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Metodolog�a BIM para el dise�o hidrosanitario sustentable en viviendas vern�culas

 

BIM methodology for sustainable hydro sanitary design in vernacular housing

 

Metodolog�a BIM para el dise�o hidrosanitario sustentable en viviendas vern�culas

 

Rafael Enrique Borja-Pozo ^I

rafabp07@hotmail.com

https://orcid.org/0000-0003-0997-4955

 

Pedro Javier Angumba-Aguilar ^{II�����������������������}

pangumba@ucacue.edu.ec

https://orcid.org/0000-0001-8327-1428

 

Correspondencia: rafabp07@hotmail.com

Ciencias T�cnicas y Aplicadas

Art�culo de revisi�n

 

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*Recibido: 30 de diciembre de 2020 *Aceptado: 20 de enero de 2021 * Publicado: 10 de febrero de 2021

       I.            Magister en Construcciones con Menci�n en Administraci�n de la Construcci�n Sustentable, Arquitecto, Estudiante de Posgrado de la Universidad Cat�lica de Cuenca, Cuenca, Ecuador.

    II.            Magister en Construcciones, Especialista en Docencia Universitaria, Arquitecto, Docente de la Carrera de Arquitectura de la Universidad Cat�lica de Cuenca, Cuenca, Ecuador.

Resumen

El objetivo del art�culo es evaluar el Modelo de Informaci�n para la Construcci�n aplicado al dise�o hidrosanitario sustentable en viviendas vern�culas. La investigaci�n es de tipo descriptiva con un enfoque cualitativo, ya que pretende introducir una metodolog�a computarizada para lograr un objetivo pr�ctico, apoyada en la revisi�n de literatura para constituir el referente te�rico que sustente el estudio. Obteniendo como resultado la aproximaci�n te�rica sobre el modelo de informaci�n, abordando la arquitectura vern�cula, as� como las viviendas sostenibles y sustentables desde el punto de vista regional en la parroquia Cojitambo. Concluyendo que la introducci�n de metodolog�a moderna en vivienda vern�cula desde cualquier punto de vista es factible, siempre y cuando la intenci�n sea mejorar la calidad de vida de las personas, y tenga como valor agregado ser amigable con el medio ambiente. De esta forma, no solo mejoramos la estancia de las personas, sino tambi�n invitaremos a que las edificaciones patrimoniales se reemplacen por modernas ya que se puede brindar los mismos servicio b�sicos y tecnol�gicos, conservando las memorias ancestrales de la construcci�n en la ciudad.

Palabras claves: Metodolog�a BIM; dise�o hidrosanitario; Modelo de informaci�n para la construcci�n; sostenible, sustentable, vivienda vern�cula.

 

Abstract

The objective of the article is to evaluate the Information Model for Construction applied to sustainable plumbing design in vernacular homes. The research is descriptive with a qualitative approach, since it intends to introduce a computerized methodology to achieve a practical objective, supported by the literature review to constitute the theoretical reference that supports the study. Obtaining as a result the theoretical approach on the information model, addressing vernacular architecture, as well as sustainable and sustainable housing from the regional point of view in the Cojitambo parish. Concluding that the introduction of modern methodology in vernacular housing from any point of view is feasible, as long as the intention is to improve the quality of life of people, and has the added value of being friendly with the environment. In this way, we not only improve people's stay, but we will also invite heritage buildings to be replaced by modern ones since the same basic and technological services can be provided, preserving the ancestral memories of construction in the city.

Keywords: BIM Methodology; hydro sanitary design; Information model for construction; sustainable; sustainable; vernacular housing

 

Resumo

O objetivo do artigo � avaliar o Modelo de Informa��o para a Constru��o aplicada ao projeto hidrosanitario sustent�vel en viviendas vern�culas. A investiga��o � o tipo descritivo com um enfoque cualitativo, ya que pretende introduzir uma metodologia computarizada para lograr um objetivo pr�tico, apoyada en la revisi�n de literatura para constituir o referente te�rico que sustente o estudio. Obteniendo como resultado la aproximaci�n te�rica sobre o modelo de informa��o, abordando la arquitectura vern�cula, assim como las viviendas sostenibles y sustentables from el ponto de vista regional en la parroquia Cojitambo. Concluindo que a introdu��o de metodologia moderna en vivienda vern�cula from cualquier ponto de vista es factible, siempre y cuando la intenci�n sea mejorar la calidad de vida de las personas, y tenga como valor agregado ser amigable con el medio ambiente. De esta forma, nenhum solo mejoramos la estancia de las personas, sino tambi�n invitaremos a que las edificaciones patrimoniales se reemplacen por modernas ya que se puede brindar los mismos servicio b�sicos y tecnol�gicos, conservando las memorias ancestrales de la construcci�n en la ciudad.

