Análisis del ciclo de vida en edificios residenciales: propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada.

Life cycle assessment of dwellings. Methodological proposal of a simplified tool TESIS DOCTORAL Directores Carmen Llatas · Antonio García Martínez Bernardette Soust-Verdaguer Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada 2017 Departamento de Construcciones Arquitectónicas I Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Sevilla Universidad de Sevilla Life cycle assessment of dwellings. Methodological proposal of a simplified tool TESIS DOCTORAL Directores Carmen Llatas · Antonio García Martínez Bernardette Soust-Verdaguer Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada 4 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. 4 Agradecimientos Esta Tesis es el resultado de un camino que he emprendido desde hace ya varios años, y que ha marcado en gran medida el desarrollo de mi vida profesional y personal. Mi compromiso con mejorar la calidad ambiental de los edificios, se remonta a más de 12 años atrás, durante las fases finales de mi formación en arquitectura en la Facultad de Arquitectura de la UdelaR (Uruguay), y fue encauzado gracias al aporte de diversos profesores que me facilitaron la andadura. A partir del acercamiento al mundo académico y concretamente al Instituto de la Construcción (IC) de la Facultad de Arquitectura, fue donde encontré el apoyo y la motivación para incorporarme a la investigación en arquitectura en este campo. Gracias a la ayuda allí recibida, así como a la beca de estudios otorgada por esa Facultad de Arquitectura, puede dar el salto de completar mi formación en el ámbito de la sostenibilidad en arquitectura en otros centros de formación. En la Ecole Nationale Supérieure d’Architecture de Marseille, Francia, pude desarrollar diversos cursos vinculados a esta temática, así como también logré establecer contacto con el ámbito profesional, a través de la pasantía en el estudio DoMeNe, Salon de Provence, Francia. Años más tarde tras la culminación de mis estudios de grado en arquitectura en la Facultad de Arquitectura de la UdelaR y a través del programa de movilidad entre Universidades Latinoamericanas y Andaluzas de la AUIP, y la Oficina de Cooperación de la Universidad de Sevilla, logré acceder a los estudios de posgrado en el Master en Ciudad y Arquitectura Sostenibles. Mi andadura por tierras andaluzas también me permitió conocer más en profundidad la práctica profesional en este contexto. Varios han sido los equipos y estudios profesionales que me han abierto sus puertas, de los cuales he cosechado muchos amigos y compañeros que me han aportado muchos aprendizajes, animado y brindado confianza para seguir adelante. El más significativo y longevo de ellos, sin dudas ha sido mi paso por MedioMundo arquitectos, realizado en su totalidad en paralelo al desarrollo de esta tesis, el cual me permitió explotar al máximo las potencialidades del uso del BIM en el diseño arquitectónico. A lo largo de este largo camino, agradezco enormemente a todos los que de alguna manera u otra han aportado en ayudarme a transitarlo. A Duilio por haberme apoyando y animado desde los inicios del camino. A mis compañeros del IC por el cariño y la generosidad que siempre me han brindado. A todos los amigos y compañeros de acá y de allá, (Uruguay, Francia, España) los que me apoyaron, animaron y ayudaron a seguir. A todos los que colaboraron en brindarme datos e información para llevar adelante la aplicación de la metodología. A Cristina Fynn y Cristina Cardozo de la ANV, Federico Rodríguez de Campligia Construciones, Laura Moya de la Universidad ORT, Uruguay e Ignacio de Souza de la UdelaR por haberme brindado la información y recaudos gráficos sobre los casos de estudio. A Leonardo Lescano de Retak, por la disposición e inmediata respuesta. Agradezco también a los que me han brindado la posibilidad de hacer este trabajo en la Universidad de Sevilla, como forma de difundir y dar a conocer nuestro paisito. Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. 5 A mis directores de tesis, también compañeros de camino, por todo el ánimo, la ayuda y la confianza que han depositado en mí durante este proceso. También a Juan Carlos Gómez de Cózar por el apoyo y enriquecedores aportes brindados en las fases finales de este proceso, por haberme invitado a participar como ponente en el I Seminario LCA|BIM desarrollado en la ETSA Sevilla, celebrado en mayo de 2017. A Miguel Ángel Campano por su tiempo. A Kate y Claire por su ayuda en las correcciones de los textos en inglés. A Silvia, parte fundamental en el camino de la defensa de esta Tesis. A Alexander Passer, a los organizadores y participantes del IEA EBC ANNEX 72, por brindarme la oportunidad de participar durante la fase final de esta Tesis, en el desarrollo de la reunión preparatoria del proyecto desarrollada los días 18-19 de mayo de 2017 en Copehnague. Esto nos permitirá también poder colaborar en este proyecto que durará hasta el año 2021, que incluye la participación de más de 20 paises y busca promover el uso del ACV en edificios desde los procesos de diseño y toma de decisiones. A la familia uruguaya y la familia andaluza por estar ahí siempre. A Jose por no dejarme bajar los brazos. 6 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. 6 Resumen El desarrollo de métodos y herramientas para la evaluación ambiental de edificios ha crecido significativamente durante los útlimos años. El Análisis del Ciclo de Vida (ACV) constituye una de las herramientas de evaluación cuantitativa más completas y complejas hacia la optimización ambiental de los edificios. En la serie de normas ISO 14040 e ISO 14044, se describe el marco metodológico del ACV y en las normas EN 15978 y EN 15804, se detalla el marco metodológico que orienta su aplicación en edificios, a los efectos de asegurar condiciones de trasparencia y fiabilidad. La literatura de referencia reconoce la complejidad y dificultad de la aplicación del ACV en edificios, principalmente durante la fase de recopilación de datos. En este sentido, varios estudios demuestran que la integración de herramientas BIM (Building Information Modeling) al ACV puede facilitar la obtención y manejo de datos, así como también posibilitar la retroalimentación de ambas herramientas. El objetivo de este trabajo es el diseño de una herramienta simplificada de evaluación basada en el ACV, que permita evaluar de forma cuantitativa los impactos ambientales generados por edificios residenciales durante su ciclo de vida, como forma de orientar la toma de decisiones. En este sentido, se asume como punto de partida la integración de modelos BIM en la aplicación del ACV. Dentro del contexto de Uruguay, la inexistencia de herramientas de evaluación de tipo cuantitativo, genera oportunidades para su desarrollo y verificación. De modo que se abordarán comparativamente diferentes soluciones constructivas y distribuciones funcionales de la tipología edificatoria más frecuente desarrollada en este contexto: la vivienda unifamiliar. A través del caso 1, se evalúa comparativamente la utilidad de la herramienta para obtener los impactos ambientales que produce un sistema que compone el edificio y a través del caso 2 se evalúan comparativamente tres soluciones de viviendas unifamiliares diferentes. La discusión de los resultados, además de analizar el alcance y limitaciones de la herramienta desarrollada, aborda recomendaciones y desafíos que se abren de cara a la integración BIM-ACV. Las conclusiones sobre el trabajo demuestran que la herramienta es capaz de aportar datos sobre los impactos producidos en el ambiente, expresados de forma clara y efectiva para orientar la toma de decisiones, ayudando a evaluar diferentes soluciones constructivas y visibilizar los impactos que producen las mismas desde la fase de proyecto. Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. 7 Abstract The development of methods and tools for the environmental assessment of buildings has grown significantly over the last years. The Life Cycle Assessment (LCA) is known as one of the most complete and complex quantitative tools for the environmental assessment of buildings. The standards ISO 14040 and 14044, are the methodological frameworks of the LCA. The standards EN 15978 and 15804 are methodological frameworks of LCA to buildings. All of them guarantee the transparency and accountability of results. The literature evidences several prejudices about complexity and difficulty in LCA application to buildings, especially during the data collection. Several studies recognize that the integration of BIM (Building information Modeling) to LCA can reduce efforts during the acquisition, as well as allowing the feedback of both tools. The aim of this study is to develop a simplified tool based on LCA, to assess quantitative environmental impacts of residential buildings during their life cycle, conceived as a decision-oriented tool. Thus, the integration of BIM models in LCA is assumed as a starting point. In the context of Uruguay, the inexistence of quantitative tools generates opportunities for its development. It addresses comparatively different construction alternatives and functional distributions of the most common dwelling typology developed in this context: the single-family house. Case 1 addresses the comparison of three alternatives of building envelopes for the same house. Case 2 compares three different building solutions. The discussion of results analyzes the scope and limitations of the developed tool, as well as including recommendations and challenges for the BIM-LCA integration. The conclusions evidence that the developed tool can help to provide data on the environmental impacts expressed in a clear and effective way from the early stages of design. It also can help in decision-making about different constructive solutions and to visualize the impacts that they produce from the early stages of design. 8 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. 8 Introducción al lector y estructura de la Tesis La presente Tesis Doctoral se presenta como un compendio de publicaciones, las cuales estructuran el contenido de la misma, al tiempo que han servido de pilares fundamentales para cimentar la línea de investigación que conduce este trabajo. El contenido de la misma se organiza de acuerdo con lo descrito en el Art. 9 del Acuerdo 9.1/CG 19-4-12 por el que se aprueba la normativa reguladora del régimen de la Tesis Doctoral de la Universidad de Sevilla, y consta de lo siguiente: una introducción en la que se justifica la unidad temática de la tesis, los objetivos a alcanzar, un resumen global y discusión de estos resultados y las conclusiones finales. La presente Tesis estructura estos contenidos de acuerdo con los siguientes capítulos: Capítulo 1 Introducción a la temática y objetivos de la presente Tesis ; Capítulo 2 Resumen y discusión de resultados obtenidos ; Capítulo 3 Conclusiones . La estructura de estas publicaciones parte de un análisis del Estado del Arte y una revisión de los antecedentes, verificados principalmente mediante las publicaciones del Artículo I, Artículo II y Comunicación I. Posteriormente se ha desarrollado una propuesta metodológica de herramienta simplificada BIM-ACV, basada en los principales referentes en este campo de investigación y abordada en la Comunicación II. Finalmente se ha procedido a su verificación, mediante su aplicación a un casos de estudio seleccionados en el contexto de Uruguay y cuyos resultados han sido tratados en el Artículo III. En el Apartado 1.6 Organización de contenidos e interacción de publicaciones se explica pormenorizadamente la estructura de la presente Tesis Doctoral. Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. 9 Lista de publicaciones Artículos publicados en revistas indexadas en JCR Artículo I Bernardette Soust-Verdaguer, Carmen Llatas, Antonio García-Martínez. Simplification in life cycle assessment of single-family houses: A review of recent developments. Building and Environment 103 (2016) 215-227. http://dx.doi.org/10.1016/j.buildenv.2016.04.014 0360-1323 Artículo II Bernardette Soust-Verdaguer, Carmen Llatas, Antonio García-Martínez. Critical review of BIM-based LCA method to buildings. Energy and Buildings 136 (2017) 110–120. http://dx.doi.org/10.1016/j.enbuild.2016.12.009 0378-7788 Artículos en fase de revisión en revistas indexadas en SJCR Artículo III Bernardette Soust-Verdaguer, Carmen Llatas, Antonio García-Martínez, Juan Carlos Gómez de Cózar. BIM-based LCA method to analyze envelope alternatives of a single-family houses: case study in Uruguay. Journal of Architectural Engeneering Special Issue of Housing in Journal of Architecture Engineering. En revisión por pares Comunicaciones publicadas en congresos nacionales Comunicación I Bernardette Soust-Verdaguer, Carmen Llatas, Antonio García-Martínez. Simplificaciones aplicadas al Análisis del Ciclo de Vida de viviendas Libro de Comunicaciones Científicas de Greencities (2015). Málaga. pág. 181-196. Comunicación II Bernardette Soust-Verdaguer, Carmen Llatas, Antonio García-Martínez. Propuesta metodológica simplificada para la aplicación del análisis de ciclo de vida (ACV) en tipologías de viviendas unifamiliares Libro de Comunicaciones Científicas de Greencities (2016). Málaga 16 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. 16 2.4.5.3 Interpretación de los resultados obtenidos de acuerdo con las categorías de impactos de materiales empleados 94 2.4.5.4 Interpretación de los resultados obtenidos como instrumentos de evaluación en fases de diseño 95 2.4.5.5 Limitaciones de los resultados obtenidos y de aspectos operativos de la metodología propuesta 95 2.4.5.6 Recomendaciones para el desarrollo de herramientas y aplicaciones informáticas de evaluación ambiental de edificios residenciales que integren BIM-ACV en fases de diseño 96 Capítulo 3. Conclusiones 3.1 Conclusiones sobre el nivel de cumplimiento de los objetivos 99 3.2 Conclusiones sobre el desarrollo de la propuesta metodológica 100 3.3 Conclusiones sobre los resultados obtenidos de la aplicación de la metodología al contexto de Uruguay 101 3.4 Propuesta de futuras líneas de investigación 102 Bibliografía 106 Glosario 125 Anexos Anexo 1.1. Artículos publicados en revistas científicas indexadas en JCR (Q1) Anexo 1.2. Artículos en fase de revisón en revistas científicas indexadas en SCJR (Q1) Anexo 2. Documentación complementaria sobre casos de estudio Anexo 3. Manual de instalación de herramienta BIM-ACV single-family houses V1.0 Anexo 4. Comunicaciones a Congresos nacionales Capítulo 1 Capítulo 1. Introducción a la temática y objetivos de la presente Tesis 1.1 Introducción 1.2 Interés y oportunidad 1.3 Hipótesis 1.3.1 Hipótesis generales 1.3.2 Hipótesis particulares 1.4 Objetivos y alcance de la presente Tesis Doctoral 1.4.1 Objetivos específicos 1.5 Metodología 1.6 Organización de contenidos e interacción de publicaciones 1.7 Gráfico explicativo de la metodología desarrollada 19 INTRODUCCIÓN Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. Las metodologías y herramientas de evaluación ambiental de edificios surgieron hace más de veinticinco años y constituyen unos de los principales instrumentos de eco-diseño de edificios y sistemas constructivos. Desde sus orígenes, Cole (1998) y Ding (2008) afirman que la evaluación ambiental de edificios ha emergido como uno de los instrumentos de mayor importancia en la construcción sostenible, siendo la metodología BREEAM (BRE, 2017) (Gran Bretaña) la que marcó el inicio (Cole, 2005). En este período relativamente corto, las sucesivas generaciones de estos instrumentos han evolucionado como resultado de la experiencia acumulada y los nuevos conocimientos y enfoques adquiridos (Cole, 2005). El acto de evaluar es establecer un puente entre los objetivos ambientales y estrategias de desempeño del edificio durante las etapas de diseño, construcción y ocupación (Ding, 2008). Las metodologías y herramientas de evaluación ambiental configuran un conjunto de criterios e indicadores ambientales que son relevantes para el edificio, organizados y priorizados para reflejar su desempeño. Cole (1998) define las metodologías y herramientas de evaluación ambiental de edificios como técnicas desarrolladas para evaluar, mediante una amplia gama de consideraciones ambientales, el desempeño de un edificio en fase de diseño o construido. Varios estudios (Ding, 2004; Horvat and Fazio, 2005; Mateus and Bragança, 2011) hacen hincapié en el rol de estas herramientas como orientadores en los procesos de diseño, toma de decisiones a la hora de definir estrategias efectivas de diseño ambiental; y reportar información durante las fases de diseño, construcción y uso del edificio. La evolución de las metodologías y herramientas de evaluación ambiental ha sido creciente en los últimos años, lo que sumado al agravamiento de los problemas ambientales y a la urgencia existente en la búsqueda de respuestas desde diversos sectores, hace que cada vez más sea necesario el desarrollo de métodos más exhaustivos que amplíen el rango de consideraciones ambientales (Ding, 2004). Diversos estudios reconocen la existencia de cerca de 600 métodos y herramientas existentes en todo el mundo, que evalúan en diferente grado e intensidad aspectos sociales, económicos y ambientales vinculados al sector de la construcción (Reed et al., 2009). A nivel general es posible clasificar estas herramientas y métodos de evaluación en dos grupos, retomando los criterios establecidos por Reijnders and Van Roekel (1999). El primer grupo de evaluaciones indica la relativa “responsabilidad ambiental” definida por un número de características exigidas sobre el desempeño ambiental del edificio. Este grupo, llamado “credit-weighting” scale según Sev, (2011), o check-list según Llatas et al. (2010) consiste en la aplicación de una lista de verificaciones o sugerencias a incorporar en las etapas de diseño y construcción del edificio, donde en la mayoría de los casos está asociada a la asignación de calificaciones y procesos de certificaciones. Por otra parte, estos métodos y herramientas en general se basan en evaluaciones de tipo cualitativo del desempeño ambiental del edificio. Estos sistemas establecen, dependiendo del método o de la herramienta empleada, distintos 1.1 Introducción 20 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. 