Amprenta de carbon a materialelor de construcție

Efectul de seră ne este benefic prin excelență, pentru că permite păstrarea unui echilibru al temperaturii atmosferice, la un nivel ridicat care favorizează existența vieții pe Terra (în lipsa lui, temperatura medie la suprafața Pământului ar fi de -18°C). Totuși, o creștere a temperaturii din cauza excesului de gaze cu efect de seră ne pune în fața unor situații imprevizibile ale căror consecințe se dovedesc deja periculoase. Cele mai comune asemenea gaze sunt vaporii de apă, dioxidul de carbon, metanul, oxidul de azot și ozonul, pe care oamenii le pot controla în măsură mai mică sau mai mare. Clorofluorcarburile (CFC - freonii) și hidrofluorcarburile (HFC), produse de oameni în activitățile industriale, cauzează de asemenea un efect de seră excesiv și s-a trecut deja la limitarea sau interzicerea lor, constatându-se că, în plus, distrug și stratul de ozon, benefic și el pentru că ne protejează de radiațiile UV de frecvență înaltă.

În cele ce urmează ne vom referi la amprenta de carbon a câtorva materiale de construcție uzuale în mod strict, fără a lua în calcul și consumul de energie pentru climatizarea clădirilor. Este important să știm aceste lucruri pentru a evalua cât poluăm planeta prin ceea ce construim. De asemenea, este important să nu confundăm o amprentă mare de carbon a construcției în sine cu amprenta de carbon a exploatării, care este ceva cu totul diferit; putem fi extrem de eficienți energetic exploatând o clădire cu amprentă de carbon ridicată și putem înregistra pierderi majore de energie într-o clădire realizată cu materiale ecologice.

Mai întâi, însă, este nevoie să definim termenul de amprentă de carbon. Conceptul a apărut la sfârșitul secolului trecut, atunci când devenise clar că activitatea umană are consecințe asupra încălzirii globale. Ideea de bază este că, pentru orice activitate sau produs pe care îl fabricăm, consumăm o anumită cantitate de energie electrică sau de combustibili fosili. Energia electrică se poate obține, desigur, și prin metode sustenabile, de exemplu în hidrocentrale, panouri fotovoltaice sau parcuri eoliene, dar acest lucru este greu de urmărit, atâta vreme cât energia este furnizată prin rețele naționale. Când este vorba despre energie obținută prin mijloace ecologice proprii, se poate spune că activitatea respectivă are o amprentă redusă de carbon. În rest, amprenta de carbon este calculată în bună măsură considerându-se că energia necesară (de regulă energie termică) este obținută din combustibili fosili, ceea ce practic este în conformitate cu realitatea.

Prin extensie, s-a conturat și termenul de ”echivalent CO2”, care reflectă potențialul de încălzire globală al unui gaz, folosind ca reper dixidul de carbon. Metodele prin care se ajunge la anumite cifre sunt extrem de complicate, fiind concepuți o serie de algoritmi de calcul. Pentru a stabili dacă un produs este sustenabil, se iau în calcul nu doar emisiile de gaze cu efect de seră, ci și ciclul său de viață sau posibilitatea de a-l include în așa-numita ”economie circulară” (reciclarea sau reutilizarea în cadrul mai multor cicluri de viață).

Betonul, mortarele și celelalte produse pe bază de beton, nelipsite practic în construcțiile actuale, au o amprentă de carbon consistentă, având la bază cimentul - sursă a circa 8% din emisiile de carbon din întreaga lume, în contextul în care acest material este folosit pe scară largă: peste 4 miliarde de tone produse anual (circa 14 miliarde metri cubi de beton). Emisiile de carbon sunt aproximativ egale cu cantitatea de ciment fabricată după metode tradiționale. Producția de ciment consumă mai mult oxigen decât transportul rutier sau cel aerian, apropiindu-se din această perspectivă de domenii extrem de poluante precum agricultura intensivă modernă. Amprenta ridicată de carbon provine în principal din energia consumată la măcinarea și arderea calcarului și argilei pentru obținerea cimentului Portland. În prezent, se fac cercetări pentru înlocuitori sau noi rețete de betoane, mai puțin poluante, precum integrarea dioxidului de carbon în beton, utilizarea de microorganisme, captarea performantă a gazelor de ardere în procesul de producție. Rezultate bune (reducerea amprentei de carbon cu până la 30%) au fost obținute și prin metode oarecum ”clasice”: eficientizarea instalațiilor din fabricile de ciment, utilizarea deșeurilor în locul combustibililor fosili, reducerea operațiunilor de transport, utilizarea deșeurilor din construcții ca balast, folosirea de apă uzată sau reducerea cantității de apă prin adăugarea de superplastifianți, energie electrică obținută din surse regenerabile. Există producători de betoane care și-au asumat rețete cu apă uzată și deșeuri ca balast, dar trebuie accentuat faptul că aceste modificări au efecte asupra calității betonului, deci prepararea trebuie urmărită de către specialiști.

