Energía incorporada: lo que se gastó antes de que lo compraras
La energía de operación se mide y se factura, lo que la hace visible. La energía incorporada la gasta otra persona en otro sitio antes de la compra, y no aparece en ninguna factura que el usuario vea. Conforme mejora la eficiencia de uso, la mitad invisible crece respecto a la visible.
Dónde está la energía
Tres materiales concentran la mayor parte de la energía incorporada del entorno construido. El cemento se calienta a unos 1.450 grados para producir clínker, lo que exige calor de proceso de alta temperatura difícil de electrificar. El acero se reduce a partir de mineral de hierro, tradicionalmente con coque como combustible y como agente químico reductor. El aluminio se separa de su óxido por electrólisis, que consume muchísima electricidad por tonelada.
El cemento tiene un rasgo que los otros no tienen. Cerca de la mitad de su dióxido de carbono no viene del combustible sino de la química: calentar caliza expulsa dióxido de carbono y deja óxido de calcio, y esa liberación ocurre sea cual sea la energía del horno. Una cementera que funcionara enteramente con energía limpia seguiría emitiendo la fracción de proceso, y por eso el cemento es uno de los casos más sólidos para la captura de carbono.
El aluminio se entiende mejor como electricidad almacenada. Producir una tonelada cuesta del orden de 14.000 kilovatios-hora, así que una fundición es en la práctica un consumidor de electricidad del que sale metal. Eso explica que las fundiciones se agrupen junto a hidroeléctrica y geotermia baratas, que estén entre las primeras industrias en deslocalizarse cuando suben los precios, y que sean participantes valiosas en la respuesta de la demanda.
El material reciclado cambia mucho la cuenta para algunos de estos. Refundir aluminio cuesta cerca del cinco por ciento de la producción primaria, porque la electrólisis ya está hecha y no puede deshacerse. El acero de chatarra en horno de arco eléctrico usa una fracción de la vía del alto horno. El cemento no tiene atajo equivalente, ya que el cambio químico no se revierte.
Por qué se está desplazando la proporción
En un edificio mal aislado de los años sesenta, la energía de operación a lo largo de cincuenta años empequeñece la que se empleó en construirlo, y la incorporada es un residuo en el total de su vida.
Constrúyase el mismo edificio con un estándar moderno de baja energía y la operación cae en su mayor parte, mientras la incorporada sube: más aislamiento, mejor acristalamiento, ventilación mecánica y a menudo más hormigón. En un edificio bien construido de estándar pasivo, la energía incorporada puede acercarse o superar a todo lo que el edificio consumirá en uso.
Esto no es un argumento contra los edificios eficientes, y a veces se usa mal así. Es un argumento de que, una vez eficiente la operación, la pregunta que queda es de qué está hecha la estructura, y de que solo una contabilidad de ciclo de vida completo muestra el total. Las normas que fijan solo un estándar de operación optimizan la mitad del problema y se están ampliando.
El mismo desplazamiento ocurre en los vehículos. La energía de vida de un coche de combustión la domina el combustible. La de uno eléctrico no: la fabricación, sobre todo la batería, es una parte mucho mayor, y por eso las comparaciones de ciclo de vida dependen mucho de cuántos kilómetros recorra realmente el vehículo y de la red en que cargue.
El problema de medirla
Las cifras de energía incorporada varían mucho entre fuentes, por la misma razón que las de TRE: la frontera del sistema. Contar el combustible de la fábrica da un número, añadir la energía de las materias primas otro, y añadir la fábrica que hizo las máquinas un tercero.
Un segundo problema es la asignación. Una refinería produce muchos productos de un barril, y una fundición produce metal y calor residual. Decidir cuánta de la energía de entrada corresponde a cada salida es una elección metodológica que distintos profesionales hacen de forma distinta, y mueve los resultados de forma notable.
Un tercero es la antigüedad de los datos. La energía de fabricación por unidad ha caído en casi todos los productos, y un coeficiente de una base de datos de hace una década subestima el rendimiento actual. Los módulos solares son los más afectados: cifras aún en circulación reflejan una fabricación que ya no existe.
La consecuencia práctica es la misma que en el resto de esta biblioteca. Las cifras de un único estudio aplicado con coherencia pueden compararse entre sí; las de estudios distintos normalmente no. Quien cite una cifra de energía incorporada debería poder decir qué frontera se usó, y si no puede, el número aporta menos información de la que aparenta.
Qué la reduce
Usar menos material es la primera y mayor palanca. La optimización estructural encuentra de forma rutinaria que los edificios contienen más hormigón y acero de los que necesitan, porque sobredimensionar le sale más barato al proyectista que calcular y no acarrea penalización. El esfuerzo de diseño sustituye directamente al material, y es la reducción más barata disponible.
Reutilizar supera a reciclar. Una viga de acero desmontada de un edificio e instalada en otro conserva la energía ya invertida; la misma viga fundida y recolada pierde la mayor parte y gasta además la energía de refundición. La reutilización la limitan la certificación, la documentación y el hecho de que los edificios rara vez se diseñan para desmontarse, que es una elección de diseño y no un límite físico.
La durabilidad es el mismo argumento en el tiempo. Un objeto que dura el doble reduce a la mitad su energía incorporada por año de servicio, y aquí la reparabilidad, los recambios y el diseño modular adquieren una justificación energética independiente de la cuestión de los residuos.
La sustitución de materiales va al final y es la más discutida. Madera en lugar de hormigón en edificación de altura media, sustitutos del clínker en el cemento, reducción del acero con hidrógeno: son reales y en su mayoría tempranas. Importan, e importan menos que no usar el material de entrada, que es el hallazgo constante de los estudios de ciclo de vida y el menos representado en las políticas.
Preguntas frecuentes
¿Qué es la energía incorporada?
Todo lo consumido al extraer materias primas, procesarlas, fabricar, transportar e instalar un producto, antes de usarlo. Es invisible para el comprador porque la gastó otra persona antes de la compra y no aparece en ninguna factura que el usuario llegue a ver.
¿Por qué es tan difícil descarbonizar el cemento?
Porque cerca de la mitad de su dióxido de carbono viene de la química y no del combustible: calentar caliza expulsa dióxido de carbono y deja óxido de calcio, y eso ocurre sea cual sea la energía del horno. Una cementera que funcionara enteramente con energía limpia seguiría emitiendo la fracción de proceso.
¿Por qué se dice que el aluminio es electricidad almacenada?
Porque separarlo de su óxido por electrólisis cuesta del orden de 14.000 kilovatios-hora por tonelada, lo que convierte una fundición en un consumidor de electricidad del que sale metal. Por eso se agrupan junto a hidroeléctrica barata, se deslocalizan cuando suben los precios y son valiosas en respuesta de la demanda.
¿Puede superar la energía incorporada a la de operación?
Sí, en edificios modernos eficientes. En uno de los años sesenta la operación empequeñece la construcción, pero un edificio de estándar pasivo recorta mucho la operación mientras sube la incorporada, y esta puede acercarse o superar a todo lo que el edificio consuma en uso. El mismo desplazamiento ocurre en los vehículos eléctricos.
¿Qué reduce más la energía incorporada?
Usar menos material, ya que sobredimensionar estructuras es rutinario y el esfuerzo de diseño sustituye directamente a hormigón y acero. Después reutilizar, que conserva la energía ya invertida en lugar de gastar la de refundición. Después la durabilidad. La sustitución de materiales es la más discutida e importa menos que no usar el material.