20 INTRODUCCIÓN rangos donde se pueden alcanzar distintas certificaciones o umbrales de calidad. El segundo grupo de herramientas, se basa en la aproximación al Análisis del Ciclo de Vida (ACV) del edificio, cuyo marco normativo se inicia a partir de la serie de normas ISO 14040 (ISO, 2006a) a la ISO 14044 (ISO, 2006b). Estos instrumentos permiten realizar una evaluación ambiental cuantitativa del desempeño ambiental del edificio (Reijnders and Van Roekel, 1999). A diferencia de los métodos y herramientas de evaluación tipo check-list, estas nos aportan información sobre el impacto que causan los edificios en el ambiente durante todas las fases de su Ciclo de Vida: diseño, construcción, uso y demolición. Sin embargo, permite entre otros aspectos calcular el carbono contenido y determinar el potencial de reciclado de los diferentes materiales (Rossi et al., 2012). De acuerdo con el marco normativo de referencia se entiende al Ciclo de Vida como las “etapas consecutivas e interrelacionadas de un sistema o producto, desde la adquisición de materia prima o de su generación a partir de recursos naturales hasta la disposición final” (ISO, 2006a, 2006b). El ACV se define como la “recopilación y evaluación de las entradas y las salidas y los impactos ambientales potenciales de un producto a través de su Ciclo de Vida” (ISO, 2006a). Conforme al marco metodológico establecido por la serie de normas ISO 14040 Gestión ambiental. Análisis del Ciclo de Vida (ISO, 2006a), se establecen 4 fases (Figura 1) : la definición de alcances y objetivos, el análisis del inventario de ciclo de vida, la evaluación de los impactos ambientales y la fase de interpretación de los resultados. Dada la heterogeneidad de criterios y complejidad que implica la aplicación de la metodología ACV en el sector de la construcción, a nivel Europeo el CEN/Technical Comittee 350 ha desarrollado métodos voluntarios de estandarización a través de la serie de normas EN 15978 (EN, 2011) y EN 15804:2012 (EN, 2012a). Estas incorporan la metodología ACV para la evaluación tanto de nueva construcción o existente, como para evaluaciones Figura 1. Esquema de las fases del ACV. (Fuente: elaboración propia basada en normas ISO 14040 y ISO 14044) ANÁLISIS DEL INVENTARIO INTERPRETACIÓN OBJETIVOS Y ALCANCES DEL ESTUDIO ANÁLISIS DEL IMPACTO 21 INTRODUCCIÓN Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. de productos para edificios. Los aspectos referidos al comportamiento ambiental de los edificios están contenidos en la norma EN 15978 (EN, 2011). El objetivo es la elaboración de una metodología única válida para los países de la Unión Europea basada en el ACV (EN, 2011). Dicho marco normativo servirá como punto de partida para desarrollar el presente trabajo, debido a la inexistencia de normas en este ámbito que se ajusten al contexto de referencia, Uruguay. A nivel general este marco normativo surge a partir de los requisitos generales para la evaluación de la sostenibilidad de los edificios que se describen en la serie de normas EN 15643-1 a 15643-4, las cuales incluyen un marco general (EN 159643- 1 (EN, 2010)), un marco para el comportamiento ambiental (EN 159643-2 (EN, 2012b)), social (EN 159643-3 (EN, 2012c)), y económico (EN 159643-4 (EN, 2012d)). En este sentido, el proceso de evaluación de cada uno de estos aspectos se define a través de las siguientes normas: EN 15978 (EN, 2011) (comportamiento ambiental), EN 16309 (ISO, 2014) (comportamiento social) y EN 16627 (EN, 2015) (comportamiento económico). Para la aplicación de este método de evaluación la norma EN 15978 (EN, 2011) indica que se debe establecer el propósito de la evaluación definido por el alcance y el uso previsto de la evaluación. También describe cómo debe llevarse adelante la especificación del objeto de la evaluación, la cual engloba la definición del equivalente funcional, el período de estudio de referencia y la definición del límite del sistema (EN, 2011). El límite del sistema se establece siguiendo el “principio de modularidad”, los procesos que afecten al comportamiento del edificio durante su ciclo de vida se deben incluir dentro de los módulos que correspondan (EN, 2011). La Figura 2 muestra la organización de los diferentes módu- Figura 2. Esquema de organización de fases y módulos del ciclo de vida de un edificio. (Fuente: elaboración propia basado en norma EN 15978) INFORMACIÓN DEL CICLO DE VIDA DEL EDIFICIO INFORMACIÓN DE LA EVALUACIÓN DEL EDIFICIO ETAPA DE PRODUCTO ETAPA DE PROCESO DE CONSTRUCCIÓN ETAPA DE USO ESC. ESC.ESC. ESC. ESC. ESC. ESC. ESC. ESC. ESC. ETAPA DE FIN DE VIDA BENEFICIOS Y CARGAS MÁS ALLÁ DEL SISTEMA INFORMACIÓN ADICIONAL MÁS ALLÁ DEL CICLO DE VIDA DEL EDIFICIO POTENCIAL DE REUTILIZACIÓN, RECUPERACIÓN Y RECICLAJE SUMINISTRO DE MATERIAS PRIMAS TRANSPORTE USO B6 USO DE ENERGÍA EN SERVICIO B7 USO DE AGUA EN SERVICIO DECONSTRUCCIÓN - DEMOLICIÓN TRANSPORTE PROCESO DE CONSTRUCCION E INSTALACIÓN MANTENIMIENTO TRANSPORTE FABRICACIÓN REPARACIÓN SUSTITUCIÓN REHABILITACIÓN TRATAMIENTO DE RESIDUOS TRATAMIENTO DE RESIDUOS A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 C1 C2 C3 C4 D A1 A2 A3 ESC. ESC. ESC. 22 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. INTRODUCCIÓN los de información para la evaluación del edificio. Dentro del límite del sistema estos módulos se organizan de acuerdo con 4 etapas: etapa de producto, etapa de proceso de construcción, etapa de uso y etapa de fin de ciclo de vida. La norma EN 15978 (EN, 2011) también presenta cómo debe llevarse adelante la descripción del edificio durante su ciclo de vida, así como también la “cuantificación del edificio y su ciclo de vida”, la selección de los datos ambientales, el cálculo de indicadores ambientales, la comunicación de los resultados y su verificación. Al margen de la aplicación de esta norma, la aplicación del ACV en edificios puede ser llevada adelante a través de herramientas de cálculo, algunas diseñadas específicamente para edificios (EQUER (IZUBA énergies, 2017), ELODIE (CSTB, 2017), Athena Impact Estimator for Buildings (Athena Sustainable Materials Institute, 2017), entre otros) y otras de nivel general (SimaPro (PRé Sustainability, 2017) y Gabi (Thinkstep, 2017)). En este sentido, destaca el creciente interés en el desarrollo de instrumentos que pretenden fomentar la aplicación de la metodología de ACV en el sector de la edificación. Algunos de estos son los proyectos: REGENER (REGENER Project, 1996), IEA ANNEX 31 (IEA, 2005), EeB Guide Project (2012), LoRE-LCA (SINTEF Building and Infrastructure et al., 2011), Enslic (KTH and all partners contributions, 2010), BENEFIS (CSTB et al., 2015), SOFIAS (Isasi et al., 2016), CILECCTA (CILECCTA project, 2013), los cuales han contribuido a avanzar y promover el uso de esta metodología en la evaluación de impactos ambientales que producen los edificios en el contexto europeo. El proyecto SOFIAS (Isasi et al., 2016), desarrollado en el contexto español, promueve la aplicación de la metodología de ACV en edificios, y persigue tanto a nivel metodológico como en la comunicación de los resultados ajustarse a la norma EN 15978 (EN, 2011). Previo a la aparición de la norma EN 15978, el proyecto ENSLIC (ENSLIC, 2010) define 3 niveles para la realización de ACV en edificios. El nivel básico, comprende el cálculo básico mediante entradas y salidas de datos simples, contemplando unos pocos indicadores de impacto ambiental y para el cual se requiere poca experiencia su uso. El nivel medio, establece la aplicación de softwares específicos tales como EQUER (IZUBA énergies, 2017), ELODIE (CSTB, 2017), Ecoeffect, entre otros, para lo cual se requiere algo de experiencia en el uso de ese tipo de herramientas. En el nivel avanzado los cálculos se realizan mediante herramientas tales como SimaPro (PRé Sustainability, 2017), Gabi (Thinkstep, 2017), para lo cual es necesario poseer gran experiencia con el manejo de estos softwares. Por otra parte, cabe destacar que las principales barreras en la utilización de las herramientas de tipo ACV en la práctica están dadas por el intenso requerimiento de datos, intenso trabajo y complejidad requerido (Malmqvist et al., 2011). La complejidad y las incertidumbres en la obtención de resultados han sido consideradas como algunas de las barreras en el uso de este tipo de herramientas. Existen en torno al tema una producción científica que demuestra las diversas posibilidades que existen de cara a la definición de métodos 23 INTRODUCCIÓN Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. que simplifiquen la aplicación de las herramientas tipo ACV para su aplicación en la evaluación de impactos ambientales en edificios (John, 2012; Kellenberger and Althaus, 2009; Lasvaux, 2010; Malmqvist et al., 2011; Zabalza Bribián et al., 2009). El proyecto Europeo ENSLIC (ENSLIC, 2010) establece una serie de recomendaciones para llevar adelante la aplicación de esta herramienta teniendo en cuenta los aspectos más significativos a la hora de cuantificar los impactos (Glaumann et al., 2010). Malmqvist et al. (2011) demuestran que es posible realizar simplificaciones a esta metodología sin que los resultados se vean sustancialmente afectados. Se ha demostrado que se pueden simplificar o reducir los elementos de construcción considerados, centrándose en los más significativos. Además se puede realizar la simplificación del análisis del inventario remitiéndose a los aspectos más significativos que contribuyan a ciertas categorías y se pueden simplificar los cálculos focalizándose sólo en algunas categorías, entre otros. En ese sentido, el proyecto europeo EeB Guide Project(2012), define tres niveles posibles de aplicación de la metodología de ACV: nivel exploratorio ( Screening ), nivel simplificado ( Simplified ) y nivel completo ( Complete ). Para estos niveles establece de acuerdo con la norma 15978 (EN, 2011) los módulos de información y el nivel de detalle de la información que deberá contener la aplicación del ACV. Por otro lado, el uso de herramientas de diseño tipo BIM en AEC (Architecture, Engenieering and Construction) ha permitido optimizar los procesos de diseño y gestión de datos de los edificios. Su desarrollo ha experimentado grandes avances en los últimos años y se destaca además su creciente impulso derivado de la promoción del uso de herramientas BIM en proyectos públicos, a través de Directrices Europeas 2014/24 (Official Journal of the European Union, 2014). En el contexto latinoamericano, Chile está iniciando la promoción del uso de BIM en el sector de la edificación (CORFO, 2016). Actualmente el uso de ambas herramientas se realiza de forma independiente ya que, por un lado, se utilizan las herramientas BIM para el modelado de edificios y así cuantificar los materiales utilizados y por otro se emplean los softwares o herramientas de cálculo de ACV para obtener los impactos ambientales (Rist, 2011). Por otra parte, en Uruguay se están experimentando diversos avances hacia la reducción del impacto de las actividades humanas en el medioambiente. Entre ellas destaca la transformación de la matriz energética (Figura 3), posibilitando que a partir del año 2015 la producción de energía eléctrica provenga de fuentes mayoritariamente renovables (DNE-MIEM, 2015). Cabe destacar, que en el sector de la edificación se constata la incorporación de instrumentos de evaluación ambiental desde ámbitos institucionales. Dichas medidas abarcan, entre otros, los “Programas de Normalización y Etiquetado de Eficiencia Energética” promovidos por el MIEM (MIEM, 2015) y UNIT, e institucionalizado por medio de la Ley Nº 18.597 de Uso Eficiente de la 24 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. INTRODUCCIÓN Energía (Poder Legistativo and República Oriental del Uruguay, 2009), aprobada en el mes de septiembre de 2009. Por otra parte, destaca la aparición en los últimos años de estrategias, tales como el método SuAmVi (Sustentabilidad Ambiental de la Vivienda) de evaluación ambiental de edificios residenciales, desarrollado por la Intendencia de Montevideo (IM, 2011). El definido modelo SuAmVi se presenta como una herramienta de ayuda a la toma de decisiones basándose en criterios cualitativos (tipo check-list) sobre siete áreas temáticas: implantación, aire, energía, agua, residuos, materiales y gestión de obra; estableciendo criterios de evaluación en cada caso (IM, 2011). Por otra parte, destacan, como antecedentes generados en torno al tema central de esta Tesis, el Trabajo de Fin de Master titulado “Estudio de indicadores de sostenibilidad en sistemas de evaluación LEED y HADES aplicados a edificios de uso residencial, cultural y universitario” , (Soust-Ver- daguer, 2012) desarrollado dentro del Master en Ciudad y Arquitectura Sostenible, edición 2011- 2012, de la Universidad de Sevilla. La presente Tesis Doctoral se desarrolla dentro del programa de doctorado en Arquitectura de la Universidad de Sevilla y se enmarca dentro de la línea de investigación “La sostenibilidad desde lo técnico, tecnológico y productivo” y el Departamento de Construcciones Arquitectónicas I. Por otra parte, el grupo de investigación TEP 130 Arquitectura, patrimonio y sostenibilidad de la Universidad de Sevilla en el que se inserta este trabajo como Tesis Doctoral, cuenta con varios antecedentes que respaldan la idoneidad en el tema de estudio, entre los que destacan:” Análisis del Ciclo de Vida de edificios. Propuesta metodológica para la elaboración de declaraciones am- Figura 3. Esquema del mix energético de Uruguay del año 2015. (Fuente: elaboración propia basada en Balance Energético 2015) systems are needed during summer and winter. The most common system for cooling and heating are the electric heaters and the split air conditioning. The domestic hot water is also commonly produced by electricity. The envelope proprieties for external walls and roofs are defined in Table 4. For windows and doors were considered a U-value of 2.8 W/m2..K, the average according to local regulations [49]. The use regimen considered 6 hours per day of heating or refrigeration needed. Datos del clima de Montevideo (Fuente DECCA) Table 5 shows the electricity mix use in the operational energy calculation based on local authority report [7]. The supplier Company UTE declares that the primary sources for 2015 was 24%. Hidroeléctrica 61,0% Eólica 15,0% Fósil 6,6% Biomasa 17,0% Solar 0,4% 25 INTRODUCCIÓN Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. bientales en Andalucía” (García-Martínez, 2010), y “Aplicación del análisis del ciclo de vida a la gestión de los residuos de construcción” (Bizcocho Tocon, 2014), ambos tutorizados por Carmen Llatas Oliver. Del mismo modo, destaca la línea de trabajo sobre la utilización de herramientas BIM en la evaluación ambiental de edificios, asentada dentro del MIATD (Master en Innovación en Arquitectura: Tecnología y Diseño) de la Universidad de Sevilla, desarrollada mediante los trabajos de: Mesa Gonzalez (2013), Navarro Osta (2014), Gómez Pérez (2014), Ruiz Alfonsea (2016). En Uruguay este trabajo se inserta en la línea de investigación sobre sostenibilidad en la construcción, desarrollada en torno a la Maestría en Construcción de Obras de Arquitectura de la Facultad de Arquitectura, Diseño y Urbanismo de la UdelaR, de cuyos trabajos caben destacar: “La energía como indicador del impacto ambiental en los sistemas constructivos conformados a partir de materiales de producción nacional, Tesis de Maestría, UFRGS-UDELAR (Casañas, 2011) y “Análisis de la energía incorporada de un edificio en altura en Uruguay” Tesis de Maestría, UFRGS-UDELAR (Pelufo, 2011), entre otros. Por tanto, el marco de trabajo expuesto genera condiciones favorables que viabilizan el desarrollo de la presente propuesta y a su vez fomenta y posibilita la vinculación académica e investigadora entre ambas instituciones y países. 32 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. INTRODUCCIÓN Dado que la presente Tesis se presenta como compendio de publicaciones, los principales ejes temáticos que articulan este trabajo, se organizan de acuerdo con los cuatro capítulos que estructuran el trabajo. El Capítulo 1 esboza los principales antecedentes y referentes claves para el desarrollo de este trabajo. También se define el marco teórico, las principales normas y estándares que sientan las bases del presente trabajo. Al mismo tiempo, se identifican el interés y oportunidades en el desarrollo del trabajo. Este capítulo también contiene la descripción de los objetivos generales y particulares que pretende alcanzar esta Tesis Doctoral. El Capítulo 2 contiene el resumen global y discusión de los resultados obtenidos, los cuales se articulan en función de los siguientes ejes temáticos: 2.1. Simplificaciones en ACV de edificios residenciales. A través del análisis de los principales casos de estudio centrados en el tema se identifican y analizan las principales estrategias de simplificación aplicadas al ACV en viviendas unifamiliares, la tipología residencial, más frecuente y la que mayores impactos produce. 2.2. Integración de herramientas BIM a la aplicación del ACV. El siguiente apartado analiza mediante el estudio de casos las principales estrategias metodológicas de integración BIM-ACV. El análisis se articula en función de una estructura de flujo de la información definida por la entrada de datos, el análisis de los datos y la comunicación de los resultados. 2.3. Propuesta metodológica de una herramienta que a partir de modelos BIM pueda aplicar el ACV en casos residenciales. Este apartado desarrolla una estrategia metodológica que permite integrar herramientas BIM y ACV. La metodología propuesta pretende que su aplicación sea de forma sencilla por parte del usuario durante la fase de diseño y que guarde representatividad para un contexto determinado. Se describe la estructura de organización de la información y las principales fases que la componen. Se representa el procedimiento de aplicación de la misma, así como la interacción de ambas herramientas (BIM-ACV) y los recursos complementarios necesarios. 2.4 Verificación de la metodología propuesta y discusión de los resultados mediante su aplicación en casos de estudio localizados en Uruguay. El siguiente apartado se centra en la aplicación de la metodología a las tipologías residenciales más representativas del contexto de Uruguay. Se describe el procedimiento de aplicación y las hipótesis asumidas para la obtención de datos y los recursos complementarios asumidos. Se procede a la discusión de resultados y a la comparación de los mismos. El Capítulo 3 desarrolla las conclusiones del trabajo, analizando la consecución de los objetivos plateados, la propuesta metodológica y los resultados obtenidos de su aplicación en los ca- 1.5 Organización de contenidos e interacción de publicaciones 33 INTRODUCCIÓN Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. sos de estudio. Finalmente se definen las futuras líneas de investigación que abre este trabajo. Por otra parte, tal y como se describía anteriormente, los contenidos de este trabajo han sido publicados previamente en tres artículos científicos y dos comunicaciones a congresos, de las cuales la autora de esta Tesis Doctoral es la primera autora, en coautoría con los directores. Los Artículos I y II se han publicado en revistas científicas referentes globales en la temática de ACV de edificios, tales como Building and Environment (Artículo I) y Energy and Buildings (Artículo II) ambas de la editorial Elsevier. indexadas en el Journal Citation Report (JCR), y pertenecientes al cuartil 1 (Q1) en la categoría Building and Construction. Los factores de impacto de las revistas son 3.394 para Buiding and Environment y 2.973 para la revista Energy and Buildings . La revista Journal of Architectural Engenieering, a la que se ha enviado el Artículo III, constituye también un referente en el campo de la Ingeniería y Arquitectura, especialmente en el contexto de EEUU, siendo además una revista indexada en el SJCR y perteneciente al cuartil 1 (Q1) en la categoría Architecture . La producción del Artículo III para esta revista indexada del ASCE (American Society of Civil Engineers), ha sido iniciada mediante invitación expresa de uno de sus editores (PhD Ali M. Memari), derivado del interés suscitado por el Artículo I y convocados en calidad de expertos en el tema ACV de viviendas unifamiliares. Actualmente el trabajo está en proceso de revisión por pares para su consideración de formar parte de la Special Section on Housing and Residential Building Construction de dicha revista. A continuación, se especifican los ejes temáticos que han seguido cada una de las publicaciones que componen este trabajo y su correlación con la consecución de las hipótesis y objetivos trazados para el desarrollo de esta investigación. También se incluye una breve descripción del contenido de cada publicación. Eje temático 1: 1. Simplificaciones en ACV de edificios residenciales. Artículo I Bernardette Soust-Verdaguer, Carmen Llatas, Antonio García-Martínez. Simplfication in life cycle assessment of single-fa- mily houses: A review of recent developments. Building and Environment 103 (2016) 215-227. http://dx.doi.org/10.1016/j.buildenv.2016.04.014 0360-1323 Esta publicación se centra en examinar los trabajos que aplican el ACV a viviendas unifamiliares, que han sido publicados en estos últimos cinco años -posteriores a la publicación de la norma EN 15798 (EN, 2011). El trabajo analiza la aplicación de la metodología de ACV y extrae conclusiones sobre las estrategias de simplificaciones aplicada en cada uno de los casos. 34 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. INTRODUCCIÓN Eje temático 2: 2. Integración de herramientas BIM a la aplicación del ACV. Artículo II Bernardette Soust-Verdaguer, Carmen Llatas, Antonio García-Martínez. Critical review of BIM-based LCA method to buildings. Energy and Buildings 136 (2017) 110–120. http://dx.doi.org/10.1016/j.enbuild.2016.12.009 0378-7788 La publicación examina los últimos avances publicados hacia la integración de herramientas BIM en la aplicación del ACV. En él se exponen los principales aspectos que hacen que la integración de ambas herramientas (BIM-ACV) suponga una optimización en el proceso de recopilación de datos durante la fase de inventario. Además se profundiza en el análisis sobre cómo estas estrategias de integración pueden reducir los esfuerzos y optimizar la aplicación del ACV en edificios. Ejes temáticos 3 y 4: 3. Propuesta metodológica de una herramienta que a partir de modelos BIM pueda aplicar el ACV en casos de edificios residenciales. 4. Verificación de la metodología propuesta mediante su aplicación en casos de estudio localizados en Uruguay. Artículo III Bernardette Soust-Verdaguer, Carmen Llatas, Antonio García-Martínez, Juan Carlos Gómez de Cózar. BIM-based method to analyze envelope alternatives of a single-family houses: case study in Uruguay. Journal of Architectural Engineering Special Section on Housing and Residential Building Construction. En revisión El artículo describe la propuesta metodológica desarrollada, la estructura de datos y la organización de la información para llevar a cabo la integración de ambas herramientas (BIM-LCA). También se procede a la validación de la metodología propuesta mediante su aplicación en un caso de estudio: una vivienda unifamiliar situada en el contexto de Uruguay. 