Cărămida clasică și produsele din ceramică sunt responsabile de emisia a peste 250 kg de CO2 la fiecară tonă de material fabricat, în funcție de gradul de sinterizare la care este supusă materia primă. În medie, aceasta reprezintă circa trei sferturi din amprenta de carbon totală a procesului de punere în operă; restul reprezintă transport, zidire, mortar, respectiv demolare și eliminarea deșeurilor. Reciclarea cărămizilor este o practică tot mai răspândită, prin care se fac economii importante și, desigur, se protejează mediul. Trebuie văzut însă care este calitatea cărămizilor reciclate, pentru ce tip de construcții pot fi folosite. Același lucru este valabil pentru țiglă, plăci ceramice, obiecte sanitare din porțelan ș.a.m.d.

Metalele sunt și ele luate în calcul. Fiecare tonă de oțel este produsă emanând în atmosferă până la 1,9 tone de carbon. Consumul de energie depinde și de forma produselor (țeavă, tablă, profil etc.), respectiv de gradul de prelucrare, cele mai mari consumatoare de energie fiind produsele galvanizate sau acoperite cu alte straturi metalice. O bună parte din cele peste 1,8 miliarde de tone de oțel produse anual în întreaga lume este folosită în construcții: structuri metalice, armături, învelitori, cuie etc. Din fericire, colectarea deșeurilor este destul de frecvent întâlnită, ceea ce reduce emisiile de CO2 cu 58% pentru fiecare tonă de produs reciclat; totuși, 70% din oțelul produs până acum este încă în uz la acest moment. Cifrele sunt mult mai categorice în privința obținerii aluminiului, cunoscut pentru consumul mare de energie. Astfel, prin reciclare se economisește până la 95% din energia necesară producției primare, iar amprenta de carbon se reduce cu peste 90%. Cuprul, un material valoros, este reciclat în Uniunea Europeană în proporție de 44%, reducerea emisiilor de CO2 prin reciclare fiind de 65%.

Sticla a rămas un material important în construcții, în contextul în care și-a pierdut ponderea ca recipient în alimentație, fiind înlocuit de mase plastice. Industria de profil degajă anual în întreaga lume circa 90 de milioane de tone de carbon, cam trei sferturi din energia consumată fiind folosită pentru topirea nisipului, calcarului și sodei ce intră în compoziție (amprenta de carbon este de circa 1,2 tone CO2 la fiecare tonă de sticlă produsă). O mare parte a sticlei produse ajunge la groapa de gunoi, deși este un material care își păstrează proprietățile intacte indiferent de numărul reutilizărilor. Totuși, în Europa s-a reușit ca sticla nou fabricată să conțină mai mult de jumătate materie primă reciclată. Prin retopirea sticlei uzate, este necesară o cantitate consistentă de energie, dar emisiile de CO2 scad considerabil. Un aspect particular este faptul că sticla clară folosită în construcții nu poate fi obținută decât din sticlă reciclată de același tip, fără impurități.

Lemnul devine tot mai prețios, amprenta lui de carbon fiind extrem de redusă. Spre deosebire de alte materiale de construcție, consumul de energie apare doar în măsura în care lemnul trebuie prelucrat și transportat. Practic, lemnul este cel care înmagazinează carbonul din atmosferă: plantele transformă dioxidul de carbon în material de construcție. Construcțiile din lemn sunt mult mai ușoare decât cele din beton, zidărie sau oțel, ceea ce este încă un argument în favoarea acestui material. Totul ar fi minunat, dacă ritmul de exploatare al lemnului nu ar depăși cu mult capacitatea de regenerare a pădurilor, iar exploatarea s-ar face după regulile durablității. Există tot mai mulți producători care ne asigură că lemnul pe care îl folosesc este recoltat doar din exploatări forestiere supravegheate conform acestor norme, chiar dacă pădurile respective se află în țări cu o legislație mai puțin riguroasă. Cercetările din ultimele decenii arată că exploatarea rațională a lemnului și utilizarea lui ca material de construcție este o excelentă metodă de captare a carbonului din atmosferă, cu condiția ca pădurile să se regenereze constant; este chiar de preferat ca pădurile să fie gestionate astfel încât vegetația (lemnul, dar și crengile) să nu putrezească și să elibereze dioxidul de carbon înmagazinat; de asemenea, în pădurile exploatate corect, apariția incendiilor este mult mai puțin probabilă.

Masele plastice, obținute din petrol și gaze naturale, au și ele o amprentă de carbon ridicată – între 1,7 t și 3,5 t de CO2 pentru fiecare tonă de produs. Este o industrie imensă, responsabilă per ansamblu de circa 3,4% din emisiile de gaze cu efect de seră. La nivel mondial, mai mult de jumătate din produsele din plastic ajung la gropile de gunoi, procentul de reciclare fiind sub 20%. Domeniul construcțiilor folosește din plin produse obținute din mase plastice, date fiind proprietățile acestora: rezistență mecanică și chimică, stabilitate dimensională, aspect, durabilitate, rezistență la umiditate etc.