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Vía Pública
Oportunidades y retos en economía circular de la ingeniería civil
Carmen de Andrés Conde
Presidenta del Comité Técnico de Agua, Energía y Cambio Climático del CICC.
Ángel Fernández López
Coordinador del Comité Técnico de Agua, Energía y Cambio Climático del CICC.
José Luis Marín López-Otero
Coordinador del Comité Técnico de Agua, Energía y Cambio Climático del CICC.
Juan Pedro Piqueras Jiménez
Coordinador del Comité Técnico de Agua, Energía y Cambio Climático del CICC.
El Comité Técnico de Agua, Energía y Cambio Climático del Colegio de Ingenieros de Caminos Canales y Puertos, formado por tres grupos —Agua, Energía y Cambio Climático—, quiere resaltar la importancia y relevancia que la economía circular puede tener para nuestra profesión en la actualidad y en el futuro.
Presentamos unas breves reseñas que ayudarán a los profesionales de la ingeniería a entender la dimensión y transcendencia de la economía circular en el contexto actual de cambio climático.
Se da una visión de la situación actual, contextualizando la economía circular dentro de un marco normativo resultado de consensos de gobiernos en la lucha contra el cambio climático.
La estrategia española de economía circular y sus líneas de actuación determinan las medidas a llevar a cabo en los diferentes sectores; entre los que afectan a la ingeniería civil, resaltamos el de la energía. Para combatir la emergencia climática y aplicar la economía circular, los recursos a disposición marcan nuevas expectativas y oportunidades para la ingeniería civil en este gran reto.
Evolución y situación actual
Según el último informe de la plataforma de expertos IPCC de la ONU del pasado mes de febrero, la acción del hombre es determinante para el calentamiento global por la emisión de los gases de efecto invernadero, que inciden de manera drástica en el cambio climático.
Aunque ya se han celebrado 27 cumbres del clima, fue a partir de la COP21 de 2015 en Nueva York que se dieron pasos importantes para la lucha contra el cambio climático. Se elaboró la Agenda 2030 y los ODS; se acordó el Pacto de París y fue decisivo el mandato institucional de la Directiva Europea y la aprobación del Pacto Verde de Europa.
En la última COP27, celebrada en noviembre de 2022 en Egipto, se reunieron los presidentes de casi 200 países para abordar, con acciones concretas, el cambio climático. En la misma se concluyó que solo una transformación radical de nuestras economías y sociedades puede salvarnos de un desastre climático acelerado. Es necesario intensificar los esfuerzos para adaptarse a las consecuencias del cambio climático y lograr que los flujos de financiación sean consistentes con la transición hacia una economía circular baja en carbono y con el desarrollo resiliente a los impactos.
En España se aprobó la Ley de Cambio Climático y Transición Energética en mayo de 2020. Además, muchos aspectos de la misma se han desarrollado a través de diferentes planes: el Plan Nacional Integrado de Energía y Clima; el Plan Nacional de Adaptación al Cambio Climático; y el Plan Estratégico de Descarbonización 2050.
Estrategia española de economía circular, perspectiva y alcance
La Estrategia Española de Economía Circular fue aprobada en junio de 2020 para lograr una economía sostenible, descarbonizada, eficiente en el uso de los recursos, y competitiva. La estrategia se materializará a través de planes de acción trienales que recogerán las medidas concretas para implementar actuaciones en economía circular.
La economía circular es una estrategia de producción y consumo cuyo objetivo final es el reaprovechamiento de recursos. Se basa en la eliminación del residuo desde el diseño y el mantenimiento en uso de los productos y materiales, todo ello con fuentes de energía renovables.
La contribución de la economía circular a reducir la vulnerabilidad y aumentar la resiliencia frente al cambio climático es evidente, pues en la medida que se disminuye el consumo neto de recursos y materias primas, cada vez más escasos, el impacto ambiental es menor.
La economía circular en la obra civil: el agua y la energía
Obra civil
La UE señala el sector de la construcción como uno de los ejes del Plan de Acción de la Economía Circular en el que se concentra el 40 % de los residuos y se emite el 35 % de los gases de efecto invernadero.
Este sector presenta un gran consumo de recursos y, a su vez, es de los que más residuos genera. Los residuos de construcción y demolición (los RCD) suponen un tercio de los residuos totales generados por la UE; entre ellos destacan hormigón, ladrillos, yeso, madera, vidrio, metales plásticos, amianto, o tierra excavada. Esto indica la importancia de aplicar una economía circular en la obra civil y avanzar hacia una mayor sostenibilidad.
La escasez global de recursos y los costos fluctuantes de las materias primas están impulsando a la industria de la construcción a explorar oportunidades para adoptar un pensamiento circular, incluida la reutilización de materiales y de infraestructuras existentes.