35 INTRODUCCIÓN Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. Figura 4. Esquema de metodología de investigación desarrollada donde se evidencia la correlación entre las fases de la investigación, los principales ejes temáticos abordados, las hipótesis de partida y las publicaciones que componen el trabajo. (Fuente: elaboración propia) H1 Es posible simplificar el método. Is it possible to simplify the method. H2 Es posible integrar modelos BIM en la aplicación del ACV a edificios residenciales. Is it possible to integrate BIM models in the LCA appliaction to residential buildings. DEFINICIÓN DE OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN DEFINITION OF THE AIMS OF THE RESEARCH APLICACIÓN A CASOS DE ESTUDIO EN URUGUAY APPLICATION TO CASE STUDIES IN URUGUAY DISCUSIÓN DE RESULTADOS DISCUSSION OF RESULTS EXTRACCIÓN DE CONCLUSIONES DRAWING OUT CONCLUTIONS Cumple con / Is it according to EN 15978 ? YES NO Resultados Results Metodología Methodology Eje temático 1 Thematic axis 1 ARTÍCULO / PAPER II CRITICAL REVIEW OF BIM-BASED LCA METHODS INTEGRACIÓN DE MODELOS BIM en ACV INTEGRATION of BIM MODEL in LCA SIMPLIFICACIONES EN ACV SIMPLIFICATION IN LCA FASE PHASE 1FASE PHASE 2FASE PHASE 3 H3 Es posible desarrollar un método que integre modelos BIM a la metodología ACV y que pueda aplicarse en las primeras fases de diseño. Is it possible to define a BIM-based LCA method method to assess residential buildings during early stages of design. H4 Es posible aplicar la metodología a edificios residenciales en el contexto de Montevideo. Is it possible to applicate the method to dwellings located in Uruguay. ARTÍCULO / PAPER III BIM-BASED METHOD TO ANALYZE ENVELOPE ALTERNATIVES OF A SINGLE-FAMILY HOUSES: CASE STUDY IN URUGUAY COMUNUCACIÓN / COMMUNICATION II COMUNUCACIÓN / COMMUNICATION I PROPUESTA METODOLOGICA DE HERRAMIENTA BIM-LCA METHODOLOGICAL FRAMEWORK PROPOSAL OF BIM-BASED LCA ACV de edificios Buildings LCA ARTÍCULO / PAPER I SIMPLIFICATIONS IN LCA OF SINGLEFAMILY HOUSES REVIEW Eje temático 2 Thematic axis 2 Eje temático 3 Thematic axis 3 Eje temático 4 Thematic axis 4 1.7 Gráfico explicativo de la metodología desarrollada Capítulo 2 2.1 Simplificaciones en ACV de edificios residenciales (Artículo I) (Comunicación I) 2.1.1 Breve análisis de casos de estudio sobre la aplicación de simplificaciones a la metodología de ACV en viviendas unifamiliares 2.1.2 Estrategias de simplificación aplicadas a casos residenciales 2.2 Integración de herramientas BIM a la metodología ACV (Artículo II) 2.2.1 Breve análisis de casos de estudio que integran BIM-ACV 2.2.2 Estrategias de integración herramientas BIM-ACV 2.2.2.1 Principales desafíos de la integración 2.3 Propuestas de metodología ACV simplificada aplicada a edificios de tipo residencial (Artículo III) (Comunicación I) 2.3.1 Descripción de metodología propuesta 2.3.2 Esquema de interacción de herramientas y recursos utilizados en la metodología propuesta 2.3.3 Propuesta de procedimiento de aplicación 2.3.3.1 Definición de equivalente funcional 2.3.3.2 Definición de límite del sistema 2.3.3.3 Definición de escenarios del ciclo de vida 2.3.3.4 Cuantificación del edificio y su ciclo de vida 2.3.3.5 Selección de categorías de impacto y métodos de evaluación 2.3.3.6 Definición de comunicación de resultados 2.3.4 Justificación de las principales estrategias de simplificación del ACV aplicadas y de integración BIM-ACV 2.4 Aplicación de la metodología simplificada a casos de estudio: comparación de alternativas para la envolvente de una vivienda unifamiliar y comparación de 3 soluciones de viviendas unifamiliares (Artículo III) 2.4.1 Definición de objetivo y alcance 2.4.1.1. Definición de equivalentes funcionales 2.4.1.2 Límite del sistema 2.4.1.3 Categorías de impacto 2.4.2 Elaboración del inventario de ACV 2.4.2.1 Criterios de inclusión de entradas y salidas del sistema 2.4.2.2 Definición de procesos unitarios a incluir 2.4.2.3 Criterios de calidad de los datos empleados 2.4.3 Evaluación de impactos 2.4.4 Estructura de los datos de salida y comunicación de resultados 2.4.4.1 Impactos caso 1 2.4.4.2 Impactos caso 2 2.4.5 Discusión de resultados obtenidos 2.4.5.1 Interpretación de los resultados obtenidos de acuerdo con las fases del ciclo de vida 2.4.5.2 Interpretación de los resultados obtenidos de acuerdo con los principales materiales empleados 2.4.5.3 Interpretación de los resultados obtenidos de acuerdo a las categorías de impactos 2.4.5.4 Interpretación de los resultados obtenidos como instrumentos de evaluación en fases de diseño 2.4.5.5 Limitaciones de los resultados obtenidos y de aspectos operativos de la metodología propuesta 2.4.5.6 Recomendaciones para el desarrollo de herramientas y aplicaciones informáticas de evaluación ambiental de edificios residenciales que integren BIM-ACV en fases de diseño 2.4.5.7 Herramienta BIM based LCA single-family houses beta 1.0 38 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS El creciente desarrollo que ha experimentado en los últimos años la aplicación de la metodología de ACV en el sector de la edificación, demuestra sus potencialidades a la hora de llevar adelante procesos de evaluación de impactos ambientales tanto en edificios nuevos, edificios en fase de rehabilitación, de diversas tipologías, así como también a escala urbana o regional (Buyle et al., 2013; Cabeza et al., 2014; Lotteau et al., 2015; Sharma et al., 2011). Antecedentes sobre el tema señalan la complejidad e incertidumbre del ACV como algunas de las principales barreras para llevar adelante este proceso de evaluación en edificios (Zabalza Bribián et al., 2009); al mismo tiempo que reconocen la necesidad de establecer simplificaciones a la metodología de ACV aplicada a edificios (Zabalza Bribián et al., 2009). A nivel general, SETAC (Christiansen, 1997) define al ACV simplificado como una evaluación aproximada, que abarca de forma superficial todo el ciclo de vida (mediante el uso de datos genéricos, cualitativos o cuantitativos, y módulos estándar para el transporte y producción de energía), asumiendo una evaluación de impactos simplificada (teniendo en cuenta aspectos ambientales seleccionados) y una interpretación de los resultados. Para el caso particular de los edificios, Zabalza Bribián et al., (2009) consideran necesaria la aplicación de simplificaciones para reducir esfuerzos en la obtención de datos. John, (2012) define mediante el estudio de casos de edificios tipo bloque de vivienda colectiva en Suiza, una serie de simplificaciones fiables, buscando alterar lo menos posible la representatividad de los resultados obtenidos. Para los casos evaluados, John establece que se deben utilizar los elementos más relevantes para la edificación, aislamientos y productos de polímeros, así como también los más comunes en fases de uso, construcción y sustitución (John, 2012). Además la omisión de algunos elementos que no sean relevantes en el edificio puede ser otra forma razonable de reducir esfuerzos sin que los resultados puedan perder representatividad (John, 2012). Lasvaux, (2010) también define un modelo simplificado para la aplicación del ACV, en el contexto de Francia. El trabajo estudia modelos de simplificación aplicados en los flujos de datos del inventario del ciclo de vida, el cálculo de las categorías de impactos, las fases del ciclo de vida y el número de materiales que contribuyen a la producción de los impactos (Lasvaux, 2010). Por otra parte, el proyecto EeB Guide (2012) busca instrumentar y complementar la aplicación de las principales normas de referencia para la aplicación del ACV, EN 15978 (EN, 2011) y EN 15804 (EN, 2012a) en el sector de la edificación. Este proyecto pretende también regular la aplicación de simplificaciones a la metodología buscando mejorar la comparabilidad y fiabilidad de los resultados. 2.1 Simplificaciones en ACV de edificios residenciales (Artículo I) (Comunicación I) 39 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS Mediante los tres niveles establecidos (Tabla 1) -exploratorio ( Screening ), simplificado ( Simplfied ) y completo ( Complete ), se define un rango aproximado de información a incorporar sobre el edificio, así como las fases y módulos del ciclo de vida relevantes en función del objetivo de cada uno de los niveles. Para cada uno de estos niveles se establecen de forma estimada el alcance, nivel de detalle y reglas de cálculo para cada una de las fases y módulos de información del ciclo de vida del edificio. Los grados de incorporación de los módulos de información podrán ser: Obligatorio (OB), Opcional en función de la relevancia (OP) u Opcional en función de la disponibilidad de datos (OR). De acuerdo con lo establecido por el EeBGuide (EeB Guide Project, 2012) los niveles de aplicación “Screening” y “ Simplified ” incluyen de forma obligatoria elementos constructivos como el techo, la estructura de carga, los muros exteriores y enterrados, ventanas, vigas, cimentaciones, terminaciones de suelo y coberturas. Mientras que información referida a equipamiento de refrigeración, calefacción, iluminación, y producción de energía, terminaciones decorativas, puertas, equipamiento de circulación interior (Ej. escaleras, ascensores), sistemas de distribución de electricidad, se deja reservada a la disponibilidad de datos. Por su parte en nivel de aplicación comple- to establece que debe incorporarse de forma obligatoria todos los datos referidos anteriormente sobre el edificio. Teniendo en cuenta los contenidos de esta guía, se evidencia que no existen reglas estrictas sobre el nivel de detalle de información y módulos de información sobre el ciclo de vida que deba incorporarse durante la aplicación del ACV de forma simplificada, así como también cómo deben realizarse las hipótesis para reducir esfuerzos en la aplicación y posibilitar la evaluación de los impactos ambientales en la fase de diseño del edificio. De modo que, más allá de lo establecido por los antecedentes en relación a la información específica que debe incorporarse en la aplicación del ACV, el principal desafío está en poder integrar la mayor cantidad de información sobre el ciclo de vida del edificio, sin que esto suponga mayores esfuerzos en la recopilación de datos y su procesamiento, asegurando la mayor fiabilidad en los resultados obtenidos. 40 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS Tabla 1. Esquema de implementación de tipos de ACV según el proyecto EeBGuide (Fuente: eleboración propia basado en EeBGuide project) “Screening” Diagnóstico “Simplified” Simplificado “Complete” Completo A1 A2 A3 OB OP OB OP OB Reglas de cálculo basadas en datos genéricos. Reglas de cálculo basadas en datos genéricos Reglas de cálculo basadas en DAPs (EPDs) de materiales específicos A4 OP OP OB A5 OD OD OB B1 OP OP OB B2 OP OP OB B3 OD OD OD B4 OD OB OB B5 OP OP OB B6 OB OB OB Reglas de cálculo basadas en el desempeño esperado Reglas de cálculo basadas en el “Simulación térmica dinámica” Reglas de cálculo basadas en el “Simulación térmica dinámica”, metodologías nacionales de evaluación o EPA-NR B7 OB OB OB Reglas de cálculo basadas en datos estadísticos Reglas de cálculo basadas en enfoque de “arriba hacia abajo” Reglas de cálculo basadas en enfoque de “abajo hacia arriba” C1 OD OD OB Reglas de cálculo basadas en ratios de materiales Reglas de cálculo basadas en energía, materiales y emisiones relacionadas. C2 OD OD OB C3 OP OB OP OB C4 Reglas de cálculo basadas en datos específicos o genéricos sobre ACV. Reglas de cálculo basadas en datos específicos o genéricos sobre ACV. OB Reglas de cálculo basadas en datos específicos o genéricos sobre ACV. D OP OB OP OB Reglas de cálculo basadas en datos específicos o genéricos sobre ACV. Reglas de cálculo basadas en datos específicos o genéricos sobre ACV. Reglas de cálculo basadas en datos específicos o genéricos sobre ACV, para reutilización, reparación y potencial de reciclado Referencias: OB, Obligatorio; OP, opcional en función de la relevancia; OD, opcional en función de la disponibilidad de datos. 41 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS En los siguientes apartados se pondrá énfasis en identificar los principales referentes dentro de la bibliografía y a través de su análisis se determinarán las estrategias de simplificación adoptadas. La incidencia de las tipologías de viviendas unifamiliares en la producción de impactos ambientales en el sector residencial, genera oportunidades para avanzar en el diseño de estrategias que ayuden a reducir esos impactos. Petersdorff et al. (2006) reconocen que constituye una de las tipologías de viviendas que mayores impactos ambientales produce en el contexto europeo. Por otra parte, la revisión de casos de estudio basados en tipologías residenciales demuestra el creciente interés que está teniendo la aplicación del ACV en la tipología de viviendas unifamiliares, siendo de las que más cantidad de casos de estudio se han publicado recientemente. En lo últimos 5 años se han publicado más de 60 trabajos en revistas indexadas en JCR, de las cuales más del 30% representan casos de viviendas unifamiliares. El estudio en más profundidad de estos casos permite caracterizar la forma de aplicación de la metodología, así como también caracterizar en función de las referencias normativas las principales estrategias de simplificación llevadas adelante en cada uno de los casos. Destaca la diversidad de contextos y enfoques de los casos identificados. Los casos de estudio incorporados en el estudio son trabajos publicados en los últimos cinco años, fecha estimada a partir de la cual se publicó la norma EN 15978 (EN, 2011) y forman parte de revistas científicas indexadas incluidas en el JCR (Journal Citation Report). El análisis de casos de estudio (Tabla 2), centrado en identificar las principales estrategias de simplificación aplicadas, se dividió en 2 fases. La primera se centró en analizar las fases de la aplicación de la metodología de ACV -definición de alcances y objetivos, elaboración del inventario del ciclo de vida, evaluación de los impactos e interpretación de resultados-, incluyendo la definición de la unidad funcional, las características del objeto de estudio, las fuentes de datos, la estructura de la información, los procedimientos de cálculo de las categorías de impacto, el uso de herramientas de cálculo auxiliares, las categorías de impactos estudiadas, entre otros. La segunda se centró en el análisis de las etapas del ciclo de vida del edificio, de modo que de acuerdo con los “módulos de información” definidos por la norma EN 15978 (EN, 2011), han sido identificadas las fases más relevantes que han sido incluidas en cada estudio. 2.1.1 Breve análisis de casos de estudio sobre la aplicación de simplificaciones a la metodología de ACV en viviendas unifamiliares 48 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS Estos niveles de integración se corresponden con el desarrollo concreto de estrategias, las cuales se basan principalmente en: -El uso de plantillas en herramientas BIM vinculadas a bases de datos ambientales de materiales, tales como emisiones de CO2, las cuales sólo permiten aproximarse a los impactos en etapa de producto, detectado en (Lee et al., 2015). -El uso de plug-ins adaptados a un entorno BIM específico, los cuales permiten estimar algunos de los impactos producidos en fase de producto, pudiendo ser de utilidad durante las fases preliminares de selección de materiales, verificada en Jalaei and Jrade (2014). -El uso de herramientas BIM vinculadas a otros entornos de simulación tales como el del cálculo de la demanda energética, posibilita obtener una serie limitada de indicadores y durante un limitado número de fases del ciclo de vida del edificio. -La interacción de varias herramientas BIM para obtener datos cualitativos sobre los materiales utilizados, los impactos ambientales y vinculadas a herramientas para el cálculo del ACV. 2.2.2.1 Principales desafíos identificados A los efectos de definir los puntos de partida sobre los cuales se cimentará la propuesta metodológica que se desarrollará, se identifican los principales desafíos. A nivel operativo, se plantea la necesidad de semi-automatizar o automatizar los procedimientos de cruzamiento y relación de datos entre los entornos de modelado BIM y los entornos de aplicación del ACV. En este sentido, uno de los grandes desafíos es automatizar los procesos de: modelado, listado de materiales, asignación de productos y materiales auxiliares, asignación de distancias y recorridos a materiales y componentes, cálculo de residuos, asignación de procesos unitarios y flujos energéticos, entre otros. Por otra parte, este flujo de datos requiere que sea lo más sencillo y amigable con el usuario, para que pueda ser aplicado por técnicos y diseñadores desde las primeras fases de diseño del edificio. A nivel metodológico, se deberá atender al cumplimiento de las normas de referencia (EN 15978 (EN, 2011) y EN 15804 (EN, 2012a)), justificando debidamente las hipótesis y procedimientos asumidos. 49 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS Este apartado constituye el núcleo fundamental de la presente Tesis, dado que se aproxima a la propuesta metodológica de la herramienta que integra herramientas BIM a la aplicación del ACV. A partir del estudio de los antecedentes relevantes sobre las estrategias de simplificaciones aplicadas al ACV y de estrategias de integración de ambas herramientas anteriormente expuestas, se definen algunas de las principales características de la metodología. Primeramente, se busca que la metodología desarrollada permita establecer un “puente” entre ambas herramientas, posibilitando la incorporación de forma semi-automática de datos sobre el edificio, sus características constructivas, complementar datos sobre materiales, materiales auxiliares utilizados, procesos de producción y deconstrucción durante todo su ciclo de vida. Por otra parte, se busca que pueda ser utilizada desde la fase de diseño del edifico y que pueda otorgar información representativa sobre el contexto en el que se emplaza el edificio. El nivel de desarrollo (LOD) del modelo BIM será de 300, dado que de acuerdo con lo definido por la AIA (AIA, 2013), permite definir los elementos constructivos fundamentales, tales como espesores y capas de materiales en un nivel adecuado, posibilitando la selección de materiales y elementos constructivos. La metodología desarrollada posibilita la evaluación del modelo de un edificio vinculando de forma automática el modelo BIM con la herramienta de cálculo de los impactos, fuera del entorno BIM. Esto se debe a dos razones fundamentales, la primera es que se pretende que esta metodología pueda ser válida para cualquier herramienta BIM, de forma que posibilite la interoperabilidad entre los diferentes softwares. Por otra parte, se busca que el modelo pueda ajustar o modificar su geometría en el entorno de trabajo BIM, es decir que si existen variaciones en los espesores de algún material que se quiera comparar, el usuario pueda ajustar la geometría del edificio en el modelo BIM en el software BIM que lo ha diseñado. Por otra parte se busca que la metodología desarrollada se ajuste lo más posible a las normas de referencia EN 15978 (EN, 2011) y la EN 15804 (EN, 2012a), persiguiendo justificar debidamente las estrategias de simplificación aplicadas a la metodología del ACV. En última instancia se busca establecer un instrumento de trabajo que resulte sencillo para el usuario, y que pueda ser utilizado para comparar por ejemplo diferentes materiales o sistemas constructivos utilizados en una misma vivienda, o también para comparar mismas unidades de referencias en diferentes tipologías edilicias. 2.3 Propuestas de metodología ACV simplificada aplicada a edificios de tipo residencial (Artículo III) 50 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS La metodología propuesta parte de entender que los sobre los materiales que componen el edificio incluidos en el software BIM, son insuficientes, especialmente durante los procesos de producción en la obra, fase de uso y fin del ciclo de vida. Para corregir esta situación, se propone complementar estos datos mediante la definición de una estructura que posibilite su flujo automático, su manipulación por parte del usuario y la adaptación de los mismos a un contexto determinado. Se parte de definir las fases en las que se centrará la aplicación de la metodología propuesta, las cuales se ajustan al proceso de diseño y modelado de los edificios en el entono BIM. La metodología propuesta asume que el flujo de datos se producirá fuera del software BIM, pero vinculando de forma automática su contenido a una estructura de datos auxiliar. Se definen 4 fases de aplicación que se indican en la Figura 4 y se describen en profundidad en el apartado 2.3.3. La primera fase constituye la definición del Template o Plantilla (T), donde se definen los elementos constructivos y materiales que compondrán el modelo. La segunda fase (Supplementary data phase) busca enriquecer la información sobre el modelo a partir de vincular los datos existentes con la biblioteca de materiales BIM, la cual complementa la información sobre el edificio de cara a la aplicación del ACV. La fase de análisis (Analysis phase) tiene como objetivo reorganizar la información derivada de la fase anterior y llevar adelante el cálculo de las categorías de impacto ambiental seleccionadas. En la fase de resultados (Results phase) es presentan los resultados de forma clara y concisa, ayudando al usuario en la toma de decisiones durante el proceso de diseño. La estructura de datos propuesta incluye los siguientes elementos que se organizan de acuerdo con la Figura 4: - Modelo BIM (BIM model). El modelo BIM, constituye el punto de partida de la metodología propuesta. Este consiste en el modelo virtual del edificio, el cual ha sido construido de acuerdo con la plantilla (T) y contiene todos los componentes BIM (BC) y materiales BIM (BM) que formarán parte del proceso de evaluación. - Componentes BIM (BIM Components (BC). Los componentes BIM son elementos que contribuyen en la estructuración de datos sobre los materiales en el software BIM. Estos componentes constituyen una base gráfica y de datos asociados que contienen las principales características de los materiales que componen el modelo. Cada componente contiene datos sobre las capas y espesores de los materiales que lo componen. - Materiales BIM (BIM materials). Los materiales BIM son los elementos que estructuran el flujo de datos que se produce entre el modelo BIM (Cuantificación de materiales inicial) y la biblioteca de materiales, donde se complementan los datos sobre las caraterísticas de los materiales. - Cuantificación inicial de materiales (Bill of material quantities. Initial). Constituye el elemento de salida de datos desde el modelo BIM, y contiene el listado de los materiales BIM que se encuentran en el modelo y la cuantificación de su presencia en el modelo, expresada en varias magnitudes (volumen, superficie y peso). 