Palavras-chave: Metodologia BIM; projeto hidrossanit�rio; Modelo de informa��o para constru��o; habita��o sustent�vel, sustent�vel e vernacular.

 

Introducci�n

En Ecuador, la ciudad de Azogues, tiene un aproximado de 17.770 viviendas. El� Instituto Nacional de Estad�sticas y Censos (2010) sostiene que un gran porcentaje son viviendas vern�culas que utilizan t�cnicas de construcci�n de siglos pasados y tienen la identidad propia de la arquitectura regional como, por ejemplo, la materialidad utilizada y sus formas de vivencia.

Por lo tanto, las viviendas indicadas en la actualidad se encuentran en mayor cantidad y est�n en constante crecimiento (Consejo nacional de Planificaci�n, 2017); como resultado de la inversi�n extranjera y nacional (Secretar�a T�cnica Planifica Ecuador, 2017), en relaci�n al desarrollo urbano (Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda, 2015), sin embargo, gran cantidad de edificaciones antes mencionadas se encuentran en estado precario ya que es muy dif�cil remodelarlas o adecuarlas de forma eficaz, causando incomodidad en los propietarios por la inversi�n econ�mica que se requiere sin antes saber si la modificaci�n puede darse; por tal motivo, es preciso tener un instrumento que permita garantizar la eficiencia en la habitabilidad de la edificaci�n (Ledesma, 2014).

En paralelo, resulta importante, tanto para el profesional encargado como para el ejecutor del financiamiento, un seguimiento a lo largo de la obra; pues, el seguimiento optimizar� los recursos econ�micos a lo largo de la vida �til de la residencia; de igual manera, con los cambios de dise�o al momento de una edificaci�n nueva o una restauraci�n de las viviendas con t�cnicas constructivas ancestrales (Maldonado, 2017).

Asimismo, la metodolog�a Building Information Modeling (en adelante BIM) es una herramienta ejecutora que automatiza los dise�os hidrosanitarios sustentables en proyectos de viviendas vern�culas. La aplicaci�n de la metodolog�a maximiza la calidad y la usabilidad de los recursos econ�micos; adem�s, mejora notablemente el confort, porque presentan datos reales de la climatizaci�n interna de la vivienda (Arboleda, Rivera, A, & Vargas, 2016; Bryde, Broquetas, & Volm, 2013; Eadie, Browne, Odeyinka, McKeown, & McNiff, 2013; Porras-D�az, S�nchez-Rivera, Galvis-Guerra, Jaimez-Plata, & Casta�eda-Parra, 2015).

Por otra parte, la realidad indica que. en Ecuador, la carencia tecnol�gica aplicada para desarrollar dise�os enfocados al aporte de la sustentabilidad en las construcciones Vern�culas; generalmente, se ve reflejado en la falta de una herramienta automatizada que le permita al constructor llevar a cabo un estudio apropiado acerca del confort y de la habitabilidad de estas construcciones; como resultado, se dar� un perjuicio econ�mico en estas obras; sobre todo, al momento que el propietario quiere mejorar la calidad de vida en su vivienda (Maldonado, 2017).

Por consiguiente, surge la imperiosa necesidad de encontrar procesos metodol�gicos que consienta el acceso para la reparaci�n de las citadas estructuras; obviamente, empleando pr�cticos dise�os siempre ajustados a nuestro campo; al tiempo que, se efectiviza los recursos naturales que ofrece nuestro variado entorno geogr�fico; respetando las viviendas hist�ricas que, en esencia, son nuestro legado ancestral. Por lo cual, el objetivo del manuscrito se orienta a evaluar el Modelo de Informaci�n para la Construcci�n (BIM por sus siglas en ingles) para el dise�o hidrosanitario sustentable en viviendas vern�culas, a fin de mejorar los m�todos de elaboraci�n de los dise�os automatizados para la programaci�n de obras sustentables, permitiendo realizar cambios de dise�o que ofrezcan mejoras habitacionales en las distintas viviendas hist�ricas, distinguiendo el dise�o hidrosanitario de la parroquia Cojitambo.

 

Desarrollo

Aproximaci�n te�rica a la metodolog�a BIM.

