Utilización del acero galvanizado en la construcción sostenible

El costo económico general de la corrosión ha sido estudiado en varios países. Se estima que este  costo puede llegar hasta el 4% del Producto Interno Bruto.
La durabilidad a largo plazo proporcionada por la galvanización se consigue con una carga medioambiental relativamente baja en términos de energía y de otros impactos globales relevantes, especialmente en comparación con el montante del valor de la energía del acero al que protege. Una revisión de los estudios de ciclo de vida disponibles realizada por Life Cycle Engineering (Turín, Italia) ha identificado los valores indicados en la tabla siguiente:

El intervalo de valores representa las diferencias en los tipos de materiales de acero, factores geográficos y metodologías de los estudios.

Estas cargas se han medido sobre la base de un ciclo de vida completo, desde la extracción de las materias primas hasta el transporte de los productos acabados a los clientes.

Utilizando esta información sobre las cargas ambientales que implica la protección del acero frente a la corrosión mediante la galvanización en caliente, ha sido posible comparar las consecuencias de los diferentes sistemas de protección frente a la corrosión.

Diferentes estudios han demostrado los elevados  costos económicos y medioambientales asociados con las repetitivas operaciones de pintado para el mantenimiento de las estructuras de acero. Estas cargas pueden reducirse significativamente mediante una inversión inicial en protección a largo plazo.

La falta de atención a una protección óptima frente a la corrosión puede suponer un legado económico oneroso por gastos de mantenimiento repetitivos. En los proyectos de viviendas sociales, muy probablemente los  costos de mantenimiento recaerán sobre las autoridades locales. En los proyectos de infraestructuras públicas, la utilización de acero galvanizado permitirá reducir los presupuestos de mantenimiento, liberándose así fondos públicos para otras inversiones.

En esta Sección se muestra cómo el acero galvanizado puede utilizarse para mejorar la sostenibilidad de las edificaciones y de los productos de construcción. Igualmente, en la sección final se presenta un ejemplo detallado y un estudio de caso real que ilustra el empleo del análisis de ciclo de vida para evaluar las consecuencias medioambientales de diferentes sistemas de protección frente a la corrosión.

El uso de acero galvanizado permite reducir los costos financieros y medioambientales de mantenimiento

Aspectos medioambientales del acero galvanizado

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Si te interesa conocer más sobre Galvanización por inmersión en caliente:

Sí, efectivamente cómo el título dice, El zinc protege al acero!
Una de las características más destacables del zinc es su capacidad para proteger al acero frente a la corrosión.
La vida y durabilidad del acero aumentan sensiblemente cuando se recubren con zinc. No hay ningún otro material que pueda proporcionar al acero una protección tan eficiente y económica.
Si se deja el acero sin proteger, se corroerá en casi cualquier ambiente. Los recubrimientos de zinc detienen la corrosión del acero de dos maneras: mediante una barrera física y mediante protección electroquímica.

Protección de tipo barrera
Los recubrimientos de zinc proporcionan una barrera metálica continua e impermeable que no permite que la humedad y el oxígeno penetren hasta el acero. La superficie de zinc metálico reacciona con la atmósfera y forma una pátina compacta y adherente que es insoluble frente al agua de lluvia. Los espesores típicos de estos recubrimientos están comprendidos entre 45 μm y más de 200 μm.
Las investigaciones realizadas a lo largo de muchos años demuestran que la duración de esta protección de tipo barrera es proporcional al espesor del recubrimiento de zinc.

Protección electroquímica
El zinc tiene también la propiedad de proteger galvánicamente al acero. Cuando se expone el acero desnudo a la humedad, como ocurre en los bordes de los cortes o en las zonas del recubrimiento dañadas, se forma una pila galvánica. El zinc que rodea estas zonas desnudas se corroe con preferencia al acero y forma productos de corrosión que se depositan sobre la superficie del acero y la protegen. En las zonas desnudas no progresa la corrosión en sentido transversal.