2.3.1 Descripción de la metodología propuesta 51 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS -1000 0 1000 2000 3000 4000 5000 aerated concrete blocks aluminium bitumen brick cement ceramic concrete concrete bl ock detergents glass glass wool limestone packaging paper packaging PVC packaging wood paint p ol ys t yre ne polyurethane reinforced steel sand s ol vents steel wa ter wood zinc GWP Ori gin al Alternative 1 Alternative 2 Vículo Automático / Automatic link Vínculo Manual o semi-automático / Manual or semi-automatic link CUANTIFICACIÓN INITIAL DE MATERIALES INITIAL BILL OF MATERIAL QUANTITIES CUANTIFICACIÓN FINAL DE MATERIALES FINAL BILL OF MATERIAL QUANTITIES Lista de MATERIALES BÁSICOS List of BASIC MATERIALS PROCESEOS UNITARIOS BÁSICOS BASIC PROCESS CÁLCULO DE IMPACTOS AMBIENTALES ENVIRONMENTAL IMPACT CALCULATION COMUNICACIÓN DE RESULTADOS / COMMUNICATION OF RESULTS Bibliteca de Materiales BIM Library of BIM Materials Factores de procesos unitarios Process impacts factors Flujos energéticos de fabricación Energy flow calculation Cálculo de energía operacional Operational energy calculation DATOS COMPLEMENTARIOS SOBRE MATERIALES SUPPLEMENATRY DATA ABOUT MATERIALS DATOS COMPLEMENTARIOS EN PLANTILLA BIM SUPPLEMENATRY DATA IN BIM TEMPLATE INFORMACIÓN COMPLEMENTARIA SUPPLEMENATRY DATA BIM COMPONENTS Materiales BIM / BIM Materials FASE PLANTILLA TEMPLATE PHASE FASE DE INFORMACIÓN COMPLEMENTARIA SUPPLEMENTARY DATA PHASE FASE DE RESULTADOS RESULTS PHASE BIM SOFTWARE HOJA DE CÁLCULO / SPREADSHEET SOFTWARE Densidad de materiales Density of materials Visualized as a TABLE Visualización como TABLA Export as a SPREADSHEET Exportado como HOJA DE CÁLCULO REGROUPING of materials REORGANIZACIÓN de materiales MODELO BIM BIM MODEL Caso / Case 2 MODELO BIM BIM MODEL Caso / Case 3 MODELO BIM BIM MODEL Caso / Case 1 De acuerdo conl escenario del ciclo de vida seleccionado Accoring to the selected LIFE CYCLE SCNEARIO FASE DE ANÁLISIS ANALYSIS PHASE 0 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000 GWP FE HT OD Operational Energy impacts De acuerdo con las CATEGORÍAS DE IMPACTO seleccionadas According to the selected IMPACT CATHEGORIES Figura 5 Esquema de metodología propuesta. (Fuente: elaboración propia) 52 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS -Biblioteca de materiales BIM (Library of BIM Materials). Esta biblioteca está estructurada de acuerdo con los materiales BIM y tiene como función la de enriquecer y complementar los datos sobre los materiales para ser utilizados en la aplicación del ACV. Esta biblioteca se compone de fichas de materiales (ver ficha tipo en Tabla 4) e incorpora datos sobre materiales auxiliares que se utilizan durante el proceso de construcción, materiales que se utilizan durante la fase de mantenimiento, los tipos de envases y su cuantificación, porcentajes de residuos producidos (durante fase del ACV), distancias y medios de transporte utilizados para desplazar los materiales a la obra. Al mismo tiempo organiza los materiales que se incorporan según su naturaleza de fabricación y de acuerdo con “Materiales Básicos” ( Basic materials ) y la fase del ciclo de vida en la que se incorporan. -Cuantificación final de materiales. (Bill of material quantities. Final). Esta lista contiene el resumen de materiales que intervienen durante el ciclo de vida del edificio organizado de acuerdo con los “Materiales Básicos”. -Lista de Materiales Básicos. (List of Basic materials). Los “Materiales Básicos” son los criterios de organización de los materiales que componen el edificio que tienen en cuenta su naturaleza de fabricación, constituye una simplificación que ayuda a identificar los procesos unitarios más relevantes que intervienen durante el ciclo de vida del edificio. -Lista de procesos unitarios (List of process) : De acuerdo con la norma ISO 14040 (ISO, 2006a) un proceso unitario es el“ Elemento más pequeño considerado en el análisis del inventario del ciclo de vida ciclo para el cual se cuantifican datos de entrada y salida”. El listado de los procesos unitarios que intervienen, parte de relacionar los “Materiales Básicos” con los escenarios del ciclo de vida que se le ha asignado a cada material. Se podrá asignar a cada material básico un proceso unitario que permita determinar los impactos producidos durante la fabricación, procesos de transformación intermedia (si los hay) y su disposición final en la fase del ciclo de vida que corresponda. -Cálculo de categorías de impacto. (Environmental Impact Calculation). Para el cálculo de los impactos ambientales se ha utilizada la base de datos Ecoinvent v2.0 (Ecoinvent Centre, 2007). Para la caracterización de los impactos ambientales se elige el método de cálculo más adecuado, que permita obtener datos sobras las categorías de impacto seleccionadas. -Comunicación de resultados. (Communication of results). Los resultados obtenidos se muestran de forma sencilla y clara, con el objetivo de poder ser una herramienta para orientar al técnico durante el proceso de diseño, sobre todo de cara a la elección de componentes, materiales, sus espesores, y su conformación. 53 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS -1000 0 1000 2000 3000 4000 5000 aerated concrete blocks aluminium bitumen brick cement ceramic concrete con crete bl ock detergents glass glass wool limestone packaging paper packaging PVC packaging wood paint p ol ys t yre ne polyurethane reinforced steel sand s o lven ts steel wa ter wood zinc GWP Origin al Alternative 1 Alternative 2 Flujos energéticos Energy flows **** Procesos unitarios seleccionados Selected process ***** Consumo de energía operacional Operational Energy consumption *** CUANTIFICACIÓN INICIAL DE MATERIALES INITIAL BILL OF MATERIAL QUANTITIES CUANTIFICACIÓN FINAL DE MATERIALES FINAL BILL OF MATERIAL QUANTITIES COMUNICACIÓN DE RESULTADOS COMMUNICATION OF RESULTS COMPONENTES BIM / BIM COMPONENTS MATERIALS_DATABASE_CASE 1.xls CASE 1.pln ECOINVENT UNIT PROCESS_CASE 1.xls RESULTS.xls ECOINVENT UNIT PROCESS_CASE 2.xls ECOINVENT UNIT PROCESS_CASE 3.xls BIM COMPONENTS_CASE 1.xls FICHAS DE MATERIALES BIM / BIM MATERIAL SHEETS ** PLANTILLA BIM / BIM TEMPLATE Base de datos de BIM softaware BIM software database Densidad de materiales Density of materials * Referencias * Basado en datos de materiales del contexto. **Basado en comprobaciones en el sitio, trabajos de referencia y características del contexto. ***Basado en Simulación termica dinamica en Designbuilder ****Basado en trabajos anteriores. *****Basado en base de datos Ecoinvent v2.0. Vículo automático Vículo semi-automático o manual BIM mat. 1 Densidad mat. ...n Densidad mat. 2 Export to Excel Exportar a Hoja de Cálculo Excel REORGANIZACIÓN de materiales REGROUPING of materials Densidad mat. 1 BIM mat. 2 BIM mat. ... n BIM material Volumen Volume Area Area Peso Weight BIM mat. 1 BIM mat. 2 BIM mat. ...n Fase del ACV / LCA phase : A / B Material básico Basic Material Cantidades Quantity Ratio transporte Transport ratio Proceso entrada input process Proceso salida output process Σ Basic mat. 1 Σ Basic mat. 2 Σ Basic mat. ...n Material BIM / BIM material : Ejemplo / Example fase de ACV LCA phase Material básico Basic material Mat. principal, auxiliar y mant. Main, auxiliary, and maint. material Factor 1 Fcator 1 Factor 2 Factor 2 Factor de residuos Waste factor- Cantidad Quantity Envase / Package material Transporte Transport paper papel plastic plástico wood madera A / B Basic mat. 1 Material 1 nivel / level 1/2/3/4/5 A / B Basic mat. 2 Material 2 nivel / level 1/2/3/4/5 A / B Basic mat. 3 Material 3 nivel / level 1/2/3/4/5 A / B Basic mat. ...n Material ...n nivel / level 1/2/3/4/5 MODELO BIM BIM MODEL Caso / Case 1 MODELO BIM BIM MODEL Caso 2 / Case 2 MODELO BIM BIM MODEL Caso 3 / Case 3 0 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000 GWP FE HT OD Operational Energy impacts 2.3.2 Esquema de interacción de herramientas y recursos utilizados Figura 6 Esquema de interacción de herramientas y recursos. (Fuente: elaboración propia) 54 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS 2.3.3 Propuesta de procedimiento de aplicación La metodología propuesta parte de utilizar varios softwares para llevar adelante el proceso de aplicación del ACV. Para el desarrollo del modelo BIM del edificio se utiliza ArchiCAD 19 (GRAPHISOFT, 2017), para el manejo de datos numéricos y su procesamiento se utiliza Microsoft Office Excel ® (Microsoft, 2016) y para la simulación térmica dinámica del edificio se utiliza DesignBuilder 4.7.0.027 (Cockcroft, 2016). En la Figura 5 se representa la interacción de las herramientas y los recursos utilizados durante la aplicación de la metodología. En este esquema se muestra la interacción de los archivos que se desarrollan y su contenido, también se muestran las fuentes de datos en las que se ha basado la elaboración de hipótesis para la aplicación del ACV. La metodología consta de cuatro fases fundamentales, las cuales definen el orden del procedimien- to de aplicación. La primera fase, previa al modelado del edificio, es la definición de la plantilla de trabajo o Template . En esta fase se organiza el entorno de trabajo en el software BIM, se definen y etiquetan debidamente todos los materiales y componentes con los que se va a trabajar. Al final de esta fase se obtiene la “Cuantificación inicial de materiales” o Initial bill of material quantities . La segunda fase constituye la asignación de los datos complementarios sobre los materiales BIM, residuos producidos, materiales y productos auxiliares, utilizados tanto en fase de producción, uso y deconstrucción. El procedimiento se realiza mediante las fichas de materiales BIM (que contiene la información descrita en la Tabla 4). La vinculación entre la lista de Initial bill of material quantities y las fichas se establece de forma automática, pero es siempre modificable por el usuario. Estas bibliotecas se organizan a partir de los materiales BIM definidos en la plantilla (T), de ratios y porcentajes que ajustan los datos complementarios al contexto de referencia, enriqueciendo la información obtenida a partir del modelo BIM. La creación de estas bibliotecas permite fácilmente vincular estos materiales BIM con otros datos relevantes sobre el edificio durante su ciclo de vida. Estas fichas sirven de vínculo o nexo entre el modelo BIM y el cálculo de los impactos ambientales. Cada ficha de un material BIM contiene la información indicada en la Tabla 4, la cual se organiza de la siguiente forma: Fase del ciclo de vida: Indica la fase del ciclo de vida en la que se incorpora el material al sistema, pudiendo ser A (fase de producción y construcción) o B (fase de uso). Material básico: Se trata del material más representativo, contenido en el material principal, material auxiliar, etc. Constituye una simplificación que busca clasifica los materiales de acuerdo con su naturaleza de fabricación. Material principal, auxiliar, de mantenimien- to, reposición, sustitución, rehabilitación: Corresponde al nombre del material que se incorpora durante las fases de producción, construcción y uso. 55 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS Factor 1: Corresponde al factor o coeficiente en el que se encuentra un material con respecto a la cantidad total del material BIM (ej. para el “material BIM ladrillo” este factor ayuda a obtener por separado la cantidad de mortero y de ladrillo propiamente dicho). Factor 2: Corresponde al factor o coeficiente en el que se encuentra un material con respecto a otro. (ej. para el caso de morteros este factor ayuda a obtener por separado la cantidad de arena, cemento, cal y agua). Factor de residuos: Se trata del factor de residuos producidos durante la fase de construcción o uso. Cantidad: Indica la cantidad total de material luego de aplicar el Factor 1 y Factor 2, según la unidad de medida en la que se cuantifican los impactos para ese Material Basico en la base de datos utilizada. Materiales de envases: Indica el ratio por unidad de material que se ha utilizado en el envasado, este ratio se multiplica por la cantidad de material para obtener los totales. Este dato se basa en constataciones en el sitio y datos sobre los fabricantes de los materiales. Se ha establecido una simplificación basada en García-Martínez (2010) de los posibles materiales utilizados en el envasado de productos de la construcción, siendo los más frecuentes el papel y cartón, plástico (PVC) y madera (pallets). Transporte: Se han establecido 5 niveles posibles, adaptados a la característcas del contexto de referencia, los cuales se definen el en apartado 2.3.3.3.4. Las cantidades de los materiales están vinculadas automáticamente a los ficheros que contienen la cuantificación automática proveniente del software BIM, de modo que cualquier alteración en los espesores de los materiales BIM, dimensiones de los elementos constructivos o geometría del Tabla 4. Ficha tipo de material. (Fuente: elaboración propia) Fase ACV LCA phase Material básico Basic material Main, auxiliary, and maintenance material Factor 1 Factor 2 Factor de residuos Waste factor Cantidad Quantity Matreial de envase o embalaje Package material Transporte Transport Papel Paper Plástico Plastic Madera Wood A/ B Basic mat. 1 Mat. 1 - - - - - - - Nivel / level 1/ 2 /3 /4 /5 A/ B Basic mat. 2 Mat. 2 - - -- - - - Nivel / level 1/ 2 /3 /4 /5 A/ B Basic mat. 3 Mat. 3 - - - - - - - Nivel / level 1/ 2 /3 /4 /5 A/ B Basic mat. 4 Mat. 4 - - - - - - - Nivel / level 1/ 2 /3 /4 /5 56 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS edificio puede modificar automáticamente los resultados. Luego de la fase de información complementaria se desarrolla la fase de análisis, en la cual se parte de reorganizar los datos obtenidos en la fase anterior. El análisis consiste en reagrupar los materiales BIM de acuerdo con los materiales básicos utilizados. Estos se organizan de acuerdo con la fase del ciclo de vida en la que se incorporan. Por otra parte, también se incluye la asignación de los procesos unitarios que intervendrán en la fase de cálculo de los impactos. A cada material básico se le asigna un proceso unitario de entrada y de salida, a los efectos de obtener los impactos que se producen durante el proceso de fabricación y procesamiento de los productos y materiales, así como también los impactos que se producen en la disposición final de éstos. La elección de los procesos unitarios se realiza además en función de los escenarios del ciclo de vida que se han elegido para cada fase y para cada material en particular, es decir se deberá tener en cuenta si la materia prima de procesado proviene del primer uso o si ha sido reciclado, así como también tendrá que tenerse en cuenta si en fase de uso o fin de vida el material removido será trasladado a vertedero, o será tratado para su reciclado y posteriormente su nuevo uso. La fase de análisis también incluye la cuantificación de los flujos de energía durante las fases de construcción y deconstrucción, la cual se realiza a partir de datos de referencia obtenidos sobre tipologías de referencias construidas en el contexto a considerar. De no ser posible la obtención de estos datos, la metodología propuesta prevé la utilización, de acuerdo con lo establecido por García-Martínez (2010), de los ratios de referencia aplicados por Kellenberger et al. (2004) para el cálculo del consumo energético en función del volumen de material utilizado, que se detalla en el apartado 2.4.2 Elaboración del inventario de ACV . La cuantificación de los impactos producidos por el consumo de energía en fase de uso, se realiza mediante la simulación dinámica del comportamiento térmico del edificio. Este procedimiento se realiza mediante la utilización del software DesignBuilder 4.7.0.027 (Cockcroft, 2016), el cual permite obtener resultados fiables sobre el desempeño térmico del edificio durante su ciclo de vida. El dato obtenido sobre el consumo energético anual es incluido de forma manual en el esquema de cálculo del flujo energético donde se incorporan los porcentajes de producción de energía primaria según la fuente de producción y de acuerdo con datos recientes sobre el mix energético del contexto de referencia. Finalmente, la fase de resultados busca que la comunicación de éstos se adapte al procedimiento de diseño que se desarrolla en el software BIM. De modo que los resultados obtenidos se representan gráficamente de forma clara y concisa, para que el usuario puede reconocer fácilmente los impactos producidos en cada fase del ciclo de vida por cada material y componente BIM. La estructura de información que se aporta, se organiza de acuerdo con lo establecido por la norma EN 15978 (EN, 2011) para el flujo de procesos de evaluación del comportamiento ambiental del edificio. Esa información se vincula con las fases del ACV establecidas por la norma ISO 14040 (ISO, 2006a) en base a la cual se estructura el flujo de información para la aplicación del ACV a nivel genérico, según se muestra en la Figura 7. 57 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS PROCESO Análsis de la evaluación de impactos (LCIA) Interpretación de resultados Identificación del propósito de evaluación Especificación del objeto de la evaluación Desarrollo de escenarios Cuantificación del objeto de evaluación Selección de los datos ambientales y otra información Cálculo Informes y comunicación Verificación Evaluación completa Información necesaria Diagrama de flujos norma EN 15978 Fases ACV norma ISO 14040 Finalidad uso previsto Equivalente funcional Período de referencia Límite del sistema Modelo del edificio Etapas del ciclo de vida Escenarios para cada etapa del ciclo de vida y ventajas y/o Cantidad neta Cantidad bruta Uso de las DAPs/ EPDs Uso de otra información Calidad de los datos Aspectos e impactos ambienteles Finalidad uso previsto Verificación Alcances y objetivos Análsis del inventario (LCI) Figura 7 Esquema del diagrama de flujo del proceso de evaluación del comportamiento ambiental de los edificios (Fuente: elaboración propia basado en EN 15978 y en ISO 14040). 64 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS 2.3.3.3.3 Escenarios para la etapa de uso Los escenarios de mantenimiento de los elementos que componen el edificio se han basado en considerar el desgaste natural de los materiales durante la fase de uso, descartando los que tengan que ver con el usuario y la utilización del edificio, dado que depende de factores muy particulares del caso de estudio y de la forma de uso que le brinde el usuario. Para elaborar las hipótesis de mantenimiento se ha considerado un escenario que pueda asegurar una limpieza periódica de los elementos expuestos a la acumulación de partículas y al desgaste provocado por factores atmosféricos. Para la elaboración de los escenarios de reposición, reparación, sustitución y rehabilitación (Tabla 5) de los elementos que componen el edificio además de asumir como referencia las serie de normas ISO 15686 (ISO, 2012, 2011a, 2011b, 2008), se han utilizado datos basados en Tavares (2006) y utilizados también por Pelufo (2011) para ser aplicados en el contexto de referencia (Uruguay). El factor de reposición se elabora en base al período de referencia asumida para la vida útil (60 años). 