La adopci�n de la metodolog�a BIM ha tenido beneficios en los proyectos, los cuales se traducen en beneficios econ�micos, de tiempo y sociales; igualmente, existen diferentes investigaciones en el �mbito de la construcci�n las cuales, obtuvieron resultados cualitativos a partir de diferentes metodolog�as como encuestas a expertos, revisiones del estado del conocimiento, las cuales al parecer carecen de datos emp�ricos que ayuden a validar dichos resultados (Sanch�z, 2020).

El realizar un modelado BIM permite equivocarnos virtualmente en el modelo y no en obra, generando un ahorro en costos por procesos mal dise�ados. El modelo no s�lo se utiliza para identificar conflictos entre disciplinas, sino que se convierte en una herramienta de an�lisis para revisar los criterios de dise�o y la adecuada funcionalidad del conjunto entre las distintas instalaciones dependientes. Adem�s, permiten evaluar aspectos constructivos que faciliten un mejor planeamiento y control de las actividades de construcci�n a trav�s de la gesti�n de subcontratistas. Tema que ser�a importante tratar en el futuro y que actualmente se viene descuidando (Guluma, Aguilar, & Benitez, 2019; Pacheco, 2017).

La utilizaci�n de metodolog�as BIM e IPD son procesos digitales (Ver Figura I), que se adaptan a las necesidades de proyectos arquitect�nicos de gran utilidad en el mundo; sin embargo, los indicados m�todos no son tan utilizados en Latinoam�rica como en Europa, donde la construcci�n se encuentra mucho m�s identificada con la tecnolog�a.

 

 

 

Figura 1: Modelo de integraci�n del proyecto (PIM) usando el Modelo de Informaci�n para la Construcci�n

Fuente: (Bryde et al., 2013).

 

La industria de la construcci�n es una parte importante del aparato econ�mico de un pa�s por tanto, la verificaci�n de los nuevos sistemas de gesti�n que se implementan en las principales industrias constructoras del mundo y en donde se obtienen excelentes resultados, merece especial atenci�n (Trejo, 2018).

Diversas construcciones de Lima y Callao han empezado a implementar el Modelo de Informaci�n para la Construcci�n (BIM por sus siglas en ingl�s de Building Informaci�n Modeling), durante los �ltimos a�os. Lo indicado se ha convertido en tendencia para aquellas obras de construcci�n que buscan mejorar sus procesos de trabajo. Particularmente, utilizan un modelo virtual que permite analizar la forma y geometr�a del edificio, almacenando base de datos inteligente la cual, se actualiza en tiempo real.

Asimismo, el uso de la tecnolog�a puede ser �til para solucionar problemas concretos en las distintas etapas de su ciclo de vida como los conflictos de informaci�n, retrasos e incremento de costos, entre otros que perjudican de forma habitual a m�ltiples obras en el pa�s.; sin embargo, no se puede garantizar el �xito de la misma, debido a la efectividad de su adopci�n. Este problema puede evitarse cuando se usa emulsi�n de bet�n, en t�rminos de uso de emulsi�n bituminosa, el mecanismo b�sico es una impermeabilizaci�n cuya durabilidad puede mejorarse aumentando la resistencia del suelo a los efectos perjudiciales del agua como el volumen la mezcla de emulsi�n de cemento y bet�n, tiene la funci�n de elevar tanto la rigidez como la elasticidad de la capa que se ha estabilizado (Collantes, 2018).

BIM es el acr�nimo de Building Informational Modeling. Traducido al espa�ol, es Modelado de la Gesti�n de la Informaci�n. Es una metodolog�a de trabajo que utiliza softwares espec�ficos para el sector de la construcci�n y que est�n pensados principalmente para buscar mayor eficiencia en el desarrollo de la industria. El BIM se aplica a todas las etapas de un proyecto, desde su planificaci�n, pasando por su dise�o, desarrollo, construcci�n, mantenimiento e incluso demolici�n. Su uso es extenso, permite por medio del modelado en 3 dimensiones generar estudios geom�trico, estructural, lum�nico, bioclim�tico, etc. (Chocl�n, Soler, & M�rquez, 2015).

Su uso se extiende a la gesti�n del proyecto. Por medio del modelado, un equipo de trabajo puede generar de forma autom�tica y organizada toda la documentaci�n referente al mismo, adem�s de obtener la integraci�n con otras disciplinas y detectar conflictos entre las mismas. Tambi�n aporta mayor precisi�n en mediciones y presupuestos, facilidad en la gesti�n de archivos y su tramitaci�n entre los diversos agentes, mensajer�a, una diversa automatizaci�n de procesos y principalmente un sustancial crecimiento en la colaboraci�n.(Fadeyi, 2017; Gon�alves da Rocha Jimenez, 2019).

