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El proyecto Osirys estudia el uso de biocompuestos forestales en fachadas y particiones interiores

Entrevista a Julen Astudillo, arquitecto especializado en envolventes de Tecnalia

José Luis París20/03/2018

El uso de bio-componentes forestales dentro de las viviendas y en sus fachadas puede contribuir a la mejora de la calidad del aire interior en las estancias. Julen Astudillo, de Tecnalia, nos explica en esta entrevista los resultados del proyecto europeo Osirys, que estudia la incidencia de estos materiales en la consecución de estos objetivos. El Congreso ICAE 2018 dedicará una sesión especial a este estudio.

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Demostrador final del proyecto Osirys. Edificio de servicios auxiliares para el estadio de fútbol de la escuela M. Reinik en Tartu (Estonia). Todas las fachadas y particiones interiores del edificio han utilizado los productos desarrollados en el proyecto.

¿Qué es el proyecto Osiris, en qué consiste y cuáles son sus objetivos?

El proyecto Osirys es un proyecto europeo realizado dentro del VII Programa Marco de Investigación, Desarrollo Tecnológico e Innovación de la Unión Europea. El proyecto tiene como título ‘Forest based composites for façades and interior partitions to improve indoor air quality in new builds and restoration’ (Composites de base forestal para fachadas y particiones interiores con el fin de mejorar la calidad de aire interior en nuevos edificios y rehabilitaciones).

El objetivo principal del proyecto es mejorar la calidad ambiental interior y la eficiencia energética mediante el uso/desarrollo de biocompuestos forestales para ser utilizados en productos con diferentes funcionalidades capaces de cumplir con los requisitos más estrictos de los Códigos de Edificación a nivel europeo: comportamiento ante el fuego, aislamiento térmico, aislamiento acústico, durabilidad, etc. así como fomentar la introducción en el mercado de la construcción de nuevos materiales eco innovadores.

Mediante los desarrollos realizados en el proyecto, que han partido desde TRLs (Technology readiness level) muy bajos en cuanto a definición del material, se ha conseguido obtener una solución integral para fachadas y tabiques interiores que puede ser utilizada en rehabilitación y en la construcción de nuevos edificios. La solución está basada en un sistema modular industrializado que permite una mejora en la calidad final y una reducción de tiempos en la construcción.

¿Cómo afectan determinados materiales empleados en particiones interiores y fachadas en la calidad del aire dentro de las viviendas?

La calidad del aire en el interior de las viviendas está influenciada por diferentes factores. Brevemente podemos reseñar algunos de ellos como el nivel de humedad, el nivel de uso (a mayor presencia de personas se genera una mayor cantidad de CO2 en el ambiente), la capacidad de renovar el aire de las diferentes estancias (esta renovación se puede hacer por medios mecánicos o por un buen diseño arquitectónico) y la presencia de componentes ‘nocivos’ en los materiales de construcción, lo que se denomina como VOCs (Volatile organic compounds o compuestos orgánicos volátiles). Estos compuestos son emitidos por diferentes productos que utilizamos normalmente (pinturas y barnices principalmente) y no son buenos para la salud.

En el proyecto se han realizado dos aproximaciones para reducir la presencia de estos compuestos:

  • Una aproximación de tipo más pasivo, como es tratar de que todos los materiales/productos/recubrimientos desarrollados generen las menores cantidades posibles de VOCs.
  • Una aproximación de tipo más activo desarrollando una pintura de acabado interior con propiedades fotocatalíticas incluso con luz artificial (normalmente suele ser necesaria la luz solar). Esta pintura reacciona ante la presencia de los VOCs y los elimina.
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Julen Astudillo, de Tecnalia.

¿Cómo se componen estos bio-composites surgidos del proyecto Osiris? ¿Existe una sola formulación o composición o pueden conformarse con distintas combinaciones de materiales?

Los bio-composites que se han desarrollado en el proyecto tienen diferentes formulaciones ya que los productos finales desarrollados tienen requerimientos diferentes. Por ejemplo, las prestaciones de los materiales utilizados para las particiones interiores o los acabados internos de las fachadas no son los mismos que los requeridos para los elementos que van a estar en contacto con el exterior. Tampoco la configuración es la misma si se le van a pedir prestaciones mecánicas al material (en su configuración de perfil) o propiedades de aislamiento térmico (en su configuración de aislamiento).

Por ello los bio-composites desarrollados utilizan diferentes conformaciones dependiendo del producto final. En general los materiales están compuestos por una bio-resina que hace de material aglomerante y de una serie de fibras (yute, lino, etc.) que proveen al material de resistencia mecánica en caso de necesitarla. En el caso del aislamiento se ha utilizado principalmente corcho y bio-espumas conformados de manera especial para su uso como aislamiento en la fachada y en los tabiques interiores.

¿En qué grado mejora la calidad del aire interior con la aportación del nuevo material?

