La construcción sustentable es definida desde 1994 en la Conferencia Internacional sobre Construcción Sustentable como “la creación y planificación responsable de un ambiente construido saludable basado en la optimización de los recursos naturales disponibles y principios ecológicos” (Gervásio, 2014).

Para lograrlo existen métodos, certificaciones y estrategias que logran los productos sustentables; una manera de comenzar a incorporar principios de diseño sustentable, es con una selección adecuada de los materiales que se pueden usar en los proyectos arquitectónicos (Hernández, 2016, Akadiri et al., 2012).

Los materiales se llaman sustentables cuando evitan la contaminación del medio ambiente durante su ciclo de vida (Hernández, 2016), como se muestra en la Figura 1.

Es importante entender que los materiales sustentables van “desde el verde claro al verde oscuro” (Borsani, 2011), por lo que, para seleccionar materiales hoy en día es muy importante tomar en consideración los impactos ambientales desde la extracción de la materia prima hasta la ocupación, mantenimiento y remodelación en el inmueble, incluyendo las condiciones que genera de confort y habitabilidad (Hernández, 2016).

Figura 1

En este sentido, una alternativa como material de construcción sustentable, especialmente frente a las estructuras de concreto y acero, es la madera, ya que ayuda a reducir el impacto ambiental, principalmente a través del “carbón secuestrado” que utiliza en su proceso (Franco, 2019).

Desde la antigüedad, la madera ha sido uno de los principales recursos naturales que han funcionado para el ser humano. Actualmente, este material ha sido impulsado de varias formas gracias al avance tecnológico de distintas industrias madereras, desarrollándose diferentes sistemas constructivos (Álvarez & Pedroso, 2018).

La producción y el procesamiento de la madera utiliza menos energía que otros materiales, además ayuda a reducir la cantidad de dióxido de carbono; esta producción tiene una gestión muy regulada a través de empresas forestales y diversas instituciones que ayudan a la certificación de la madera para garantizar la transparencia del origen sostenible (Comisión Nacional Forestal, 2017).

Algunas de las propiedades que hacen a la madera favorable para la construcción son: que es un material ligero y poroso lo que permite un buena aislamiento térmica, eléctrico y acústico, siendo adecuado para el confort; de acuerdo a la temperatura, su calor es cuatro veces mayor que en el cobre y 50% más que en el aire, y en combinación del calor con su densidad, hace que sea un material resistente a la acción del fuego (Fritz, 2004).

Las otras ventajas de la construcción con madera se pueden clasificar en dos aspectos: el constructivo, por su baja densidad se facilita el transporte a bajo costo, la alta resistencia a movimientos sísmicos, la capacidad de aislamiento térmico y acústico, la calidez del diseño arquitectónico ya que se puede generar texturas; y el aspecto de costos, se reduce en un 15 % a un 20% a comparación de otros sistemas tradicionales, y la reducción de costos indirectos por la rapidez que el sistema constructivo con madera permite (Comisión Nacional Forestal, 2015).

La madera comercial para la construcción se puede clasificar en cuatro tipos de acuerdo con Fritz (2004): Madera aserrada y cepillada, molduras de madera, maderas reconstituidas y maderas de ingeniería.

Para dar una solución ideal a la vivienda sustentable en México, hay que pensar en los cambios que consideren nuevas tecnologías para construir con madera. Los productos de madera de ingeniería encolada son los últimos desarrollados con mayor potencial gracias a las nuevas tecnologías (Comisión Nacional Forestal, 2015, APA-The Engineered Wood Association, 2015).

Estos productos proporcionan una resistencia superior a la madera aserrada, maximizando el recurso forestal ya que se fabrican con menos fibra y disponibles en longitudes más largas; brindando una gran flexibilidad de diseño. Los productos de madera de ingeniería incluyen: vigas en I, madera laminada encolada, madera contrachapada, tablero de fibra orientada, entre otros (CMHC, 2013).

La rápida aceptación del concepto de sostenibilidad en la edificación y su entorno es acompañada de un aumento en el número de metodologías de evaluación alrededor del mundo que se han actualizado para ser más exigentes (Díaz, et al., 2018). Estas metodologías de evaluación pueden ser por medio de certificaciones o metodologías para el proceso constructivo.

Entre las principales y con aplicación en México se encuentran: Building Research Establishment Environmental Assessment Method (BREEAM), Leadership in Energy & Environmental Design (LEED) que es la predominante en nuestro país, True Zero Waste, WELL, entre otros. La Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM 2011), bajo esta premisa de evaluación a la sustentabilidad, en sus “Lineamientos en materia de construcción sustentable” para las nuevas edificaciones o remodelaciones propias de esta Institución, nos indica que “no existe en nuestro país suficiente información para hacer una evaluación completa e integral de los materiales potenciales para formar parte de un edificio”.

Por lo que es pertinente, analizar la relación entre la sustentabilidad de la construcción con la toma de decisiones de los materiales, ya que en México no hay una cultura de evaluación de sustentabilidad y seguimos usando materiales como acero, concreto, y madera en algunas ocasiones.

En este trabajo se propone el uso de la viga laminada como alternativa sustentable y nueva en el país, por sus propiedades y ventajas, a través de un índice de sustentabilidad para los materiales de construcción desarrollado, que mostrará el nivel de sustentabilidad de forma preliminar y simplificada, comparando la viga laminada con tres tipos de elementos similares usados comúnmente para la construcción.