Lo más notable es el nivel de ahorro de carbono que se produce a través de la reutilización de activos y materiales existentes, como el reciclado de firmes o la rehabilitación de estructuras.
Para medir y reportar el impacto creado al aplicar la circularidad hay que fomentar el uso de indicadores comunes, transparentes y accesibles, que permitan conocer el grado de implantación de la economía circular.
El agua
El agua es necesaria para desarrollar actividades de nuestra economía nacional que representan el 18 % del PIB; además, es el único recurso natural renovable que se puede almacenar.
Una de las principales fuentes de almacenamiento de agua son los embalses; inciden de manera muy directa en cubrir las necesidades inmediatas y futuras de agua, y sirven de resorte ante los posibles episodios extremos de inundaciones o sequías. Las infraestructuras hidráulicas tienen un valor dentro del ciclo hidrológico que contribuye muy directamente en la economía circular.
El ciclo del agua contribuye a la economía circular con el tratamiento de la misma y la valoración de subproductos, lodos o fangos, para su uso como fertilizantes y biogás.
Las instalaciones para tratamiento del digerido y su aprovechamiento como materia prima en la elaboración de biofertilizantes son una alternativa muy eficiente y sostenible. La valoración de productos minerales extraídos de las desaladoras puede ser un atractivo en el futuro.
La energía
La dependencia de combustibles fósiles en Europa ha convertido la energía en uno de los grandes retos actuales, por su impacto en el cambio climático y por el incremento de costes, que influirá negativamente en el crecimiento económico.
El petróleo (49 %) y el gas natural (25 %) han alcanzado el 74 % de la energía consumida en España, convirtiendo a nuestra economía en muy vulnerable por los riesgos geopolíticos y la alta volatilidad de precios.
El actual mix de producción de electricidad de España alcanza los 105 388 MW de potencia instalada, equivalente a 2,6 veces la punta de demanda máxima de unos 40 000 MW.Hay que destacar que 64 171 MW de la potencia instalada se han obtenido por fuentes de generación renovables (60,9 % del total); de ellos, 28 336 MW son eólicos —la primera fuente en potencia del sistema—; 17 094 MWson hidráulicos; 15 174 MW, fotovoltaicos; 2304 MW proceden de la energía solar térmica; 1093 MW proceden de otras fuentes; y 170 MW son residuos renovables.
Por otro lado, el 39,1 % (41 217MW) procede de fuentes no renovables que se distribuyen en: 24 562 MW, de ciclo combinado de gas; 7117 MW, de energía nuclear; de cogeneración (gas, en su mayor parte), 5613 MW;3523 MW, de carbón, y 402 MW, de residuos no renovables.
La demanda de electricidad en España se ha duplicado en los últimos 40 años, alcanzando los 256 millones de MWh en 2021. El mix de producción ha permitido que las fuentes totalmente renovables aporten 112 millones de MWh, esto es, un 44 % de la demanda, destacando los 61 millones MWh de energía eólica, y los 21 millones de MWh de energía fotovoltaica, con incrementos del 10 % y 37 % respectivamente respecto al 2020, marcando su buena senda de crecimiento, que ha llegado al 31,6 %. La energía hidráulica se incluye como fuente renovable y ha generado 30 millones de MWh. Si consideramos también los 44 millones de MWh producidos por la energía nuclear libre de CO2, el total de energía generada sin gases de efecto invernadero es superior al 63 %.
En autoconsumo, la potencia instalada actual es de 2000 MW y la previsión es poder llegar a 30 000 MW en el año 2030. En hogares y empresas es una herramienta para acelerar la independencia de la electricidad, al sustituir la producción con gas por energía solar fotovoltaica. La rapidez en la obtención de autorizaciones es clave para conseguir un despegue de las plantas fotovoltaicas en pequeñas instalaciones de autoconsumo y en comunidades energéticas.
Mas del 75 % de la energía consumida en España es importada; se consumen 370 millones de MWh de gas, de los cuales 90 están dedicados a la generación de electricidad. El precio del gas se ha incrementado desde 20 € a más de 150 € MWh en el último año, con el consiguiente impacto en la economía, que obliga a replantear con urgencia las políticas del sistema energético actual, apostando por las energías renovables y las energías autóctonas.
Según los ODS y el PNIEC la evolución prevista del sistema energético de España hasta el 2030 es el 42 % de renovables, por encima del 32 % que establece la UE, así como la neutralidad climática para 2050. Se prevé la instalación de 60 000 MW nuevos de energías renovables.
Para evitar la dependencia del gas hay que buscar alternativas energéticas adaptadas a las nuevas tendencias que ofrece la economía circular. Con ellas es posible evolucionar de una economía lineal de la energía a un nuevo concepto de uso eficiente de materias primas y reciclaje de desechos.