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El acero es una parte vital y necesaria de la construcción moderna, tanto para la edificación como para los sistemas de transporte.

Aunque en algunas aplicaciones otros materiales tales como el hormigón y la madera puedan reemplazar al acero, éste es frecuentemente la opción preferida por una serie de razones. En particular el acero puede reciclarse y utilizarse una y otra vez, de manera que se reduce la necesidad de utilizar nuevos materiales.

El acero, desafortunadamente, se corroe en situaciones de exposición y debe ser protegido bien sea mediante pintura o aleación (por ejemplo, acero inoxidable) o mediante galvanización. Mientras la sociedad moderna continúe utilizando acero en las edificaciones y las infraestructuras, éste deberá ser protegido para asegurar su durabilidad.

El acero galvanizado es tan común en nuestro entorno que rara vez nos damos cuente de su presencia, pero es de interés facilitar más información sobre la galvanización, sobre cómo se utiliza el acero galvanizado y sobre el trabajo que se ha realizado para entender y mitigar su impacto sobre el medio ambiente. Al igual que nosotros inevitablemente utilizamos el vidrio en la edificación sostenible, de la misma manera utilizaremos el acero, pero su uso debe justificarse en base a lo que se ha hecho para reducir cualquier impacto negativo sobre el medio ambiente.



Esto supone un examen cuidadoso de todos los aspectos del acero, desde la extracción del mineral, su transporte, obtención, fabricación y reciclado.
Esta guía trata de una parte del uso del acero de su protección frente a la corrosión, mediante la galvanización en caliente. La galvanización exige el empleo de otro metal, el zinc, que también se extrae de minas, se procesa y transporta, por lo que tenemos que explorar si realmente es la mejor opción para la protección del acero desde el punto de vista medioambiental.
 
El acero galvanizado está en todas partes alrededor nuestro y juega un papel vital en nuestra vida cotidiana. Se utiliza en la construcción, el transporte, la agricultura, la transmisión de electricidad y en todas aquellas situaciones en donde es esencial una buena protección frente a la corrosión y una larga duración.
Por ejemplo, ayuda a iluminar nuestras carreteras (columnas de iluminación) y proporciona electricidad a nuestros hogares, hospitales y oficinas (torres de alta tensión). Existen otras muchas industrias importantes que utilizan la galvanización.

Una gran proporción del acero galvanizado que se consume en Europa es utilizado en la construcción. Sin embargo es un proceso muy versátil que permite proteger una gran variedad de artículos de diferentes tamaños y formas, desde pequeñas tuercas y tornillos hasta grandes perfiles estructurales.
La galvanización es un procedimiento de protección del acero frente a la corrosión, mediante el cual el acero se recubre con zinc para evitar su oxidación. El proceso incluye la inmersión de las piezas de hierro y acero en zinc fundido (a una temperatura de unos 450ºC). Mediante una reacción metalúrgica entre el hierro y el zinc se forman una serie de aleaciones de zinc-hierro que crean una fuerte unión entre el acero y el recubrimiento. La duración típica de la inmersión es de unos cuatro o cinco minutos, pero puede ser mayor en el caso de las piezas pesadas que tiene una elevada inercia térmica o cuando es necesario que el zinc penetre en las piezas o construcciones huecas. Al extraer las piezas del baño de galvanización una capa de zinc solidificado recubrirá las capas de aleaciones zinc-hierro. Esta capa superficial de zinc es la causante del aspecto brillante y luminoso asociado a los productos galvanizados.

En realidad, en un material galvanizado no hay una clara demarcación entre el acero y el recubrimiento, sino una transición gradual a través de una serie de capas de aleaciones que proporcionan una unión metalúrgica al recubrimiento. Las condiciones de la planta de galvanización tales como temperatura, humedad y pureza del aire, no afectan a la calidad del recubrimiento galvanizado.