De acuerdo con los criterios que debe contener un material sustentable, se realizó la Tabla 1, que muestra los indicadores del índice propuesto y el puntaje que se le asigna a cada indicador. El puntaje de cada indicador va de acuerdo con las opciones. Al finalizar se obtiene un puntaje total del índice, el máximo son 11 puntos, este puntaje se convirtió en escala de 1 a 5, para visualizar fácilmente los resultados, si se obtiene menos de 0.5 puntos significa 1 que es lo menos sustentable y el máximo de puntos significa 5 siendo lo más sustentable; de esta forma se obtiene un resultado preliminar del nivel de sustentabilidad que maneja el material analizado.

Para el desarrollo de los indicadores, se tomaron en cuenta las características de materiales sustentables encontradas en bibliografía, en distintas certificaciones de edificación que entre sus requerimientos toman en cuenta características de materiales y en la Norma Mexicana de Edificación Sustentable NMX-AA-164-SCFI-2013.

Tabla 1

Los materiales más utilizados estructuralmente para la construcción en México son el acero, el concreto y la madera, teniendo cada uno ventajas y desventajas (Carigliano, 2021). Por lo que se seleccionaron para ser los tres sistemas para evaluar como materiales afines a la madera laminada (Plaza, 2016).

Se identificó las partes de cada tipo de sistema para que puedan ser analizadas: material primario y materiales secundarios como se muestra en la Tabla 2. Estos elementos se colocaron de tal que se lograra una evaluación rápida y simplificada.

Tabla 2

Sistema	Material principal	Materiales secundarios	Materiales secundarios
-	-	Uniones	Complemento
Vigas Laminadas	Madera	Madera	Adhesivos
			Taquetes
Vigas de madera maciza	Madera	Madera	-
Vigas de concreto	Cemento	Acero de refuerzo	Cimbra
Vigas de acero	Acero	Acero	-

Para definir la viga laminada que se evaluará, fue necesario identificar los tipos de adhesivos más comunes en los encolados, de acuerdo con las propiedades que cada uno puede ofrecer. También se contempló la alternativa sin adhesivos mencionada al inicio para escoger así la más conveniente sustentablemente.

Se realizó el análisis del nivel de sustentabilidad a través del índice desarrollado con cada una de las vigas, definiendo primero la viga laminada con la que se va a trabajar, evaluando dos opciones, una con adhesivos y la otra con taquetes. Evaluando cada adhesivo por separado para encontrar el más adecuado y después realizando un promedio con las combinaciones como se muestran en la Figura 3.

Figura 3 /

El principal adhesivo que se usa para encolados es el adhesivo de urea formaldehído, siendo más económico y cuya principal característica es que una vez moldeada se endurece (Elorza, 2018), sin embargo, el ingrediente de formaldehído está clasificado en la Lista Roja del LBC(Living Building Challenge) como un compuesto orgánico volátil cancerígeno que logra dar afectaciones a la salud desde pequeñas emisiones (International Well Building Institute, 2020), por lo que este adhesivo no fue tomado en cuenta para la evaluación. Los adhesivos a considerar entonces fueron las resinas epoxy, los adhesivos de poliuretano y el pegamento blanco.

Las resinas epóxicas tienen buena resistencia al calor y la humedad y durante su fraguado no se producen compuestos volátiles ni hay pérdida de volumen. Los adhesivos de poliuretano sin solvente, muestran igualmente una gran resistencia al calor y a la humedad (AITIM, 2012). Y el pegamento blanco, que cura de forma transparente lo hace un elemento muy discreto, no necesita diluirse ni mezclarse y no contiene emisiones de formaldehído, este adhesivo se elabora a base de resina vinílica soluble en agua, y es uno de los más usados para encolar por su relación calidad precio, a pesar de no ser resistente al agua (Resin Expert, 2021; Maderame, 2020).

Para la elaboración del análisis del nivel de sustentabilidad de las vigas de madera maciza, se definieron las uniones igualmente con la madera, por lo que el único material que se evaluó fue la madera aserrada.

El siguiente material para evaluar fue el acero, donde la sustentabilidad normalmente está asociada a su reciclaje, sin embargo, sigue siendo conocido como uno de los materiales más contaminantes por las emisiones que generan durante su proceso de fabricación y transporte (Gervásio, 2014).

Y finalmente, se evaluó la viga de concreto, siendo de los materiales más comunes en el mundo, tiene también un gran impacto ambiental generando aproximadamente el 5% de las emisiones mundiales de CO2 (Greenspec, 2021). Para su análisis, se dividió en tres partes principales: el concreto en sí, el acero de refuerzo y la cimbra (formaleta), que es toda la madera necesaria para encajonar y elaborar éstas. Generando un promedio al final de sus componentes para poder realizar la comparativa final con las otras vigas.

Para llenar la información de los indicadores, se estableció la ciudad de Querétaro, en el bajío de la República Mexicana, como el sitio desde donde se requirieron los materiales, y de esta forma encontrar los proveedores más cercanos posibles.

Finalmente se obtuvo el puntaje para cada tipo de viga, los cuales se muestran en la Figura 10. Se observa que la viga de madera maciza es la más sustentable con 4.20 sobre 5. Se logró definir que la viga laminada que puede ser más sustentable es la viga con los taquetes de madera con un resultado de 3.80 sobre 5.

Siendo las vigas laminadas una propuesta mucho más amigable al ambiente que las vigas de acero o de concreto por los materiales empleados, la baja toxicidad y menores emisiones que se requieren en su fabricación y colocación.

Figura 10