La coordinaci�n de planos y optimizaci�n de procesos con la ayuda de la modelaci�n 3D y 4D y su visualizaci�n en ambientes de realidad virtual inmersiva, se presenta con una poderosa herramienta para minimizar la ocurrencia de errores en la etapa de construcci�n del proyecto. Si bien esto demanda la inmersi�n de recursos, los beneficios que se obtendr�n compensar�n con creses a los invertidos, compensaci�n no solo en aspectos econ�micos sino, en aspectos de imagen hacia los clientes ya que al optimizarse los per�odos de ejecuci�n se podr�n entregar las obras con los cronogramas establecidos (Boeykens, 2012; Huang, Li, & Liao, 2018).

 

La arquitectura vern�cula

La necesidad de ensayar una tipolog�a para la arquitectura vern�cula urbana, desencadena dudas: �C�mo se puede establecer una clasificaci�n para la arquitectura vern�cula urbana?, �Qu� es el estilo dentro de la arquitectura vern�cula?, �C�mo se clasifica la arquitectura acad�mica?, �Se puede aplicar dicha clasificaci�n a todos los objetos arquitect�nicos?, as�, son varias las premisas que se consideran en esa arquitectura "basada en presupuestos"; la clasificaci�n de la arquitectura acad�mica se hace de ordinario a trav�s del componente estilo y que es dif�cil aplicarla a la arquitectura vern�cula; propiciando la b�squeda de un punto com�n entre las dos realidades arquitect�nicas (acad�mica y vern�cula), enfatizando en la b�squeda de un modelo de clasificaci�n incluyente, v�lido para todos los objetos pertenecientes a ese universo (Maldonado Flores, 2009).

De alguna manera la arquitectura siempre se ha clasificado en base de divisiones generales, pudiendo ser prehist�rica e hist�rica, de acad�mica y vern�cula. Los modelos de clasificaci�n que se utilizan son tomados de otras disciplinas como la filosof�a, la biolog�a y la semi�tica, entre otras (Maldonado, 2017; Maldonado Flores, 2009). La arquitectura vern�cula o conocida como arquitectura sin arquitectos por Rudolfsky, o tambi�n como es mencionada por otros entendidos en la materia, la arquitectura ind�gena de un lugar que tenga historia, no es m�s que el resultado a la necesidad b�sica de la persona o ser� humano a adaptarse a las condiciones que el lugar le exija (G�mez, 2010).

Lo citado se relaciona como estricto apego a las especificidades culturales y patrimoniales de cada nacionalidad, su lenguaje y comunicaci�n, espacio territorial y organizaci�n sociocultural, contrasta con el t�rmino "naci�n" que es la pertenencia al Estado ecuatoriano en orden a su divisi�n pol�tica y administrativa. Por lo que, se debe mencionar, el reconocimiento de una nacionalidad ind�gena no significa el fraccionamiento del pa�s, son circunscripciones territoriales que trascienden inclusive el territorio del Estado ecuatoriano, como los casos de los Shuaras, Achuaras, Secoyas, Sionas y Z�paros, cuyos entornos geogr�ficos culturales cubren m�s de un pa�s (Ecuador y Per�).

 

Metodolog�a

La investigaci�n fue de tipo descriptiva con un enfoque cualitativo, ya que pretende introducir una metodolog�a computarizada para lograr un objetivo pr�ctico (Hern�ndez, Collado, & Baptista, 2014), apoyado en una revisi�n de la literatura para constituir el referente te�rico que sustente el estudio. Es por ello, que se analiza la filosof�a Lean Construcci�n (en adelante LC) o �construcci�n sin p�rdidas�, un nuevo enfoque en la gesti�n de proyectos de construcci�n introducido por el profesor Lauri Koskela en el a�o 1992 bas�ndose en el modelo empleado por la industria automovil�stica en los 80, de igual manera la �producci�n Lean�. Koskela se funda en proyectos con gran incertidumbre en la planificaci�n y una mala concepci�n de la producci�n, que es vista como un modelo de transformaci�n solamente.