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Es frecuente que los fabricantes y suministradores afirmen que sus productos son “sostenibles” aunque no exista una definición comúnmente aceptada de sostenibilidad.  La definición de Brundtland es, no obstante, la que se cita más frecuentemente: “La humanidad tiene la capacidad de hacer que el desarrollo sea sostenible: el desarrollo que satisface las necesidades del presente sin comprometer la capacidad de las futuras generaciones para satisfacer sus propias necesidades” (WCDE 1987).

Esta guía recoge la mejor información hasta ahora disponible sobre la contribución del Galvanizado por Inmersión en Caliente a la construcción sostenible. La información ha sido compilada por un grupo de trabajo de expertos de la industria pertenecientes a la European General Galvanizers Association, bajo la dirección del Profesor Tom Woolley.

Tom Woolley es Arquitecto e Investigador Ambiental.

Profesor de Arquitectura especializado en Diseño Sostenible. Editor del Green Building Handbook. Autor de Natural Building. Chairman de la UK Hemp Lime Construction Products Association y miembro del Ministerial Advisory Group for Arquitecture (Irlanda del Norte) y del Arquitects Registration Board (Reino Unido).

La industria europea de la galvanización general inició sus actividades de respuesta al reto de la construcción sostenible en 2004, con el encargo al Profesor Fabio Iraldo (Universidad Bocconi, Milán) de investigar y documentar las demandas de “compras públicas verdes” y otros factores condicionantes de la agenda de la construcción verde que pudieran afectar a la industria de la galvanización. Los resultados de dicho estudio dieron lugar a diversas iniciativas, algunas de ellas en conjunción con la industria del zinc, con objeto de generar datos medioambientales relevantes y explorar el empleo de la galvanización para conseguir construcciones y edificaciones más sostenibles.

Parte 1
Introducción: ESTA GUÍA PRETENDE AYUDAR A LOS ARQUITECTOS E INGENIEROS Y A SUS CLIENTES A CONSIDERAR CÓMO USAR EL ACERO GALVANIZADO EN EL CONTEXTO DE LA CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE

Esta no es una publicación de marketing o publicidad, sino el resultado de un estudio en el que han participado varios expertos independientes de diferentes partes de Europa y que está basado en estudios científicos y académicos sobre el impacto ambiental de los productos galvanizados y de sus alternativas. Hemos tratado de ser todo lo francos y claros como nos ha sido posible sobre las diferentes cuestiones tratadas, de manera que los lectores puedan obtener sus propias conclusiones sobre la información que se presenta en ella. Nuestra opinión es que todos los fabricantes y suministradores de materiales para la construcción debieran facilitar datos ambientales rigurosos.

Ello, de manera ideal, debiera hacerse siguiendo un formato estandarizado que permitiera realizar comparaciones claras entre las diferentes opciones. En la actualidad la industria de la construcción no sigue ningún sistema unificado para las Declaraciones Ambientales de Producto que se base en las mismas metodologías y, como consecuencia, hay una gran confusión sobre los impactos ambientales de los diferentes productos.

En este documento se comentan las iniciativas más recientes sobre este particular y cómo estas iniciativas influyen sobre la especificación de los materiales y productos.
A nivel europeo hay movimientos hacia una mayor armonización que también se comentan aquí. Es frecuente que los fabricantes y suministradores afirmen que sus productos son “sostenibles” aunque no exista una definición comúnmente aceptada de sostenibilidad. La definición de Brundtland es, no obstante, la que se cita más frecuentemente: “La humanidad tiene la capacidad de hacer que el desarrollo sea sostenible: el desarrollo que satisface las necesidades del presente sin comprometer la capacidad de las futuras generaciones para satisfacer sus propias necesidades” (WCDE 1987).

Esta afirmación se utiliza frecuentemente para apoyar casi cualquiera propuesta, desde enterrar los residuos nucleares a extraer el petróleo del Polo Norte y, por ello, se ha devaluado. Sin embargo, interpretada correctamente proporciona una muy buena referencia a partir de la cual juzgar la mayoría de las actividades humanas. En lo que se refiere a la edificación, esto implica que deberíamos ser extremadamente cuidadosos en la utilización de los recursos que son escasos y que no pueden ser renovados, por lo que cualquier construcción debiera proyectarse para durar mucho tiempo o ser susceptible de reciclaje para su posterior utilización.