Mix producción electricidad
Consumo de energía primaria en España. Energía comercializada
Es necesario participar estrechamente en los métodos de mitigación y adaptación al cambio climático
El biogás, 100 % renovable, formado por metano, dióxido de carbono e hidrogeno, es otra gran baza de energía autóctona basada en la economía circular, pudiendo cuadruplicar los actuales 2,75 millones de MWh producidos para llegar a más de 10 millones de MWh. El sector agrícola tiene gran potencial de producción de biogás, complementando al generado en las plantas de tratamiento de residuos urbanos.
El biometano se obtiene a partir de la depuración del biogás, en el que el metano alcanza el 96 %. Se obtiene de desechos biológicos, digestores anaerobios en plantas de aguas residuales, cultivos de plantas energéticas y residuos orgánicos. Puede destinarse a usos térmicos, como la cogeneración eléctrica de alta eficiencia; el transporte de vehículos; o bien se puede inyectar en las redes de gas.
La biomasa se puede usar en la producción de calor, vapor y electricidad. La limpieza de bosques, como fuente de biomasa, permite asimismo reducir el riesgo de los incendios naturales.
Las centrales nucleares españolas aportan más de un 15 % de la energía eléctrica que consumimos; su eliminación del mix energético podría llevar consigo un mayor consumo de gas, con impacto negativo en estabilidad de precios y mayor emisión de O2.
Los primeros parques eólicos, ubicados en los mejores emplazamientos, obligan a replantear una estrategia de repotenciación de parques eólicos, sustituyendo aerogeneradores con potencias menores a los actuales por otros de última generación, más eficientes.
Las plantas eólicas marinas son otra alternativa de energía muy competitiva, renovable, con un altísimo potencial de crecimiento. Las nuevas tecnologías de estructuras flotantes semisumergidas, con rotores de más de 100 metros de diámetro, potencias supe-riores a 5 MW y más de 5000 horas de funcionamiento equivalente, ofrecen la oportunidad de alcanzar fácilmente los 3000 MW de potencia instalada en 2030.
Otra de las fuentes significativas del futuro es el hidrógeno verde. Se establece el objetivo de alcanzar 40 000 MW en el período 2030-2050. El hidrógeno verde va a jugar un papel fundamental en la movilidad y en el sector industrial, siderúrgico, petroquímico y el de la celulosa.
Para hacer posible el almacenamiento de excedentes de energía de las centrales eólicas y fotovoltaicas contempladas en la planificación eléctrica con horizonte 2030, las centrales hidráulicas reversibles pueden ser la opción más eficaz. En España se espera incrementar la capacidad instalada de 3000 MW a 7000 MW por centrales reversibles.
Las innovaciones tecnológicas serán clave para el desarrollo de las pilas de combustible, a las que hay que prestar especial cuidado en cuanto reciclaje y reutilización dentro de la economía circular.
Movilización de recursos para combatir la emergencia climática
Para llevar a cabo las medidas de adaptación al cambio climático y dar cumplimiento a los ODS de la Agenda 2030 hay una importante movilización de recursos europeos.
El desarrollo del Plan de Acción de Economía circular coincide temporalmente con el Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia, que es un instrumento llamado a articular el conjunto de reformas e inversiones dirigidas a facilitar una recuperación económica que debe contribuir a hacer realidad la transición hacia un modelo de crecimiento sostenible.
Plan sirve para vehicular el acceso a la financiación europea comprometida en el instrumento Next Generation EU, entronca con los compromisos del Pacto Verde Europeo, e incluye una apuesta por la descarbonización y la economía circular. Es, por tanto, primordial subrayar que la economía circular ocupa un lugar destacado en los PRTR.
Oportunidad profesional
En el momento actual se brinda una clara oportunidad a los ingenieros de caminos desde todos los ámbitos de trabajo, ingenierías, consultorías, constructoras, administración y docencia. Es necesario participar estrechamente, de manera objetiva y rigurosa, en los métodos de mitigación y adaptación al cambio climático, entre los que se encuentra la aplicación de la economía circular. Tenemos experiencia demostrada en gestionar la construcción de carreteras, infraestructuras hidráulicas, urbanizaciones, tratamientos de aguas y residuos, estableciendo estrategias de uso y extracción de materiales en las líneas de producción. Hay que llevar a cabo un seguimiento exhaustivo de la huella de carbono y de la puesta en valor en cada una de las fases de todos los materiales y medios utilizados.
Nuestro empeño es darnos a conocer como profesionales válidos para hacer frente al reto en la economía circular de la ingeniería civil. Se ofrece un campo de oportunidades en el que surgirán nuevos trabajos y proyectos en los que nuestra participación y contribución no solo es necesaria, sino también imprescindible.