2.3.3.3.4 Escenarios para asignación de transportes (A4, B2, B3, B4, B5, C2) Para definir los escenarios referidos al transporte se ha desarrollado la siguiente hipótesis basada en la definición de un modelo que pueda facilitar el ingreso de los datos. Fuentes oficiales demuestran que el principal punto de ingreso de materiales de construcción Tabla 5. Hipótesis sobre los factores de reposición utilizados para la aplicación de la metodología en los casos de estudio. (Fuente: elaboración propia basado en Tavares (2006) y Pelufo (2011)) Material Años Factor Estructura de acero para cubiertas 100 1.0 Estacas de madera 73 1.0 Paneles aislamientos 69 1.0 Muros cerámicos, morteros 100 1.0 Revoque exterior 60 1.0 Suelo de madera 50 1.2 Suelo cerámico 30 2.0 Pinturas exteriores 8 7.5 Pinturas de interiores 8 7.5 Paneles de madera 45 1.33 Impermeabilización 10 6.0 Pintura cubierta 11 5.45 Revoques 60 1.0 Suelo hormigón 100 1.0 65 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS derivados de desplazamiento intercontinentales se produce a través del puerto de Montevideo (ANP, 2017). El modelo desarrollado basado en las características del contexto y en la distribución geográfica de los principales puntos de distribución de materiales, asume la existencia de cinco niveles: el primero tiene que ver con los desplazamientos que se producen a escala local, el segundo nivel tiene que ver con los desplazamientos a escala regional, el tercero a escala extra-regional, el cuarto a escala continental y el quinto a escala intercontinental. Esta modelización permite que el usuario pueda asignar fácilmente los niveles estimados desde donde se producen los desplazamientos de los materiales que componen el edificio, guardando representatividad en relación a la distribución de los puntos de suministro y fabricación. Durante el procedimiento de aplicación el usuario podrá modificar las distancias de cada uno de los materiales de forma independiente, pudiendo así utilizar este criterio para visualizar los impactos producidos por el transporte y desarrollar estrategias para reducirlos. 2.3.3.3.5 Escenarios para el uso de energía en servicio Para la cuantificación del consumo de energía en fase de uso se definen hipótesis en función de los patrones de consumo. Estos patrones de consumo de energía para las viviendas unifamiliares en el contexto de estudio tendrán en cuenta los siguientes factores: horas de uso, tipo de sistemas de calefacción y aire acondicionado, tipo de equipamiento utilizado, tipo de sistemas de agua caliente sanitaria utilizados. Por otra parte, antecedentes de referencia (Picción et al., 2014) demuestran que las demandas de calefacción, las de refrigeración y las de agua caliente sanitaria son principalmente cubiertas por sistemas que utilizan energía eléctrica como principal fuente de alimentación. Tabla 6. Definición de modelo de asignación de transportes (Fuente: elaboración propia) Parámetro Nivel 1 Local Nivel 2 Regional Nivel 3 Extra-regional Nivel 4 Continental Nivel 5 Intercontinental Tipo de vehículo Remolque de camión con carga de 16t, consumo diésel 38 lts cada 100km. Remolque de camión con carga de 16t, consumo diésel 38 lts cada 100km. Remolque de camión con carga de 16t, consumo diésel 38 lts cada 100km. Remolque de camión con carga de 28t, consumo diésel 38 lts cada 100km. Buque interoceánico Distancia estimada (km) 50 250 600 1500 15000 Utilidad de la capacidad 100% de la capacidad del volumen 30% de los retornos vacíos (Lasvaux, 2010) 100% de la capacidad del volumen 30% de los retornos vacíos (Lasvaux, 2010) 100% de la capacidad del volumen 30% de los retornos vacíos (Lasvaux, 2010) 100% de la capacidad del volumen 30% de los retornos vacíos (Lasvaux, 2010) Factor de utilización de la capacidad 11111 66 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS De modo que se asume esta hipótesis para la simulación térmica de los casos de estudio, exceptuando que sea una condición explicita en el diseño del edificio. Se asume que la totalidad de la energía consumida por las viviendas proviene de la red de distribución de energía nacional, exceptuando que el caso de estudio indique lo contrario. Las fuentes de producción primaria (ver Figura 3, Capítulo 1) serán las establecidas por las autoridades locales a través del último informe publicado sobre el balance energético nacional del año 2015 (DNEMIEM, 2015). El factor de conversión de energía primaria calculado en base a fuentes oficiales para el año 2015 (última referencia publicada) es de 1.6 (DNE-MIEM, 2015) . 2.3.3.3.6 Escenario para la etapa de fin de vida Se incluyen los trabajos de deconstrucción y desmantelamiento del edificio derivados del uso de maquinaria y energía necesarias. Para la elaboración de los escenarios referidos al transporte se ha seguido el modelo descrito en el apartado 2.3.3.3.4. Para el módulo de tratamiento, reutilización, recuperación o reciclaje se prevé, dadas las características del contexto en relación a la reutilización de estos materiales descrita en Fichtner and LKSUR Asociados, (2004), que los materiales desmontados no reciban tratamiento previo al vertido final. No obstante, la metodología desarrollada puede incorporar escenarios que prevean estos procesos. En relación al vertido final se asume de acuerdo con fuentes anteriormente expuestas que el material desmontado será trasladado a un vertedero municipal. 67 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS De acuerdo con lo establecido por la norma ISO 14040 (ISO, 2006a) la metodología del ACV prevé el desarrollo de la fase de Análisis del Inventario del Ciclo de Vida (ICV) es en la que se recopilan y cuantifican “las entradas y las salidas a un sistema del producto durante su ciclo de vida”. Este procedimiento llevado a la aplicación del ACV en edificios incluye parte de los descrito durante el proceso de “Cuantificación del edificio y su ciclo de vida”, que establece la norma EN 15978 (EN, 2011) (ver Figura 7). La metodología desarrollada asume que la cuantificación de los materiales incluye los materiales que componen el edificio de acuerdo con lo definido por el modelo BIM y las cantidades de materiales que se utilizarán en fase construcción y uso del edificio, incluyendo las pérdidas de materiales. Por otra parte, la norma EN 15978 (EN, 2011) establece la necesidad de especificar las cantidades “netas” y “brutas” a la hora de cuantificar los materiales que intervienen durante la vida útil del edificio. Para esta norma las cantidades netas son aquellas que se especifican en los planos y documentos de acuerdo con la obra construida ( as built ). Mientras que las cantidades brutas son aquellas que consideran las pérdidas que se producen debido a: pérdidas en tránsito, en la obra, en el tratamiento normal de productos, materiales, componentes; pérdidas debidas a diferencias en las dimensiones del producto y las del proyec- to; requisitos de pedido de cantidades mínimas. Para la cuantificación de las cantidades netas de materiales la metodología prevé su obtención a partir del modelo BIM del edificio (LOD 300), lo cual permite adquirir datos sobre las cantidades estimadas de los materiales netos durante la fase de diseño. Esta cuantificación de materiales que parte del modelo BIM contendrá únicamente información sobre las cantidades de los materiales BIM, el resto de los materiales que intervienen durante el ciclo de vida del edificio que no estén especificados en la cuantificación inicial de materiales estarán contenidos en las fichas de materiales de la biblioteca de materiales. Esta biblioteca incorpora aquellos materiales que puedan ser imputables al material BIM y que tengan una relación directa con este mediante un coeficiente o factor. Para el caso de materiales tales como escaleras o andamios, para los cuales no es posible imputar su uso a ningún material en particular, (por ejemplo, una escalera se usa para pintura, enfoscados, etc.) no serán contabilizados como parte del sistema. Para la cuantificación de las cantidades brutas se prevé establecer coeficientes de desperdicios, que dependiendo el tipo de montaje y materiales variará entre 10% y 1% de acuerdo con cifras establecidas por trabajos anteriores adaptados al contexto de estudio (Pelufo, 2011). Por otra parte, la norma de referencia EN 15978 (EN, 2011) establece que durante esta instancia de evaluación las fuentes de datos recomendadas serán las indicadas en la Tabla 7: los datos genéricos, datos agregados, datos promedio, la definición de modelos de escenarios para la etapa de uso. Mientras que los datos colectivos de producto, los datos promedio de producto, los datos específicos de productos y otros datos estarán sujetos a disponibilidad. 2.3.3.4 Cuantificación del edificio y su ciclo de vida 68 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS Teniendo en cuenta el contenido anteriormente expuesto, la metodología desarrollada utiliza como fuentes de datos válidas: datos genéricos, datos promedio combinados de diferentes fabricantes, información específica sobre los componentes y modelos de escenarios para la etapa de uso. Para el contexto de referencia y los casos de estudio no se han utilizado datos colectivos tales como DAPs de productos, debido que o bien los materiales utilizados en los casos evaluados no presenta por el momento ese tipo de decalraciones mabientales (DAPs) o se ha incluido indicadores que describen categorías de impacto que no están expresado en los resultados de las DAPs. 2.3.3.5 Selección de categorías de impacto y métodos de evaluación A nivel normativo (EN, 2012a, 2011) las categorías de impacto que producen los edificios deben ser expresadas de acuerdo con los siguientes indicadores que describen impactos ambientales: “Potencial de calentamiento global”, “Potencial de agotamiento de la capa de ozono”, “Potencial de acidificación de tierra y agua”, “Potencial de formación de oxidantes fotoquímicos del ozono troposférico”, “Potencial de agotamiento de recursos abióticos para elementos ADP_elemen- tos” y “Potencial de agotamiento de recursos para combustibles fósiles. ADP_combustibles fósiles”. Del mismo modo se deben incorporar los indicadores que describen el uso de recursos: “uso de la energía primaria renovable excluyendo los recursos de energía utilizados como materia prima”; “el uso de los recursos energía primaria renovable utilizados como materia prima”; “el uso de energía primaria no renovable excluyendo los recursos de energía utilizados como materia prima”; “el uso de recursos energía primaria no renovable utilizados como materia prima; el uso de materiales secundarios”; “el uso de combustibles secundarios renovables; potencial de agotamiento para recursos abióticos para elementos, ADP_elementos”; “el potencial de agotamiento de recursos abióticos para combustibles fósiles”. Por otra parte, se prevé la incorporación de indicadores que describen la información ambiental adicional, tales como: “residuos peligrosos vertidos”, “residuos no peligrosos vertidos”, “residuos radioactivos”. También se prevé la incorporación Tabla 7. Tipo de datos a utilizar según lo establecido por la norma EN 15978. (Fuente: elaboración propia basada en norma 15978) Dato recomendado Punto en el período de la evaluación Fase diseño Fase proyecto Fase construcción Fase uso Fase fin de vida del edificio Datos genéricos R R R R R Datos agregados R R - - - Datos promedio R R R R R Datos colectivos de producto A R R R R Datos promedio de producto A R R R R Datos específicos de producto A R R R R Modelos de escenarios para la etapa de uso R R R R - Datos medidos - - R R R 69 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS de indicadores que describen los flujos de salida que abandonan el sistema: “componentes para reutilización”, “materiales para reciclaje”, “materiales para valorización energética”, y “energía exportada”. Estos indicadores incluidos en la normativa de referencia (EN, 2012a, 2011) describen las categorías de impacto en las que deben expresarse los resultados una vez completado el proceso de evaluación del edificio. Estos resultados también servirán como patrones de referencia para poder comparar diferentes casos de estudio. De acuerdo con los antecedentes analizados (Malmqvist et al., 2011) una de las estrategias utilizadas para la simplificación de la aplicación del ACV en viviendas es la reducción de los indicadores de impacto considerados. En el entendido que la metodología desarrollada busca ser aplicada durante la fase de diseño de los edificios, se busca reducir los esfuerzos por parte de técnicos y diseñadores asumiendo la utilización de los indicadores que resulten más representativos durante esa fase y puedan orientar la toma decisiones durante el proceso de evaluación. De modo que en primera instancia se opta por utilizar indicadores que resulten representativos para el objeto de estudio a nivel general, y a su vez que se ajusten a lo establecido por las normativas de referencia. Por otra parte, se busca que la selección de las categorías de impacto evaluadas sea representativa a nivel local y en particular para el caso de estudio y los objetivos planteados durante el proceso de evaluación. 2.3.3.6 Definición de comunicación de resultados La metodología propuesta busca adaptarse al procedimiento de evaluación durante la fase de diseño del edificio, de modo que la información que se comunica debe de ser fiable y a su vez ser capaz de que el usuario pueda interpretarla y utilizarla para modificar y optimizar los elementos que componen el edificio, así como también ayudarlo a tener una mayor conciencia sobre los elementos que intervienen en el ciclo de vida del edificio y los impactos que produce durante su ciclo de vida. La forma de comunicar los resultados definida por las normas de referencia (EN, 2012a, 2011) prevé que los resultados sean organizados de acuerdo con los módulos de información en los que han sido producidos los impactos y separando las diferentes categorías de impacto, de acuerdo con los indicadores que describen impactos ambientales, los indicadores que describen el uso de recursos, los indicadores que describen la información ambiental adicional (los que describen categorías de residuos y flujos de salida que abandonan el sistema), de forma tal que se pueda reconocer fácilmente de donde se producen los mayores impactos. La organización de los resultados de la metodología propuesta se desarrolla en primer lugar de acuerdo con lo establecido por estas normas de referencia (EN, 2012a, 2011), separando los impactos que se producen durante el ciclo de vida de acuerdo con los módulos de información, con el fin de visualizar los impactos que se producen durante el ciclo de vida y ayudar a modificar u optimizar los escenarios de ciclo de vida. Al tiempo 70 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS De acuerdo con lo anteriormente expuesto la metodología propuesta asume ciertas simplificaciones en relación a lo establecido por las normas EN 15978 (EN, 2011) y EN 15804 (EN, 2012a) para la aplicación del ACV en edificios. Esto se funda sobre la base de que esta se centra en orientar la toma de decisiones en fase de diseño, y se asume que las incertidumbres forman parte de este proceso. Por este motivo, se busca sistematizar la elaboración de hipótesis y modelos que ayuden a predecir el comportamiento ambiental del edificio durante su ciclo de vida, adaptados a una determinada tipología edilicia y en un contexto determinado. A continuación, se detallan las principales estrategias de simplificación e integración de la aplicación del ACV a entornos BIM: - La metodología propuesta se aplica al edificio en fase de diseño y no en fase “as built”, como señala la norma EN 15978 (EN, 2011). Se utiliza un modelo BIM de nivel de detalle LOD 300, para asegurar la definición de capas de materiales y elementos constructivos. Antecedentes sobre el tema (Lee et al., 2015) demuestra que este nivel de detalle permite obtener datos sobre la cuantificación de materiales y componentes de los edificios para llevar adelante la evaluación de los impactos ambientales del edificio. - Al igual que los trabajos analizados anteriormente centrados en la aplicación del ACV a viviendas unifamiliares (Agya Utama et al., 2012; Babaizadeh et al., 2015; Cuéllar-Franca and Azapagic, 2012; Dahlstrøm et al., 2012; Fouquet et al., 2015; Gervasio et al., 2014; Hanandeh, 2015; Houlihan Wiberg et al., 2014; Iddon and Firth, 2013; Islam et al., 2014; Lewandowska et al., 2013; Monteiro and Freire, 2012; Mosteiro-Romero et al., 2014; Motuziene et al., 2016; Oyarzo and Peuportier, 2014; Peuportier et al., 2013; Proietti et al., 2013; Rosselló-Batle et al., 2015; Rossi et al., 2012b; Takano et al., 2015b) la metodología propuesta considera reducir algunas fases del ciclo de vida, ya que algunas pueden que no sean relevantes durante la fase de diseño (Ej. B7- fase de uso del agua en servicio) o no se disponga de datos para cuantificar los impactos (Ej. B1-fase de uso). Por otra parte la norma EN 15978 (EN, 2011) también establece que la evaluación puede restringirse a una parte del edificio o a parte del ciclo de vida del edificio, debiendo estar documentado y argumentado. que, complementario a lo que establece esta norma se entiende que durante el proceso de diseño es necesario contar con información que se vincule directamente con los inputs que se están incorporando en el proceso de diseño en el entono BIM, es decir con los componentes y materiales BIM (BIM components -BIM materials,) dado que son los datos que el diseñador podrá manipular durante y luego del proceso de evaluación. De modo que los resultados que se presentan también reflejan independientemente los impactos que se producen por componentes y materiales BIM, y se organizan de acuerdo con las categorías de impacto seleccionadas. 2.3.4 Justificación de las principales estrategias de simplificación del ACV aplicadas y de integración BIM-ACV 71 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS - En cuanto a la consideración de las distancias y los transportes, dadas la escala de los proyectos y las características del contexto de estudio. En el punto 2.3.3.3.4 se detalla la hipótesis considerada con el fin de reducir los esfuerzos en la obtención de los datos y aproximarse a las características del desplazamiento de mercancías en el contexto de estudio. Además esta hipótesis es un procedimiento práctico para el usuario a la hora de asignar las distancias desde donde se trasladan los materiales y componentes del edificio. Modelos simplificados de asignación de trasporte de materiales son también asumidos por Cuéllar-Franca and Azapagic (2012) para el desarrollo del ACV de viviendas unifamiliares en Reino Unido y por García-Martínez, (2010) para el contexto de Andalucía. - Se reduce el número de indicadores a incluir en la comunicación de los resultados de acuerdo con lo señalado por Malmqvist et al. (2011), de modo que se consideran los más relevantes para el proyecto, el contexto y la fase desarrollo en la que se encuentra el edificio. Trabajos de referencia como el caso de Hanandeh (2015), utilizan esta estrategia de seleccionar las categorías de impacto en función de la relevancia que tengan para el contexto de estudio. - Como estrategia para la integración de herramientas BIM y ACV, desde el punto de vista operativo, se parte de la definición de una plantilla de trabajo (template) la cual contiene los principales elementos constructivos y materiales, así como los datos sobre las propiedades físicas de los materiales adaptados a las características del contexto de referencia. Al igual que el trabajo de Lee et al., (2015) la metodología propuesta parte de una plantilla ( Template ), mientras que el trabajo desarrollado complementa los datos ambientales de los materiales del modelo BIM fuera del entorno BIM. - Para asegurar que el flujo de información sea de forma directa y el usuario pueda modificar de acuerdo con las características del proyecto datos relevantes sobre el ciclo de vida de los materiales que se utilizan en el proyecto se opta por configurar una estructura de datos semi-au- tomática, dejando algunos campos semi-abiertos. Trabajos de referencia tales como Basbagill et al., (2013); Jalaei and Jrade, (2014); Jrade and Jalaei, (2013) desarrollan también estrategias de integración semi-automáticas. 