La medición de la calidad de aire interior implica muchos factores y tiene un alto nivel de complejidad a la hora de realizar su valoración, sobre todo si lo que queremos hacer es una comparación con los sistemas actuales ya que los resultados finales dependen de muchos variables. Teniendo en cuenta esta consideración, se puede confirmar que los productos desarrollados en el proyecto cumplen con los nuevos requerimientos en cuanto a emisividad de VOCs de los Códigos Técnicos de Edificación a nivel europeo y en algunos casos, como en el del desarrollo de la pintura fotocatalítica, se pueden llegar a conseguir reducciones en las cantidades de VOCs presentes por metro cúbico de entre 1/3 y un 1/5 de la cantidad total.

En su aplicación en fachadas, ¿qué comportamiento tienen los nuevos materiales en combinación con otros más habituales en las envolventes, como vidrio, aluminio, acero, etc?

Durante el proyecto lo que se ha querido es comprobar cuáles pueden ser las prestaciones de diferentes tipos de fachada, como puede ser un muro cortina, una fachada multicapa o incluso una ventana si eliminamos las partes metálicas en el caso de los elementos ligeros -muro cortina o ventana- o los elementos más masivos -como puede ser los ladrillos y el cemento- en el caso de la fachada multicapa, un tipo de fachada opaca que sustituye los sistemas tradicionales de ladrillo y mortero por sistemas ligeros, industrializados y con ausencia de agua en obra.

El proyecto no ha tenido como objetivo sustituir el vidrio, requeriría probablemente otro proyecto, sino comprobar si los materiales desarrollados no tenían incompatibilidades con el mismo (adhesión de las siliconas por ejemplo).

Sustituir estos materiales -aluminio y acero- es complejo debido a las buenas propiedades mecánicas que tienen, pero se ha considerado como uno de los objetivos iniciales del proyecto con el propósito de evitar los problemas derivados de su alta conductividad térmica.

En base a los resultados obtenidos se puede concluir que es factible sustituir estos materiales por bio-composites y conseguir resultados similares en cuanto a comportamiento mecánico y mejores en cuanto a comportamiento térmico. La combinación de estos nuevos materiales con el vidrio (en los casos de muro cortina y ventanas) no han representado ningún problema reseñable.

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Vista lateral del edificio. Detalle de acabado exterior de la fachada multicapa – paneles de fachada ventilada de 4300x1000mm.

La aplicación de estos bio-composites, ¿están indicados tanto en obra nueva como en rehabilitación?

Así es. Las mejores prestaciones del sistema se consiguen cuando se pueden utilizar todas sus capas y componentes, lo que normalmente suele suceder en obra nueva. En rehabilitación puede ser necesario dejar partes de la fachada preexistente por motivos de protección de la misma o por economía de la propia rehabilitación.

Sin embargo, al ser productos que pueden funcionar de forma independiente como el caso de una fachada ventilada, que es el acabado exterior del desarrollo de fachada multicapa desarrollado en el proyecto, o de una ventana, partición interior o pintura que son otros de los productos desarrollados en el proyecto, su utilización en rehabilitación es muy sencilla.

¿Será difícil la homologación de los nuevos materiales para ser aceptados por regulaciones como el Código Técnico?

Como parte de los trabajos realizados en el proyecto debido a que sus resultados finales debían aplicarse en dos demostradores reales, uno en San Sebastián y el otro en Tartu – Estonia, ya se ha realizado una homologación de las características más importantes de cada uno de los productos. De cara a su introducción final en el mercado será necesario realizar pruebas complementarias pero los productos ya cuentan con un nivel de certificación adecuado para su uso en construcción.

¿Cómo se traslada el resultado de este proceso de Investigación y Desarrollo a la escala industrial? ¿Qué se necesita para que fabricantes den el paso para hacer llegar al mercado estos productos?

La finalidad de un proyecto de investigación como ha sido el proyecto Osirys que ha partido de niveles de TRL muy bajos (ha sido necesario partir desde la formulación del material – TRL muy bajo, hasta su aplicación en un producto y su instalación en un edificio – TRL muy alto) ha sido demostrar la factibilidad de utilizar materiales bio-basados en productos de construcción como muros cortina, ventanas, fachadas multicapa – fachadas ventiladas, particiones interiores, aislamientos y pinturas sin pérdida de calidad y en muchos casos con mejores prestaciones que los productos tradicionales.

El siguiente paso, una vez demostrado que es factible usar este tipo de materiales, es realizar la optimización de su fabricación, para reducir coste, y comenzar su puesta en mercado. Para ello las empresas que han participado en el proyecto van a utilizar diferentes métodos: desde la puesta inmediata en mercado utilizando sus propios medios y canales de distribución, como puede ser el caso de las pinturas y adhesivos desarrollados, o por medio de licencias y en colaboración con empresas del sector, como puede ser el caso de la puesta en mercado de los diferentes sistemas desarrollados: muro cortina, fachada multicapa y cada uno de sus componentes, ventana y partición interior, etc.