Además, debería reducirse al máximo el uso de energías de combustibles fósiles y controlar estrictamente la contaminación.
No debería haber ningún tipo de impacto tóxico sobre la salud humana ni interferencia con las actividades cotidianas de la gente.
Para algunos, el empleo del acero y el zinc podría parecer difícil de justificar si la definición de Brundtland se aplicara rigurosamente.
Sin embargo, la humanidad no prosperará si simplemente evita cualquier actividad y no hace nada. Existen grandes problemas de hambre y pobreza en todo el mundo y las infraestructuras deben ser mejoradas para reducir los efectos de los desastres naturales como inundaciones y terremotos. Desarrollo sostenible es abordar estas cuestiones sin dañar el planeta y sin utilizar egoístamente los recursos que ya no estarán disponibles para nuestros hijos o los hijos de nuestros hijos.

Estos problemas suponen retos tan grandes que se requieren medidas radicales para abordarlos. En los países ricos y desarrollados somos complacientes y esperamos tener lo que queremos cuando lo queremos. Esto significa que los recursos no se utilizan de manera sostenible y que el mundo occidental consume una parte sustancialmente mayor de los recursos mundiales que la que le correspondería en un reparto justo.

Medida de los Impactos
Una manera de medir los impactos es utilizar un método denominado huella ecológica. Este método mide cuanto terreno y recursos son necesarios para mantener una determinada actividad (http://www.wwf.org). Según el Living Planet Index 2004 del World Wild Fund (WWF) un tercio de la riqueza natural de la tierra ha desaparecido desde 1972. Esto incluye nuestra vida salvaje, bosques, ríos y mares. Es urgente actuar para detener la destrucción e invertir el daño ya hecho por la humanidad y no puede responderse a este reto adoptando simplemente una actitud de “lo mismo de siempre”.
Por lo tanto, se nos exige revisar cualquier forma de actividad humana e industrial y examinar sus impactos de ciclo de vida y su huella ecológica. Esto no significa que tengamos que retroceder para vivir en cavernas y sobrevivir escarbando la tierra, pero significa interrumpir muchas de las actividades innecesarias y derrochadoras que forman parte de la cultura moderna.

Actividades tales como la construcción de edificios necesitarán utilizar materiales que tengan bajo impacto, quizá utilizando materiales renovables que eviten las emisiones de carbono que procedan de la producción de otros materiales. El vidrio es un buen ejemplo de material que es esencial para los edificios de bajo impacto porque permite la absorción de la energía solar utilizando diseños solares pasivos y permite la entrada de la luz natural, reduciendo así la cantidad de energía necesaria para iluminación artificial. Por otro lado, aunque el vidrio se fabrica a partir de materiales fácilmente disponibles se requiere una gran cantidad de energía para su fabricación.

Es virtualmente imposible construir o renovar edificaciones sin producir algún impacto en el medio ambiente. Se habla mucho de edificios “cero-carbono”, pero estos edificios necesitan también recursos y energía para su construcción. En la mayoría de los casos estos recursos no son renovables y, por lo tanto, no pueden ser repuestos. La sociedad debe tomar una decisión responsable sobre la utilización de dichos recursos no renovables y paulatinamente debemos ser más eficientes en el uso de los recursos en general y responsables en la protección del planeta de la contaminación y los residuos. Como la energía de los combustibles fósiles es cada vez más escasa y costosa, tenemos que encontrar alternativas y utilizar la energía limitada para crear materiales y productos que sean genuinamente sostenibles en el sentido de durabilidad a largo plazo para satisfacer nuestras necesidades de futuro.

CONTINUARÁ en la próxima edición….
Autor: Arquitecto Tom Woolley.