72 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS El siguiente apartado describe el proceso de verificación de la metodología desarrollada mediante su aplicación en los casos de estudio seleccionados. Este procedimiento se ha desarrollado teniendo en cuenta el contexto de referencia y la tipología edilicia más frecuente allí desarrollada. Por otra parte, se busca ayudar a realizar los ajustes correspondientes y definir recomendaciones para el desarrollo de instrumentos de ayuda en fase de diseño. La selección de los casos de estudio ha estado orientada hacia soluciones constructivas diversas que también guarden representatividad con el contexto de referencia, desarrolladas en los últimos 10 años y destinada a un número de ocupantes similar. Los casos de estudio seleccionados han sido tres. El primer caso se trata de una vivienda de interés social y promoción pública (COVISA), promovida por la ANV-MVOTMA, (2017), y construida a través del sistema cooperativo por ayuda mutua, muy extendido en este contexto. Este tipo de vivienda busca ajustar al máximo los costes de construcción. Se trata de una vivienda pareada que forma parte de un complejo de 72 viviendas llamado “COVISA”, construido en el año 2010 y ubicado en la localidad de Sauce a 36 km de Montevideo. La unidad analizada es una vivienda de 3 dormitorios con una superficie útil de 55 m2 aprox., la cual sido construida combinando obra de fábrica de ladrillo y bloque de hormigón con estructura de acero y cubierta liviana inclinada de 2 aguas. El segundo caso de estudio se trata de “La Casa Uruguaya” (LCU) (Universidad ORT. Uruguay, 2015), una vivienda diseñada aplicando criterios de sostenibilidad y galardonada con el Primer Premio en el concurso Solar Decathlon Latinoamérica 2015, y desarrollada por estudiantes de arquitectura de la Universidad ORT, Uruguay. Esta vivienda presenta la particularidad de que ha sido diseñada y construida en Montevideo, pero se ha ensamblado e instalado de forma temporal en Santiago de Cali (Colombia), por lo que para este estudio se considera el contexto de Montevideo como su lugar de emplazamiento. La vivienda tiene 3 dormitorios, una superficie útil de 63 m2 aprox. y ha sido construida enteramente en madera (cerramientos y estructura), siendo considerado en este contexto como un material de creciente interés para su utilización en la construcción civil (Cortazzo, 2014). El tercer caso seleccionado ha sido una vivienda (RIFA) diseñada siguiendo criterios de diseño que privilegian la iluminación y ventilación natural, así como también los espacios en doble altura entendido como un recurso para enriquecer las cualidades funcionales y espaciales de la vivienda. Esta vivienda ha sido galardonada con el Primer Premio en el concurso anual de estudiantes del grupo de viaje de Arquitectura Rifa generación 2006 de la Facultad de Arquitectura de la UdelaR, Uruguay. Esta vivienda también presenta la particularidad de haber sido diseñada por un grupo de estudiantes de arquitectura (Andrés Varela, Elías Martínez, Ignacio de Souza, Joaquín Mascheroni), y su ejecución ha sido supervisada por un equipo de técnicos. Se emplaza en el barrio de 2.4 Aplicación de la metodología simplificada a casos de estudio: comparación de alternativas para la envolvente de una vivienda unifamiliar y comparación de 3 soluciones de viviendas unifamiliares (Artículo III). 73 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS la Blanqueada (Montevideo) y su construcción ha finalizado en el año 2013. La vivienda de 3 dormitorios, tiene una superficie útil de 100 m2 aprox., y presenta una estructura de hormigón armado y acero, cubierta inclinada de hormigón armado y cerramientos de fábrica de ladrillo hueco. La aplicación de la metodología desarrollada, a estos casos de estudio se realiza considerando dos alternativas de aplicación. La primera se centra en evaluar tres alternativas constructivas para el diseño de la envolvente (vertical y horizonal) de una misma vivienda (la de interés social). La segunda alternativa de aplicación evalúa comparativamente las tres viviendas seleccionadas. Esto se realiza con el objetivo de verificar viabilidad de la metodología desarrollada para evaluar diferentes alternativas constructivas para un mismo caso y también para verificar la capacidad de comparar diferentes casos de viviendas unifamiliares con características constructivas y materialidades diferentes. Se parte del entendido de que una de las mayores potencialidades que presentan las herramientas BIM es su capacidad de gestionar diversos datos sobre el edificio, tanto a nivel gráfico como datos sobre materiales y componentes que lo conforman. Este tipo de herramientas aplicadas en fase de diseño ayudan a obtener de forma rápida y sencilla modelos virtuales del edificio, convirtiéndose en instrumentos de gran ayuda durante el proceso de toma de decisiones de aspectos tan decisivos desde el punto de vista del consumo de recursos como son la forma y disposición volumétrica, la estructura y la envolvente (materialidades y huecos). Se busca que los objetivos y alcance de las aplicaciones del ACV guarden relación con los datos de entrada del entorno BIM, especialmente aquellos que tienen mayor relevancia en la fase de concepción y diseño del edificio. De modo que, según lo expuesto en el punto 2.3.3.1, el nivel de detalle (LOD) que servirá como estructura de datos de entrada para la aplicación del ACV para los dos casos estudiados será de LOD 300. El caso 1 tiene por objetivo comparar dentro de una misma vivienda, 3 alternativas constructivas para la envolvente, partiendo de considerar el escenario original y 2 escenarios de mejora desde el punto de vista del desempeño térmico de la envolvente (vertical y horizontal). El estudio busca evaluar comparativamente los impactos que producen las tres soluciones alternativas, enfocándose en el sistema del edificio que mayor relevancia tiene en la reducción de los impactos ambientales que producen los edificios (Hanandeh, 2015; Kolokotroni et al., 2004; Monteiro, 2010; Sartori and Hestnes, 2007). Por otra parte, los modelos BIM considerados para llevar adelante estas evaluaciones contienen exclusivamente la información gráfica y los datos sobre la vivienda, tales como los cerramientos verticales (muros exteriores, ventanas y puertas), y los cerramientos horizontales (cubierta y solería). Al tiempo que el caso 2 tiene por objetivo comparar tres viviendas unifamiliares, con similar número de ocupantes, las cuales utilizan tecnologías y materiales diversos. Este estudio busca analizar comparativamente estas 3 soluciones focalizándose en la envolvente y la estructura. Los modelos BIM en los que se basa la aplicación del ACV incorporan la estructura, los cerramientos verticales y horizontales (incluyendo cerramientos exteriores y particiones) de las viviendas, no se incluyen espacios exteriores ajardinados o rampas de vehículos. 2.4.1 Definición del objetivo y alcance 80 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS Tabla 9. Lista de materiales BIM utilizados en los casos de estudio. (Fuente: elaboración propia) Material BIM Tipo de elemento Caso de estudio Vivienda de estudio aerated concrete block Cerramiento vertical 1 1 aluminium Cerramiento vertical 1,2 1,3 bitumen Cerramiento vertical 1,2 1,2 brick Cerramiento vertical 1,2 1 brick_hollow Cerramiento vertical 1 3 ceramic tile Cerramiento vertical 1,2 1 ceramic_tile_bath Cerramiento horizontal 1 1,3 concrete blocks_enevelope Cerramiento vertical 1,2 2 concrete blocks_interior Cerramiento vertical 2 1,2,3 concrete_column Cerramiento horizontal 2 2 concrete_floor Estructura 1,2 2 concrete_fundation Estructura 2 2 concrete_roof Estructura 2 2 concrete_slabs Estructura 2 2 concrete_wall Estructura 2 2 glass wool Cerramiento vertical / horizontal 1,2 2 mortar_ceramics Cerramiento horizontal 1 1 mortar_exterior Cerramiento vertical 1,2 1,3 mortar_floor Cerramiento horizontal 2 3 mortar_interior Cerramiento vertical 1,2 1,3 mortar_roof Cerramiento horizontal 2 3 mortar_wall Cerramiento vertical 1,2 1,3 paint_exterior_wall Cerramiento vertical 1 3 paint_exterior_wood Cerramiento vertical 2 2 paint_interior_wall Cerramiento vertical 1 1,3 paint_interior_wood Cerramiento vertical 2 2 paint_roof Cerramiento horizontal 2 3 polyethylene_floor Cerramiento horizontal 2 2 polyethylene_wall Cerramiento vertical 2 2 polystyrene_roof Cerramiento horizontal 1,2 1,3 polystyrene_wall Cerramiento vertical 1,2 1,2,3 polyurethane_roof Cerramiento horizontal 1 1 plywood_exterior Cerramiento vertical 2 2 plywood_interior Cerramiento vertical 2 2 steel_roof Cerramiento horizontal 1 1 steel_slabs Estructura 2 1 steel_columns Estructura 2 3 wood structure_beam Estructura 2 2 wood structure_beam roof Estructura 2 2 wood structure_columns Estructura 2 2 wood_floor Cerramiento horizontal 2 2,3 zinc Cerramiento horizontal 1,2 1 Referencias: Caso 1: evaluación de alternativas de envolvente; Caso 2: evaluación de tres casos de vivienda; vivienda 1: casa apareada en cooperativa COVISA; vivienda 2: “la casa uruguaya”; vivienda 3: casa Arquitectura Rifa gen 2006. 81 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS Por otra parte, estas fichas complementarias de materiales BIM, llevan asociada la asignación de los transportes para cada material (material principal, material auxiliar, material de mantenimiento, reparación, rehabilitación, sustitución) que compone el material BIM. Para ellos se ha optado por generar diferentes rangos por distancias, los cuales se clasifican en: locales, nacionales, continentales, transcontinentales, según lo descrito en el apartado 2.3.3.3.4. Esto permite estimar aproximadamente las distancias y los medios de transporte utilizados, en función del origen de los materiales y las posibilidades de fabricación que existen en la zona donde se instala el edificio. En la Figura 10 se presenta de forma esquemática los niveles definidos de acuerdo con la localización asumida para los casos de estudio. Estos cinco niveles se han establecido partiendo de la base que las tres viviendas analizadas están localizadas en Montevideo y sus alrededores, es decir a distancias no mayores a 50 km, que es el límite establecido para el nivel 1. El nivel 2 (hasta 250 km) está dado por la distancia de Montevideo, capital y principal puerto logístico del país, a la ciudad de Minas, donde se encuentra uno de los principales puntos de extracción y fabricación de cemento portland. El tercer nivel (hasta 600 km) está dado por la distancia de Montevideo a la zona de Rivera, una de las mayores áreas de producción de madera para su uso en la construcción. También coincide con la distancia que se recorre desde algunos puntos de fabricación de otros productos utilizados en los casos de estudio, provenientes de Argentina o de la frontera con Brasil. El nivel 4 (hasta 1500km) está dado por recorridos de carácter continental, que llegan hasta la zona de Santiago de Chile y el sur de Brasil. El nivel 5 (hasta 15000km) incluye desplazamientos trasatlánticos provenientes principalmente de Europa, EEUU o México. De acuerdo con las características logísticas de la zona se asume que los transportes en los niveles 1, 2 y 3 se realizan en camiones de 16 toneladas, y los trasportes de nivel 4 en camiones de 28 toneladas. Los transportes de nivel 5 se realizan en buques trasatlánticos y se asume como puerto de llegada el puerto de Montevideo. Figura 10 Localización esquemático de los niveles de transporte asumidos para asignación de distancias recorridas por los materiales. (Fuente: elaboración propia) 82 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS La estimación del consumo energético durante la fase de uso y deconstrucción ha sido desarrollada de acuerdo con las hipótesis aplicadas por Garcia-Martinez (2011) y Kellenberger et al., (2004) para determinar estos consumos en función de los volúmenes de material utilizados (Tabla 10). Para el cálculo de las demandas energéticas durante la fase de uso se ha llevado adelante una simulación térmica dinámica de las viviendas estudiadas en DesignBuilder v4.7.0.27 (Cockcroft, 2016). Para la calibración de los modelos se ha considerado las demandas de calefacción, refrigeración, iluminación, agua caliente sanitaria y equipamiento. Para los casos de las viviendas COVISA y la casa RIFA las fuentes de abastecimiento energético son eléctricas y para el caso de “LCU” serán por energía solar y solar fotovoltaica. Las temperaturas de consigna para regular los sistemas de calefacción y refrigeración han sido fijadas entre los 20º C para la calefacción y 27ºC para la refrigeración, definida como área de confort y basadas en Picción et at. (2009). Las consideraciones sobre la ocupación de la vivienda han sido estimadas según la Tabla 11. Las transmitancias térmicas de los cerramientos y las especificaciones constructivas de cada uno de ellos aplicadas durante el proceso de simulación se detallan en el Anexo 2. Tabla 11. Hipótesis de franja horarias (en horas) de permanencia de ocupantes de las viviendas por estancia. (Fuente: elaboración propia) Estancia de la vivienda Lunes a viernes Fines de semanas Vacaciones mañana tarde mañana tarde mañana tarde Estar 7 a 9 16 a 23 9 a 12 13 a 24 9 a 12 13 a 24 Dormitorio 1 1 a 7 23 a 24 1 a 9 - 1 a 9 - Dormitorio 2 1 a 7 23 a 24 1 a 9 - 1 a 9 - Dormitorio 3 1 a 7 23 a 24 1 a 9 - 1 a 9 - Cocina 8 a 9 21 a 22 12 a 13 21 a 22 12 a 13 21 a 22 Baño 7 a 8 22 a 23 9 a 10 23 a 24 9 a 10 23 a 24 Tabla 10. Estimación de los consumos energéticos de los edificios evaluados. (Fuente: Garcia-Martinez et al., (2011)) Consumo energía en obra MJ/m3 material Construcción 481 Reformas 741 Demolición 370 Total 1222 Consumo de diésel en maquinaria (70%) 855 Consumo eléctrico (30%) 136 83 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS La asignación de los flujos de entrada y salida al sistema constituye un aspecto importante dentro de la elaboración del inventario. Los criterios para la inclusión y exclusión de procesos unitarios están fundamentalmente basados para los casos de estudio en la norma EN 15804 (EN, 2012a). Las reglas de corte utilizadas para la aplicación de la metodología han sido las siguientes: -Se desprecian aquellos procesos que no sean significativos en los insumos de masa y energía. -Se excluyen los flujos relacionados con las actividades humanas como el transporte de los empleados durante los procesos de fabricación, uso y deconstrucción. Así como también los flujos relacionados con los usuarios del edificio, tales como transporte, alimentación, vestimenta, etc. -Se excluyen la construcción de las plantas, la producción de máquinas, sistemas de transporte, herramientas auxiliares y equipos utilizados en la obra, dado que los flujos relacionados se suponen son insignificante en comparación con la producción del edificio, dado que su ciclo de vida excede ampliamente los períodos de uso asumidos para el edificio. Los proceso unitarios seleccionados para llevar adelante esta metodología provienen de la base de datos Ecoinvent v2.0 (Ecoinvent Centre, 2007). A pesar de ser una base de datos genérica y que contiene datos geográficamente no adaptados al contexto de estudio, diversos trabajos(Babaizadeh et al., 2015; Cuéllar-Franca and Azapagic, 2012; Dahlstrøm et al., 2012; Fouquet et al., 2015; Houlihan Wiberg et al., 2014; Lewandowska et al., 2013; Monteiro and Freire, 2012; Mosteiro-Romero et al., 2014; Oyarzo and Peuportier, 2014; Peuportier et al., 2013; Proietti et al., 2013; Takano et al., 2015b) confirman que es la fuente de datos más utilizada para la aplicación del ACV en viviendas unifamiliares en diversos contextos. Esto se debe principalmente a que contiene una gran variedad de procesos que pueden ser utilizados en los casos de estudio. También se reconoce el uso de bases de datos genéricas como una estrategia de simplificación durante la fase de inventario (EeB Guide Project, 2012). La Tabla 12 muestra los procesos de fabricación y disposición final que se eligieron para cada uno de los materiales básicos que componen las viviendas evaluadas. A nivel general estos se corresponden con los procesos unitarios que dispone esta base de datos para cuantificar los impactos producidos durante las fases de producción y disposición final de estos materiales. No obstante, se asume una hipótesis diferente para el caso del brick (ladrillo artesanal), utilizado en la vivienda “COVISA” y la casa “RIFA”. Debido que en el contexto de Uruguay el proceso de producción del ladrillo, también llamado “ladrillo de campo”, se realiza de forma artesanal, se asume la hipótesis definida por Casañas (2011), la cual establece que los mayores consumos energéticos se producen durante la fase de cocción del ladrillo. Casañas (2011) estima que por cada kilo de ladrillo se emplean 2,77 MJ de energía en el proceso de cocción en horno a leña, por lo tanto, el proceso seleccionado para la producción de este material es “logs, hardwood, burned in furnace 100Kw”. 2.4.2.1 Criterios de inclusión de entradas y salidas del sistema 2.4.2.2 Definición de procesos unitarios a incluir 84 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS Tabla 12. Relación de materiales básicos con procesos unitarios seleccionados. (Fuente: elaboración propia) Material básico Proceso de producción Proceso de disposición final aerated concrete blocks kg autoclaved aerated concrete block, at plant disposal, building, cement (in concrete) and mortar, to final disposal aluminium kg aluminium, secondary, from old scrap, at plant disposal, aluminium, 0% water, to sanitary landfill bitumen kg bitumen, at refinery disposal, bitumen, 1.4% water, to sanitary landfill brick kg logs, hardwood, burned in furnace 100kW disposal, building, brick, to final disposal brick hollow kg disposal, building, brick, to final disposal cement kg cement, unspecified, at plant disposal, building, cement (in concrete) and mortar, to final disposal ceramic kg ceramic tiles, at regional storage disposal, building, brick, to final disposal concrete m3 poor concrete, at plant disposal, building, cement (in concrete) and mortar, to final disposal concrete block kg concrete block, at plant disposal, building, cement (in concrete) and mortar, to final disposal concrete structure m3 concrete, normal, at plant disposal, building, cement (in concrete) and mortar, to final disposal concrete foundations m3 concrete, sole plate and foundation, at plant disposal, building, cement (in concrete) and mortar, to final disposal detergents kg soap, at plant glass kg flat glass, coated, at plant disposal, glass, 0% water, to inert material landfill glass wool kg glass wool mat, at plant disposal, building, mineral wool, to final disposal gravel kg gravel, round, at mine disposal, building, concrete gravel, to final disposal limestone kg limestone, at mine disposal, building, cement (in concrete) and mortar, to final disposal mortar kg cement, unspecified, at plant disposal, building, cement (in concrete) and mortar, to final disposal packaging paper kg packaging, corrugated board, mixed fibre, single wall, at plant disposal, paper, 11.2% water, to sanitary landfill packaging PVC kg polyvinylchloride, at regional storage disposal, building, polyvinylchloride products, to final disposal packaging wood m3 sawn timber, softwood, raw, kiln dried, u=20%, at plant disposal, building, waste wood, untreated, to final disposal paint wall kg alkyd paint, white, 60% in H2O, at plant disposal, building, paint on wall, to final disposal paint wood alkyd paint, white, 60% in solvent, at plant disposal, building, paint on wood, to final disposal polyethylene kg packaging film, LDPE, at plant disposal, building, polyethylene/polypropylene products, to final disposal polystyrene kg polystyrene, expandable, at plant disposal, building, polystyrene isolation, flame-retardant, to final disposal polyurethane kg polyurethane, flexible foam, at plant disposal, building, polyurethane foam, to final disposal polyvinyl chloride kg polyvinylchloride, at regional storage disposal, building, polyvinylchloride products, to final disposal reinforced steel kg reinforcing steel, at plant disposal, building, reinforcement steel, to final disposal plywood interior m3 plywood, indoor use, at plant disposal, building, waste wood, chrome preserved, to final disposal plywood outdoor m3 plywood, outdoor use, at plant disposal, building, waste wood, chrome preserved, to final disposal sand kg sand, at mine disposal, building, cement (in concrete) and mortar, to final disposal solvents kg solvents, organic, unspecified, at plant steel kg steel, low-alloyed, at plant disposal, steel, 0% water, to inert material landfill water kg tap water, at user wood m3 sawn timber, softwood, raw, kiln dried, u=20%, at plant disposal, building, waste wood, chrome preserved, to final disposal wood structure m3 sawn timber, hardwood, planed, kiln dried, u=10%, at plant disposal, building, waste wood, chrome preserved, to final disposal zinc m2 zinc coating, coils disposal, inert material, 0% water, to sanitary landfill 85 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS 2.4.2.3 Criterios de calidad de los datos empleados Con el objetivo de visualizar la antigüedad de los trabajos empleados, se desarrolla la Tabla 13 cuya estructura se basa en lo establecido por la norma EN 15804 (EN, 2012a) y el trabajo de Bizcocho Tocon, (2014). Esta tabla busca identificar y validar las fuentes de información sobre procesos unita rios utilizados durante la aplicación de la metodología. La información que se muestra en la Tabla 13 revela que las principales fuentes de datos sobre procesos unitarios a considerar y datos sobre los mismos no superan el período recomendado de antigüedad de 10 años recomendado por la norma EN 15804 (EN, 2012a). Tabla 13 Resumen de las fuentes de datos utilizadas en la elaboración del inventario de ACV. (Fuente: elaboración propia) Módulo de Información Antigüedad A1-A2-A3 Cuantificación y tipos de procesos Modelos BIM Trabajos de referencia (Casañas, 2011; Pelufo, 2011) Documentación técnica sobre casos de estudio. 