Las bases te�ricas de LC propuestas por Koskela pretenden ver la producci�n en la construcci�n como un proceso de transformaci�n, de flujo y generador de valor, en consecuencia, el objetivo de Lean Construcci�n es crear buenos sistemas de producci�n que permitan optimizar, reducir o eliminar los flujos para mejorar los tiempos de entrega. LC es un nuevo pensamiento en gesti�n de proyectos de construcci�n que desaf�a a la gu�a de gesti�n actual del Project Management Institute PMBOK, con un alto auge en los Estados Unidos. De ah� que LC no deba ser concebido como un modelo o sistema en el cual solo se siguen unos pasos, sino como un pensamiento dirigido a la creaci�n de herramientas que generen valor a las actividades, fases y etapas de los proyectos de construcci�n. Entendiendo el valor como la eliminaci�n de todo aquello que produzca perdidas en la ejecuci�n de las mismas(Porras-D�az et al., 2015).

 

Resultados

Construcci�n sostenible o sustentable

El impacto producido por la actividad humana sobre el medio ambiente es un hecho. Debido al modelo de desarrollo que tenemos actualmente, son las generaciones futuras las que se ver�n afectadas por nuestras acciones, esto se debe a que la mayor�a de los impactos que producimos a nuestro entorno son a muy largo plazo, al pensamiento de que los recursos naturales son ilimitados, a la conciencia tecnocentrista, al crecimiento acelerado de pa�ses industrializados y al desmesurado desarrollo demogr�fico (Acosta, 2009). Por todo, surge el planteamiento del desarrollo sostenible o desarrollo sustentable, como un nuevo modelo de desarrollo social y econ�mico. En la cumbre de R�o de Janeiro (1992) se estableci� como principio a seguir el concepto de desarrollo sostenible para los a�os siguientes apoy�ndose en los tres pilares: sociedad, econom�a y medio ambiente (Rodr�guez & Fern�ndez, 2010).

Contexto regional, diagn�stico estructural y dise�o hidrosanitario de la Parroquia Cojitambo.

La Parroquia Cojitambo, cuenta con alrededor de 200 viviendas vern�culas que sobreviven en el paso del tiempo y muestran su naturaleza como fueron construidas por los ancestros de las familias que ahora habitan los predios.

 

Figura 2: Cojitambo

Fuente: Google Earth (2020)

 

�Las viviendas de la zona reflejan en su forma y medidas la estructura tipo, mediante la cual, se resolv�an en �pocas pasadas la arquitectura de acuerdo a su entorno.

En la edificaci�n tambi�n se est� estudiando sus m�todos constructivos mediante el an�lisis del Arq. Fabi�n Mogrovejo.

 

Figura 3: de la vivienda escogida para el estudio

Fuente: Informaci�n obtenida del libro del Arq. Fabi�n Mogrovejo

 

De igual manera, los dise�os hidrosanitarios ecol�gicos utilizados para resolver la sustentabilidad de la indicada vivienda, consisten en recolectar las aguas lluvias de la cubierta; mientras que, en las bajantes mediante un filtro de carb�n se potabilizar� para uso m�s amplio del mismo. Seg�n el Instituto Nacional de Meteorolog�a e Hidrolog�a (2018), la media de cantidad pluvial fue de 11.6 mil mil�metros c�bicos lo que dar�a como resultado que, el costo al mes se reducir�a a la mitad de la cantidad consumida con el sistema de servicio de agua potable que ofrece la ciudad de Azogues, como se muestra en la Figura 4.

 

Figura 4: Pron�stico

Fuente: (Instituto Nacional de Meteorolog�a e Hidrolog�a, 2018)

 

Figura 5: Reutilizaci�n del agua al interior y exterior del a vivienda

Fuente: (Acosta, 2009; G�mez, 2010)

 

Conclusiones

Se puede concluir, que las introducciones de metodolog�as modernas en viviendas vern�culas desde cualquier punto de vista son factibles, siempre y cuando la intenci�n sea mejorar la calidad de vida de las personas, obteniendo como valor agregado, ser amigable con el medio ambiente. De esta forma, no solo mejoramos la estancia de las personas en la estructura, sino tambi�n invitaremos a que las edificaciones patrimoniales sean reemplazadas por modernas ya que se puede brindar los mismos servicio b�sicos y tecnol�gicos, de la mano conservando las memorias ancestrales de la construcci�n y la identidad en la ciudad. El medio ambiente en la zona ser� m�s amigable al utilizar y reutilizar los recursos gratuitos que nos brinda la naturaleza; adem�s, protegemos los patrimonios arquitect�nicos que la historia ofrece.

 

Referencias

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� 2020 por los autores. Este art�culo es de acceso abierto y distribuido seg�n los t�rminos y condiciones de la licencia Creative Commons Atribuci�n-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)

(https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/).