¿Qué aportación tiene Tecnalia y otras empresas españolas en este proyecto?

El proyecto ha contado con la presencia de 5 empresas españolas:

  • Tecnalia realizando labores de coordinación de todo el proyecto y desarrollo a nivel de los propios materiales y de los productos.
  • Acciona Construcción, focalizada en la parte de la utilización de bio-composites en aplicaciones exteriores (fachada ventilada).
  • Aimplas, con el desarrollo del material bio-compuesto para su utilización en todos los sistemas de perfilería de los diferentes productos desarrollados.
  • ENAR Envolventes arquitectónicas, aportando toda la ingeniería necesaria para realizar el diseño en detalle de los sistemas de fachada y su optimización mecánica y térmica.
  • Visesa como propietario de uno de los demostradores que se han realizado en el proyecto a cargo de verificar que los elementos cumplían con todas las características requeridas.

¿Se ha llegado ya a construir algún edificio con estos nuevos materiales? En caso afirmativo, ¿cómo se están comportando y qué resultados se han obtenido?

Durante el proyecto se han construido tres demostradores para verificar la factibilidad de los sistemas desarrollados:

  • Un primer demostrador experimental en el edificio propiedad de Tecnalia, Kubik, con vistas a realizar una comprobación en condiciones muy controladas del funcionamiento final de los diferentes sistemas desarrollados, aún en proceso de monitorización.
  • Un demostrador en un edificio de viviendas en la ciudad de San Sebastián. Se han utilizado los diferentes productos en uno de los apartamentos y se está comparando su comportamiento con un apartamento similar que utiliza productos tradicionales. Este demostrador está en proceso de finalización.
  • Un demostrador en un edificio de usos complementarios para un estadio de fútbol propiedad de la escuela M. Reinik en Tartu (Estonia). En este caso el edificio se ha construido enteramente con los sistemas desarrollados en el proyecto. Toda la fachada y componentes interiores utilizan los productos desarrollados en el proyecto. Las imágenes que ilustran esta entrevista pertenecen a este edificio.

El comportamiento de los demostradores reales que ya han sido terminados, como es el caso del edificio de Estonia, está siendo muy bueno. Tenemos que tener en cuenta las condiciones climáticas de Tartu. En este invierno —el edificio está terminado desde Octubre del 2017— se han alcanzado temperaturas de -20 °C y no se ha detectado ningún tipo de problemas con los sistemas utilizados. Se está realizando una monitorización a largo plazo ya fuera del proyecto, durante un año más, para verificar que no surgen problemas no previstos inicialmente.

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Lobby interior del edificio. Detalle de muro cortina y partición interior.

¿El desarrollo de nuevas soluciones constructivas, está en la eco-innovación? ¿Qué vías de investigación están abiertas en este sentido?

La eco-innovación y la sostenibilidad son dos vías de investigación plenamente presentes y con un amplio recorrido. En los próximos años veremos cada vez más posibilidades con este tipo de productos ya que su utilización de forma adecuada puede contribuir a una mejor sostenibilidad de los medios de producción y al sector de la construcción en general.

En nuestro país todavía no hay una demanda muy amplia de este tipo de productos por parte del público en general, pero al igual que está sucediendo con otros países del centro y del norte de Europa se espera que su demanda aumente en los próximos años debido a una mayor conciencia medio-ambiental.

En cuanto a las vías de investigación abiertas en estos momentos, hay que reseñar que la utilización de este tipo de materiales todavía es muy incipiente y se van a ver importantes desarrollos en este sentido con mejoras en las propiedades térmicas, mecánicas y de resistencia a la intemperie en los próximos años. Asimismo, también se espera una mayor utilización de materiales como la madera y sus derivados en ámbitos con escasa presencia en estos momentos. Y de forma similar a los desarrollos del proyecto Osirys cada vez se verán más productos basados en materiales compuestos en el sector de la construcción.

¿De qué manera han estado presentes estos desarrollos en ICAE 2018?

El proyecto Osirys ha contado con una sesión especial en el congreso compuesta por tres conferencias en las que ha hablado en mayor detalle de los resultados de este proyecto, así como del proceso que se ha seguido para convertir estos materiales bio-compuestos en productos utilizables en las fachadas de los edificios. Se ha dado una visión de la ingeniería que ha sido necesario desarrollar para su utilización, así como de las posibilidades arquitectónicas de los productos del proyecto Osirys.

Aparte de esta sesión específica del proyecto en el congreso tendremos diferentes conferencias que tocarán temas relacionados con nuevos materiales y posibilidades para las envolventes desde un punto de vista más técnico y también teniendo en cuenta las implicaciones arquitectónicas de estos nuevos desarrollos.

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