6 años Procesos unitarios Ecoinvent v2.0 10 años A4 Cuantificación y tipos de procesos Trabajos de referencia (Pelufo, 2011) Documentación técnica sobre casos de estudio. 6 años Procesos unitarios Ecoinvent v2.0 10 años A5 Cuantificación y tipos de procesos Trabajos de referencia (Kellenberger et al., 2004) Documentación técnica sobre casos de estudio. >10 años Procesos unitarios Ecoinvent v2.0 10 años B2 Cuantificación y tipos de procesos Trabajos de referencia (Pelufo, 2011; Tavares, 2006). Documentación técnica sobre casos de estudio 6 años, > 10 años Procesos unitarios Ecoinvent v2.0 10 años B3 Cuantificación y tipos de procesos Trabajos de referencia (Pelufo, 2011; Tavares, 2006). Documentación técnica sobre casos de estudio 6 años, > 10 años Procesos unitarios Ecoinvent v2.0 10 años B4 Cuantificación y tipos de procesos Trabajos de referencia (Pelufo, 2011; Tavares, 2006). Documentación técnica sobre casos de estudio. 6 años, > 10 años Procesos unitarios Ecoinvent v2.0 10 años B5 Cuantificación y tipos de procesos Trabajos de referencia (Pelufo, 2011; Tavares, 2006). Documentación técnica sobre casos de estudio 6 años, > 10 años Procesos unitarios Ecoinvent v2.0 10 años B6 Cuantificación y tipos de procesos Simulación energética de edificios apartado 3.2.2 Documentación técnica sobre casos de estudio Procesos unitarios Ecoinvent v2.0 10 años C1 Cuantificación y tipos de procesos Trabajos de referencia (Kellenberger et al., 2004) Documentación técnica sobre casos de estudio. >10 años Procesos unitarios Ecoinvent v2.0 10 años C2 Cuantificación y tipos de procesos Trabajos de referencia (Fichtner and LKSUR Asociados, 2004; Pelufo, 2011) Documentación técnica sobre casos de estudio. 6 años, >10 años Procesos unitarios Ecoinvent v2.0 10 años C4 Cuantificación y tipos de procesos Modelos BIM Documentación técnica sobre casos de estudio. Procesos unitarios Ecoinvent v2.0 10 años 86 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS Para la evaluación de las categorías de impacto seleccionadas en el apartado 2.4.1.3 se ha optado por la utilización del método CML 2001. A través de la utilización de este “ready-made” método se pueden reducir esfuerzos en la fase de Evaluación de Impactos del Ciclo de Vida (EICV), ya que no se entra en profundidad durante los procesos de clasificación, caracterización, normalización, agrupación y ponderación de los datos del inventario (Baumann and Tillman, 2004). Por otra parte se constata que este método ha sido utilizado en trabajos de referencia (Agya Utama et al., 2012; Cuéllar-Franca and Azapagic, 2012; Monteiro and Freire, 2012; Oyarzo and Peuportier, 2014) para aplicar el ACV en esta misma tipología de viviendas. De acuerdo con los anteriormente expuesto en el apartado 2.3.3.6, este trabajo propone que los resultados constituyan un instrumento de ayuda en la toma de decisiones durante la fase de diseño, es por eso que se entiende necesario establecer su alcance en función de los objetivos de la evaluación de cada caso en particular o si se desea también definir criterios válidos y razonables para la comparación de casos. El caso 1 se centra en el estudio de los impactos producidos por la envolvente de una vivienda, de modo que la organización de los resultados busca obtener comparativamente los impactos producidos por cada uno de los materiales BIM durante las fases del ciclo de vida. La comunicación de los resultados también busca comparar la incidencia de los transportes de materiales, en la utilización de materiales locales frecuentes con males prestaciones desde el punto de vistas de térmico y materiales menos frecuentes de origen extra-re- gional con mejores prestaciones desde el punto de vista térmico. Los gráficos desarrollados buscan por otra parte poner en evidencia la relación que existe entre los impactos producidos por el consumo de energía durante la fase operacional, y los impactos incorporados que tienen los materiales utilizados en fase de construcción (incluyendo los módulos A1- A2-A3 y A4). El caso 2 busca analizar comparativamente 3 viviendas construidas con tecnologías diferentes, y a partir de la aplicación de criterios de diseño y construcción diferentes. Se persigue visualizar como afecta a los impactos ambientales que produce una vivienda la prevalencia de criterios económicos, criterios centrados en la eficiencia energética y el uso de materiales renovables como la madera, y criterios centrados en el diseño arquitectónico que privilegian el uso de la iluminación y ventilación natural. En tal sentido, la organización de los resultados al igual que en el caso 1 busca comprar a través de las categorías de impacto seleccionadas, la incidencia de los diferentes materiales utilizados y los transportes que los afectan, en los impactos producidos durante el ciclo de vida de la vivienda. Del mismo modo, los resultados buscan evidenciar la relación entre los impactos producidos por el consumo de energía en fase operacional y los impactos incorporados. 2.4.3 Evaluación de impactos 2.4.4 Estructura de los datos de salida y comunicación de resultados 87 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS 3.2.4.1 Impactos caso 1 Tabla 14 Resumen de resultados obtenidos tras la evaluación del caso 2. (Fuente: elaboración propia) ACV módulos de información GWP (kg CO2. eq.) FWE (points) HT (points) ODP (kg CFC 11 eq.) Original A1/A2/A3 8,006E+03 1,142E+03 2,110E+03 6,644E-04 A4 4,814E+03 2,705E+02 9,891E+02 5,732E-04 A5 6,691E+02 1,621E+01 1,483E+02 5,739E-05 B2/B3/B4/B5 6,096E+03 1,179E+03 1,536E+03 9,652E-04 B6 4,555E+04 3,054E+03 2,382E+04 4,714E-03 C1 4,910E+02 3,359E+01 2,620E+02 5,185E-05 C2 1,121E+03 6,294E+01 2,308E+02 1,318E-04 C4 2,134E+03 6,428E+02 3,800E+02 2,133E-04 Alternativa 1 A1/A2/A3 1,046E+04 2,157E+03 4,169E+03 7,616E-04 A4 5,517E+03 3,101E+02 2,152E+03 6,557E-04 A5 7,438E+02 4,233E+01 2,017E+02 7,589E-05 B2/B3/B4/B6 5,800E+03 1,180E+03 1,532E+03 9,724E-04 B6 3,780E+04 2,534E+03 1,977E+04 3,911E-03 C1 5,356E+02 3,665E+01 2,858E+02 5,656E-05 C2 1,029E+03 5,773E+01 2,117E+02 1,209E-04 C4 2,847E+03 5,410E+02 7,982E+02 2,944E-04 Alternativa 2 A1/A2/A3 9,640E+03 1,246E+03 2,081E+03 9,251E-04 A4 4,746E+03 2,659E+02 9,844E+02 5,650E-04 A5 6,478E+02 4,758E+01 1,592E+02 6,197E-05 B2/B3/B4/B5 3,934E+04 2,638E+03 2,057E+04 4,071E-03 B6 3,934E+04 2,638E+03 2,057E+04 4,071E-03 C1 4,910E+02 3,359E+01 2,620E+02 5,185E-05 C2 1,121E+03 6,294E+01 2,308E+02 1,318E-04 C4 1,564E+03 6,111E+02 1,837E+02 1,234E-04 La aplicación de la metodología propuesta ha permitido obtener los siguientes datos para el caso 1, expresados de acuerdo con los módulos de información definidos por la norma EN 15978 (EN, 2011). 88 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS -1000 0 1000 2000 3000 4000 5000 aerated concrete … aluminium bitumen brick cement ceramic concrete concrete block detergents glass glass wool limestone packaging paper packaging PVC packaging wood paint polystyrene polyurethane reinforced steel sand solvents steel water wood zinc GWP ORIGINAL ALTERNATIVE 1 ALTERNATIVE 2 0 200 400 600 800 1000 1200 aerated concrete … aluminium bitumen brick cement ceramic concrete concrete block detergents glass glass wool limestone packaging paper packaging PVC packaging wood paint polystyrene polyurethane reinforced steel sand solvents steel water wood zinc FWE ORIGINAL ALTERNATIVE 1 ALTERNATIVE 2 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 aerated concrete … aluminium bitumen brick cement ceramic concrete concrete block detergents glass glass wool limestone packaging paper packaging PVC packaging wood paint polystyrene polyurethane reinforced steel sand solvents steel water wood zinc HT ORIGINAL ALTERNATIVE 1 ALTERNATIVE 2 0 0,00005 0,0001 0,00015 0,0002 0,00025 0,0003 0,00035 0,0004 0,00045 aerated concrete … aluminium bitumen brick cement ceramic concrete concrete block detergents glass glass wool limestone packaging paper packaging PVC packaging wood paint polystyrene polyurethane reinforced steel sand solvents steel water wood zinc ODP ORIGINAL ALTERNATIVE 1 ALTERNATIVE 2 Figura 11 Resultados obtenido para impactos incorporados (A1-A2-A3-A4) para la categoría GWP (kg CO2. eq.). (Fuente: elaboración propia) Figura 12 Resultados obtenidos para impactos incorporados (A1-A2-A3-A4) para la categoría ODP (kg CFC 11 eq.). (Fuente: elaboración propia) Los gráficos que se incluyen a continuación busca aportar un mayor grado de detalle a los datos incluidos en la Tabla 15, así como también ayudar al diseñador a identificar los impactos que producen los materiales elegidos durante su ciclo de vida. Las Figuras 11, 12, 13 y 14, muestran los impactos incorporados (incluyendo las fases A1-A2-A3 y A4) que producen los materiales que se han elegido en cada una de las alternativas. Teniendo en cuenta la Figura 11, de los materiales incluidos en las tres alternativas resulta decisivo el contenido de hormigón a la hora de cuantificar los impactos que produce el GWP. Por otra parte, el uso de bloques de hormigón celular ( aerated concrete blocks ) también ha hecho incrementar impactos incorporados en las Alternativas 1 y 2. GWP ODP 89 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS -1000 0 1000 2000 3000 4000 5000 aerated concrete … aluminium bitumen brick cement ceramic concrete concrete block detergents glass glass wool limestone packaging paper packaging PVC packaging wood paint polystyrene polyurethane reinforced steel sand solvents steel water wood zinc GWP ORIGINAL ALTERNATIVE 1 ALTERNATIVE 2 0 200 400 600 800 1000 1200 a erated concrete … aluminium bitumen brick cement ceramic concrete concrete block detergents glass glass wool limestone packaging paper packaging PVC packaging wood paint polystyrene polyurethane reinforced steel sand solvents steel water wood zinc FWE ORIGINAL ALTERNATIVE 1 ALTERNATIVE 2 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 aerated concrete … aluminium bitumen brick cement ceramic concrete concrete block detergents glass glass wool limestone packaging paper packaging PVC packaging wood paint polystyrene polyurethane reinforced steel sand solvents steel water wood zinc HT ORIGINAL ALTERNATIVE 1 ALTERNATIVE 2 0 0,00005 0,0001 0,00015 0,0002 0,00025 0,0003 0,00035 0,0004 0,00045 aerated concrete … aluminium bitumen brick cement ceramic concrete concrete block detergents glass glass wool limestone packaging paper packaging PVC packaging wood paint polystyrene polyurethane reinforced steel sand solvents steel water wood zinc ODP ORIGINAL ALTERNATIVE 1 ALTERNATIVE 2 Figura 13 Resultados obtenido para impactos incorporados (A1-A2-A3-A4) para la categoría FWE (points). (Fuente: elaboración propia) Figura 14 Resultados obtenido para impactos incorporados (A1-A2-A3-A4) para la categoría HT (points). (Fuente: elaboración propia) HT FWE 96 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS uso de bloques de hormigón celular (aerated concrete blocks) . En ese caso la alternativa 1 sería la que sumaría la mayor cantidad de materiales que producen los mayores impactos en fase de fabricación y transporte a la obra (de la “cuna a la puerta”). La Figura 23 muestra los impactos que se produce en el módulo A4 de información, correspondiente al transporte de materiales desde la fábrica a la obra (de la “cuna a puerta”). En ese sentido se puede visualizar que comparativamente 1 m2 de la vivienda “RIFA” produce mayores impactos que el resto de los casos analizados, principalmente debido al mayor volúmen de material utilizado y su organización funcional y la distribución de la vivienda. Modelos de vivienda más compactos producen impactos senciblemente menores, tales como COVISA y LCU. Para el caso 2, resulta evidente la influencia de la madera en la obtención de mejores resultados a nivel de las categorías de impacto analizadas. Una de las principales razones de esto, se debae al reducido porcentaje de volumen de material utilizado y superficie útil de la vivienda. Analizando esta relación en los 3 casos de estudio, se obtiene que “LCU” tiene una relación volumen/superficie útil de 0.68 m3/m2 mientras que “COVISA” tiene una relación de 1.125 m3/m2 y “RIFA” de 1.4879 m3/m2. Por otra parte, se ha podido identificar cuál de los casos de estudio utiliza mayor cantidad de agua durante los procesos de construcción y uso para mantenimiento de los materiales y componentes, coincidiendo con los casos que utlizan obra de fábrica y hormigón. Los resultados obtenidos demuestran la disparidad existente entre las diferentes categorías de impactos y los casos de estudio. Para el caso 1 los resultados arrojan algunas claves sobre la relación de los impactos derivados de la fase de fabricación, los impactos derivados del transporte de los materiales y los impactos derivados del consumo energético en fase operacional. Estos resultados resultan relevantes a la hora de elegir materiales en función de sus prestaciones, los impactos de fabricación, y los impactos derivados del transporte. Para el caso 1, si se comparan los impactos derivados de las fases A1-A2-A3-A4, con los que se producen en la fase de consumo energético operacional, se observa que la Alternativa 1 es la que menores impactos totales produce (Figura 16). Para el caso 2, el análisis de resultados de los impactos totales producidos por las viviendas evaluadas, revela que el caso que mayores impactos produce en la totalidad de las categorías consideradas por unidad de referencia es la casa “RIFA”. Esto se debe principalmente a su alto contenido de cemento, hormigón, acero y pinturas, así como también porque resulta la que más cantidad de materiales por metro cuadrado útil utiliza. Por su parte la que menores impactos ha registrado es la LCU, destacándose los valores especialmente bajos en las categorías de AP, GWP y HT. 2.4.5.3 Interpretación de los resultados obtenidos de acuerdo con las categorías de impactos 97 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS La organización del flujo de datos, ha permitido clasificar la información referente a los impactos que produce el edificio de forma automática, ayudando a identificar las fases en la que se producen los mayores impactos, los materiales que producen mayores impactos, los impactos derivados de las etapas de transporte, uso y etapas de fin de vida. Mediante la verificación de la aplicación de la metodología ha sido posible identificar determinadas limitaciones desde el punto de vista operativo de la propia metodología, así como también de las herramientas que se ha utilizado. Desde el punto de vista de la integración de herramientas BIM en la aplicación del ACV ha sido posible comprobar que la cuantificación, de ciertos materiales y componentes, no se realiza de forma automática. Esto se verifica en componentes y objetos BIM, tales como escaleras, cerchas, ventanas y puertas, los cuales ha sido necesario cuantificarlos de forma semi-automática. También se han verificado limitaciones derivadas del nivel de desarrollo utilizado para la cuantificación de elementos estructurales de hormigón armado. Estos elementos no han sido definidos con exactitud durante la fase de diseño, dado que es información que se desarrollará en fase de proyecto (LOD 400), aun cuando resulta relevante en la evaluación reconocer diferencias entre pilares, forjados, vigas y cimentaciones, en relación a los porcentajes de acero y hormigón. Debido a que el nivel de desarrollo del modelo asumido es de LOD300, no se posible cuantificar con exactitud el contenido de acero de los elementos estructurales. La metodología propuesta ha establecido porcentajes estimados para cuantificar este tipo de elementos. Por otra parte, a nivel operativo la metodología propuesta sólo permite comparar un número limitado de materiales BIM (definidos por el usuario), y asociado a un número limitado de información complementaria (contenida en las Fichas de materiales). Dado que los elementos constructivos, materiales y tecnologías constructivas presentan ciertas similitudes es posible establecer un grupo de materiales frecuentes para los cuales se verifican condiciones similares. En ese sentido se recomienda estandarizar el flujo de información y la cantidad de elementos considerados del edificio, así como también el desarrollo de escenarios e hipótesis de ciclo de vida. La metodología sólo se ha verificado en 1 tipología de viviendas (vivienda unifamiliar), construidas mediante determinadas técnicas constructivas y en un contexto determinado (Uruguay), siendo necesario que pueda ser verificado y adaptado a otros contextos y sistemas constructivos. 2.4.5.4 Interpretación de los resultados obtenidos como instrumentos de evaluación en fases de diseño 2.4.5.5 Limitaciones de los resultados obtenidos y de aspectos operativos de la metodología propuesta 98 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS La metodología desarrollada se acerca a un proceso semi-automático que permite llevar adelante la evaluación del comportamiento ambiental de los edificios. Se desarrolla una estructura de datos y flujo de información que permite la interacción con el usuario y lo ayuda a tomar decisiones durante el proceso de diseño. En este sentido es posible establecer algunas claves en las que se podría seguir avanzando en el desarrollo de este tipo de instrumentos. Ante el incipiente desarrollo de herramientas informáticas que permiten llevar adelante el procedimiento de aplicación del ACV a partir de modelos BIM (y viceversa) durante la fase de diseño, se enumeran algunas consideraciones a tener en cuenta, especialmente aplicadas a tipologías de viviendas unifamiliares: - Se ha podido constatar que reducir la cantidad de datos que ingresa el usuario durante el proceso de evaluación, para reducir los esfuerzos en la adquisición de los mismos, va en detrimen- to de los resultados y su fiabilidad. En ese sentido es importante que el usuario conozca y pueda modificar de acuerdo con las características del proyecto los datos referidos al edificio durante su ciclo de vida. Se debe evidenciar la definición de los escenarios del ciclo de vida del edificio asumidos (ej. la frecuencia de mantenimiento, limpieza, reposición, los modelos de asignación del transporte, la cantidad de residuos generados y los escenarios de fin de ciclo de vida, entre otros) y posibilitar que estos escenarios puedan ser adaptados a las características del proyecto, a los efectos de acercarse a situaciones más reales y que permitan ir más allá de comparar EPDs o datos genéricos sobre impactos de fabricación producidos por los materiales de construcción. - La estructura de datos de entrada y de salida debe ayudar y posibilitar al usuario a tomar mayor conciencia sobre las fases, módulos de información y procesos que se desarrollan durante el ciclo de vida del edificio, fomentando el “life cycle-thinking”. Es preciso trabajar hacia el desarrollo de instrumentos de diseño que ayuden al diseñador a elegir materiales y componentes, por ejemplo, de acuerdo con criterios de impactos producidos tanto en fase de producción, construcción, mantenimiento, transporte, mediante por ejemplo la geolocalización de puntos de producción y suministro. - La comunicación de los resultados debe ser clara y contener categorías de impacto que resulten relevantes para el contexto y el objetivo de la evaluación. Sin perjuicio que este debería ajustarse lo más que se pueda a las normas 15978 (EN, 2011) y 15804 (EN, 2012), para poder constituir un instrumento de comparación que pueda ser representativo. Por otra parte, es importante que la comunicación de los resultados también incluya los impactos producidos por cada material, para identificar claramente mayores y menores impactos que producen estos materiales, y que la estructura de datos de salida se adapte a los datos de entrada (“inputs”) del software BIM para poder ser modificado de forma rápida y sencilla por el usuario. También resulta relevante señalar que el 2.4.5.6 Recomendaciones para el desarrollo de herramientas y aplicaciones informáticas de evaluación ambiental de edificios residenciales que integren BIM-ACV en fases de diseño 99 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. RESUMEN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS 3.4.5.7 Herramienta BIM based LCA single-family houses beta 1.0 formato de salida de los resultados debe ayudar al usuario a comprender, comparar y otorgar sentido a la información que se está mostrando. -Por otra parte, es preciso adaptar el proceso de cuantificación de objetos BIM que puedan adaptarse a las unidades en las que se aplica la metodología de ACV, por ejemplo, ventanas, puertas y escaleras, o en su defecto que puedan adaptarse a las unidades en las que se establecen o definen las DAPs de esos productos. Se recomienda profundizar la optimización de la cuantificación de estos componentes BIM hacia la automatización de su incorporación en la estructura de datos de aplicación del ACV. -La interoperabilidad entre los softwares constituye uno de los grandes desafíos de cara a la integración de herramientas BIM-ACV. Es preciso trabajar en mejorar el intercambio de datos entre entornos de trabajo, para lograr un flujo de información automático que sólo dependa de las decisiones adoptadas por el usuario durante el ciclo de vida del edificio. Este trabajo contiene la herramienta BIM-based LCA single-family houses versión beta, desarrollada en JAVA, como una alternativa de interfaz de comunicación de los resultados. El desarrollo de la herramienta busca optimizar el funcionamien- to de los ficheros y acercarle al usuario una interfaz más amigable y sencilla que permita comparar los casos de estudio analizados. La versión que se adjunta incorpora los resultados obtenidos para el caso 1. En el Anexo 4 se incorpora el manual de instalación de la misma. En el CD que contiene este documento se encuentra también la versión ejecutable de dicha herramienta. Capítulo 3 Capítulo 3. Conclusiones 3.1 Conclusiones sobre el nivel de cumplimiento de los objetivos. 