar sus hallazgos era una prioridad absoluta.
“Nuestro objetivo para el producto final era crear una forma fácil de acceder e interactuar con estos datos”, dijo. “Lo hicimos para que puedas probar diferentes escenarios seleccionando qué arquetipos quieres ver y filtrándolos por año o tipo de emisiones. Espero que en el futuro las ciudades puedan utilizar esta herramienta para reducirlas. Emisiones de carbono para que podamos reducir el cambio climático y ayudar a reducir sus efectos”.
Hu está de acuerdo y señala que los beneficios potenciales de esta investigación no son sólo ambientales, sino también culturales.
“En primer lugar, es crucial que tengamos un inventario claro del carbono incorporado en nuestro entorno construido”, dijo. “Es algo que nunca hemos tenido antes y que aún no tenemos en todo el país. Una vez que lo tengamos, podremos tomar decisiones informadas sobre cómo reducir nuestras emisiones de carbono extendiendo la vida útil de estos edificios.
“Y, además de los beneficios medioambientales, la preservación de estos edificios que forman parte del carácter arquitectónico de la ciudad tiene un valor social y cultural”.