3.2 Conclusiones sobre el desarrollo de la propuesta metodológica 3.3 Conclusiones sobre los resultados obtenidos de la aplicación de la metodología al contexto de Uruguay. 3.4 Propuesta de futuras líneas de investigación. 101 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. 101 CONCLUSIONES A través del desarrollo de la presente Tesis ha sido posible profundizar en la elaboración de herramientas que ayuden a evaluar el comportamien- to ambiental de edificios residenciales durante la fase de diseño. Esto ha implicado la identificación de estrategias de simplificación utilizadas en la aplicación del ACV en este tipo de edificios, la identificación de estrategias de integración de herramientas BIM en la aplicación del ACV, el diseño de una propuesta metodológica que integre ambas herramientas y la verificación de su aplicación en la tipología de viviendas unifamiliares localizadas en un contexto de estudio determinado (Uruguay). De modo que de acuerdo con los objetivos específicos establecidos en torno a este trabajo se extraen las siguientes conclusiones: - La revisión de los casos de estudio más recientes, enfocados en la aplicación del ACV en viviendas unifamiliares, han permitido identificar las estrategias de simplificación más frecuentes utilizadas en esta tipología. Analizadas estas estrategias de acuerdo con las fases del ACV establecidas según la norma ISO 14040 (ISO, 2006a) y las etapas del ciclo de vida definidas por la norma EN 15978 (EN, 2011), se ha podido comprobar que las principales estrategias de simplificación del ACV han estado centradas en reducir los esfuerzos en la recopilación de datos, verificándose la integración de herramientas BIM como una de las estrategias abordadas. Otras de las estrategias ha sido la reducción del número de categorías de impacto consideradas, incorporando las más relevantes según cada caso; la utilización de bases de datos de tipo genéricas o regionales, que puedan aportar datos de calidad y la reducción de los esfuerzos en la clasificación de las categorías de impactos mediante el uso de “ready-made” métodos de cálculo. - El análisis de criterios de integración de herramientas BIM y ACV, basado en la revisión de casos de estudio más recientes, ha permitido identificar tres niveles de integración de ambas herramientas. En el primero se verifica el uso de herramientas BIM como instrumento de apoyo durante la recopilación de datos de la fase de Análisis del Inventario del Ciclo de Vida, en el segundo se confirma la integración de datos sobre las características ambientales de los materiales en el entorno BIM, y en el tercero se verifica la integración de ambas herramientas hacia un proceso de retroalimentación, mediante procedimientos semi-automáticos y automáticos. Se verifica que la totalidad de los casos de estudio han sido aplicaciones de tipo diagnóstico “Screening” ACV llevadas a cabo en fase de diseño. También ha sido posible verificar la necesidad de mejorar y estandarizar la integración de ambas herramientas. - El desarrollo de la propuesta metodológica ha posibilitado demostrar el grado de cumplimiento de la metodología de acuerdo con lo definido por la normativa de referencia EN 15978 y EN 15804 (EN, 2012, 2011), justificando en cada uno de los casos las decisiones tomadas y los fundamentos que las sustentan. - Mediante la verificación experimental de la metodología desarrollada ha sido posible comprobar que puede ser aplicada tanto para evaluar un sistema constructivo del edificio, como para evaluar un edificio completo. Los resultados obtenidos demuestran que, mediante una estructura de datos clara y sencilla para el usuario, se 3.1 Conclusiones sobre el nivel de cumplimiento de los objetivos 102 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. 102 CONCLUSIONES pueden organizar los datos relativos al ciclo de vida del edificio y estos puedan arrojar información relevante y de ayuda durante el proceso de diseño del edificio. - Por otra parte, se han podido comparar resultados de 2 estudios diferentes, en los que se evalúa por una parte alternativas de sistemas y materiales para la envolvente de una vivienda, y por otra parte diferentes alternativas de materiales y de distribución funcional y espacial de una misma tipología de viviendas construidas en el contexto de Uruguay. - Las recomendaciones desarrolladas pretenden orientar tanto a usuarios como a desarrolladores de software, el incipiente desarrollo de aplicaciones informáticas, pudiendo así manejar con mayor fiabilidad las incertidumbres y asegurar la obtención de resultados que puedan guardar un mayor grado de representatividad. 3.2 Conclusiones sobre el desarrollo de la propuesta metodológica La presente Tesis Doctoral ha demostrado las potencialidades de la metodología desarrollada tanto como instrumento utilizado para evaluar diferentes alternativas de envolvente, así como también soluciones estructurales y constructivas para distintos sistemas del edificio. Del mismo modo se han demostrado las potencialidades que encierra esta metodología para poder adaptar los datos sobre el edificio y la forma de vincularlos a diferentes contextos. También ha sido posible demostrar que esta metodología puede ser utilizada partiendo de cualquier software BIM, que realice de forma automática la cuantificación de los materiales y componentes que integran el edificio. Teniendo en cuenta el tipo de obra considerada y su contexto de aplicación, la metodología también permite controlar aspectos particulares del edificio, tales como por ejemplo las dosificaciones de morteros, cada una de las capas de los materiales y elementos que se incorporan, siendo posible además controlar los escenarios de residuos producidos en cada una de las fases del ciclo de vida y por separado para cada material. El trabajo desarrollado demuestra también que la utilización de software BIM en la aplicación del ACV permite controlar el flujo de información sobre los materiales y componentes del edificio, y a través del LOD se ayuda a normalizar el flujo de datos sobre materiales que componen el edificio. Por otra parte, el uso de bibliotecas de materiales complementarias también ayuda a complementar los datos relevantes sobre los materiales que componen el edificio durante su ciclo de vida, dado que ayuda en la incorporación de materiales auxiliares, materiales de mantenimiento, sustitución, rehabilitación, reparación, datos sobre transporte, envases, pérdidas de materiales, etc. La estandarización de estos contenidos complementarios puede ayudar a asegurar que el flujo de esta información sea también automático y permita generar mayores garantías a la hora de comparar diversos casos. Al mismo tiempo, ha sido posible controlar el flujo de energía utilizado durante la fase de construcción, y adaptarla de acuerdo con la matriz energética del Uruguay, el contexto de referencias de aplicación. 103 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. 103 CONCLUSIONES El trabajo demuestra las potencialidades que tiene la metodología desarrollada para ser aplicada en la tipología residencial más frecuente en el contexto de Uruguay. Se han podido demostrar las posibilidades de comparar diferentes materiales de una misma vivienda unifamiliar y diferentes configuraciones espaciales y materiales para una misma tipología (vivienda unifamiliar). Para el caso 1 de aplicación los resultados demuestran que la Alternativa 1 (envolvente de bloque de hormigón celular y ladrillo y cubierta de panel sandwich), a pesar de ser la alternativa que mayores impactos en transporte e impactos incorporados presente, resulta ser a nivel general, de acuerdo con las categorías de impacto consideradas, la que menores impactos totales produce. Los resultados obtenidos han permitido comparar los impactos producidos por materiales “menos frecuentes” no disponibles a escala local (bloques de horigón celular), con materiales locales utilizados con mayor frecuencia (bloques de hormigón convencionales), a través de la comparación de los impactos de fabricación, transporte hasta la obra y los impactos producidos durante la fase operacional. Para el caso 2 ha sido posible demostrar la potencialidad que encierra el uso de la madera en la construcción en este contexto, especialmente hacia esta tipología edilicia, dado que a nivel general ha sido la que menores impactos ha registrado de forma global, teniendo en cuenta las categorías de impacto evaluadas (AP, EP, GWP, FWE, HT). Por otra parte, se verifica que la vivienda estudiada que menor volumen de materiales utilizados para obtener una mayor superficie construida es el caso de la vivienda en madera, pudiéndose demostrar que se trata de la solución constructiva que mejor optimiza la superficie útil con el volumen de materiales y eficiencia energética de la envolvente. Por otra parte, a nivel general los resultados demuestran que los impactos referidos al transporte (especialmente módulo A4) en este contexto resultan significativos. En el entendido que una de las estrategias para reducir estos impactos, es aumentar el consumo de materiales locales y re- Finalmente, se espera que el desarrollo de este trabajo pueda ayudar a identificar las potencialidades que encierra la integración de herramientas BIM en la aplicación del ACV y viceversa. Del mismo modo se espera que sirva para fomentar y potenciar el uso de este tipo de herramientas e identificar nuevas alternativas metodológicas, así como también que pueda contribuir en iniciativas internacionales como el IEA EBC Annex 72, habiendo participado en su fase preparatoria. Así como también contribuya al desarrollo de herramientas que promuevan el “life cycle thinking”, enfoque de análisis de ciclo de vida desde la fase de diseño y concepción de edificios, fiables y transparentes desde el punto de vistas del cumplimiento de la normativa de referencia y de los resultados obtenidos. 3.3 Conclusiones sobre los resultados obtenidos de la aplicación de la metodología al contexto de Uruguay 104 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. 104 CONCLUSIONES Este trabajo abre las siguientes posibilidades de seguir avanzando en esta temática: -Se ha podido demostrar al igual que otros antecedentes sobre el tema, la limitada cantidad de datos contenidos en el entorno BIM de cara a la aplicación del ACV. La metodología desarrollada y las aplicaciones en casos de estudio ha posibilitado desarrollar una estructura que pueda organizar y complementar la información necesaria de cara a la aplicación del ACV en una tipología determinada (viviendas unifamiliares) en un contexto determinado (Uruguay). Por otra parte se verifica la escasa existencia de datos ambientales y bases de datos de procesos unitarios en el contexto de Uruguay. De modo que esto evidencia la necesidad de aumentar el desarrollo de bases de datos y estructuras de organización de datos sobre el ciclo de vida de los materiales de construcción adaptadas a este contexto, como forma de acercar a diseñadores y técnicos al uso habitual de herramientas de ayuda en la toma de decisiones que incorporen la evaluación cualitativa de los impactos ambientales que producen los edificios. gionales en detrimento de los que deben recorrer grandes distancias, el análisis de los datos obtenidos permite demostrar que proporcionalmente se producen mayores impactos en el transporte de pequeña escala, el cual se produce generalmente en pequeños camiones propulsados por combustibles fósiles. Estos impactos podrían reducirse de forma significativa mediante el uso de medios de transporte más sostenibles, tales como el tren, el uso de vehículos eléctricos o propulsados por biocombustibles. Al mismo tiempo, teniendo en cuenta las características del contexto de aplicación, y especialmente debido a los avances producidos en la reducción de los impactos ambientales drivados del consumo energético de los edificios en fase de uso, (mix energía eléctrica casi 100% proviene de fuentes renovables), se demuestra que este tipo de herramientas presenta potencialidades para ser aplicadas en este contexto. Dado que puede ayudar a reducir otros impactos producidos por los edifcios durante su ciclo devida, orientando en la toma de decisiones sobre el origen de los materiales utilizados, los impactos de fabricación, los impactos producidos durante la etapa de uso y los impactos producidos en etapa de fin de vida de componentes o productos. Para ello, resulta clave el desarrollo bases de datos u otros instrumentos que permitan mejorar la comunicación de las características ambientales de los materiales utilizados en el contexto de Uruguay. 3.4 Propuesta de futuras líneas de investigación 105 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. 105 CONCLUSIONES -Se recomienda perfeccionar y fomentar el desarrollo de nuevas aplicaciones informáticas que permitan aplicar el ACV de forma automática a partir de modelos BIM en las fases de diseño. Pudiendo ser extensible a otras tipologías edilicias, así como también hacia otros sistemas constructivos más allá de los más frecuentes. En este sentido se hace especial hincapié en trabajar sobre la comunicación de los resultados, que permitan orientar en la toma de decisiones durante el proceso de diseño. -El trabajo desarrollado explora las potencialidades de las herramientas “ life cycle thinking ” (enfoque de ciclo de vida) como instrumento de evaluación durante la fase de diseño del edificio.Se propone que futuros trabajos de investigación se centren en modelizar y estandarizar algunos patrones de comportamiento sobre escenarios de mantenimiento, reparación, rehabilitación y sustitución que ayudarían a poder comparar resultados, facilitando su aplicación en otros casos de estudio. -La metodología desarrollada explora su aplicación vinculada al caso particular de un determinado software BIM, aunque se desarrolla de forma separada del software. Se recomienda verificar la aplicabilidad de la metodología desarrollada en diferentes softwares BIM a los efectos de realizar los ajustes correspondientes. -Se propone aumentar las posibilidades de utilización de este tipo de herramientas que asocian información del edificio con modelos BIM, hacia otros aspectos derivados del ciclo de vida desde el punto de vista social (SLCA) y económico del edificio (LCC) . -La metodología desarrollada abre caminos para estudiar la posibilidad de incluir escenarios de tratamiento y recuperación de residuos, adaptados a contextos determinados e incluir estas variables dentro de los parámetros de diseño del edificio, como forma de promover la reutilización y el reciclaje de materiales. Esto deberá contar con una base que identifique puntos de reciclaje en el territorio, para posibilitar conectarse con la localización del edificio. Previamente deberá confirmarse las condiciones en las que se desarrollan estas actividades, manteniendo condiciones de higiene y seguridad para los operarios. -Se proponer la elaboración de protocolos de desarrollo de este tipo de herramientas que otorguen a usuarios y desarrolladores, garantías de transparencia y fiabilidad en relación al flujo de información de entrada y de salida, así como también de las hipótesis y escenarios de ciclo de vida desarrolladas. Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. 112112 BIBLIOGRAFÍA Bibliografía Grilo, A., Jardim-Goncalves, R., 2010. Value proposition on interoperability of BIM and collaborative working environments. Autom. Constr. 19, 522–530. doi:10.1016/j.autcon.2009.11.003 Gustavsson, L., Joelsson, A., 2010. Life cycle primary energy analysis of residential buildings. 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Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. 119 BIBLIOGRAFÍA Bibliografía Nemry, F., Uihlein, A., Colodel, C.M., Wittstock, B., Braune, A., Wetzel, C., Hasan, I., Niemeier, S., Frech, Y., 2008. Environmental Improvement Potentials of Residential Buildings (IMPRO-Building), IPTS-JRC, European Comission. doi:10.2791/38942 Nguyen, T.H., Ph, D., Toroghi, S.H., Asce, S.M., Jacobs, F., Ph, D., 2012. Automated Green Building Rating System for Building Designs. J. Arch. Eng. 1–10. doi:10.1061/(ASCE)AE.1943-5568.0000168. Oneclick LCA, 2017. [WWW Document]. URL http://http://www.oneclicklca.com/green-building-software/ (accessed 2.1.17). O’Sullivan, D.T.J., Keane, M.M., Kelliher, D., Hitchcock, R.J., 2004. Improving building operation by tracking performance metrics throughout the building lifecycle (BLC). Energy Build. 36, 1075–1090. doi:10.1016/j.enbuild.2004.03.003 Olsson, S., Malmqvist, T., Glaumann, M., 2016. 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Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. 121 BIBLIOGRAFÍA Bibliografía Reinhart, C.F., Cerezo Davila, C., 2016. Urban building energy modeling - A review of a nascent field. Build. Environ. 97, 196–202. doi:10.1016/j.buildenv.2015.12.001 Rist, T., 2011. A path to BIM-based LCA for whole-buildings. Ntnu.Edu. Rivela Carballal, B., 2012. Propuesta metodológica de aplicación sectorial de análisis de ciclo de vida (ACV) para la evaluación ambiental de la edificación en España. Universidad Politécnica de Madrid. Rosselló-Batle, B., Ribas, C., Moià-Pol, A., Martínez-Moll, V., 2015. An assessment of the relationship between embodied and thermal energy demands in dwellings in a Mediterranean climate. Energy Build. 109, 230–244. doi:10.1016/j.enbuild.2015.10.007 Rossi, B., Marique, A.-F.F., Reiter, S., Glaumann, M., Reiter, S., 2012. Life-cycle assessment of residential buildings in three different European locations, case study. Build. 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EN 15643-1:2010 Vida útil estimada Vida útil esperable de un edificio o de un sistema ensamblado (parte de la obra) para un conjunto específico de condiciones de uso, determinada a partir de los datos de la vida útil de referencia tras considerar las diferencias con las condiciones de referencia. EN 15643-1:2010 Anexos Anexo 1.1. Artículos publicados en revistas científicas indexadas en JCR (Q1) Anexo 1.2. Artículos en fase de revisón en revistas científicas indexadas en SJCR (Q1) Anexo 2. Documentación complementaria sobre casos de estudio Anexo 3. Manual de instalación de herramienta BIM-ACV single-family houses V1.0 Anexo 4. Comunicaciones a Congresos Anexo 1.1 Artículos publicados en revistas indexadas en JCR Q1 Artículo I Bernardette Soust-Verdaguer, Carmen Llatas, Antonio García-Martínez. Simplification in life cycle assessment of single-family houses: A review of recent developments. Building and Environment 103 (2016) 215-227. http://dx.doi.org/10.1016/j.buildenv.2016.04.014 0360-1323 Artículo II Bernardette Soust-Verdaguer, Carmen Llatas, Antonio García-Martínez. Critical review of BIM-based LCA method to buildings. Energy and Buildings 136 (2017) 110–120. http://dx.doi.org/10.1016/j.enbuild.2016.12.009 0378-7788 Artículo I Bernardette Soust-Verdaguer, Carmen Llatas, Antonio García-Martínez. Simplification in life cycle assessment of single-family houses: A review of recent developments. Building and Environment 103 (2016) 215-227. http://dx.doi.org/10.1016/j.buildenv.2016.04.014 0360-1323 Artículo II Bernardette Soust-Verdaguer, Carmen Llatas, Antonio García-Martínez. Critical review of BIM-based LCA method to buildings. Energy and Buildings 136 (2017) 110–120. http://dx.doi.org/10.1016/j.enbuild.2016.12.009 0378-7788 Artículo III Bernardette Soust-Verdaguer, Carmen Llatas, Antonio García-Martínez, Juan Carlos Gómez de Cózar. BIM-based LCA method to analyze envelope alternatives of a single-family houses: case study in Uruguay. Journal of Architectural Engeneering Special Issue of Housing in Journal of Architecture Engineering. En revisión por pares Anexo 1.2 Artículos en fase de revisión en revistas indexadas en SJCR Q1 Documentación complementaria sobre casos de estudio Anexo 2 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. ANEXOS Vivienda COVISA Esc 1.100 Viviendas evaluadas vivienda “COVISA” Planta Baja, Alzado COVITER #Dirección1 de Contacto #Ciudad de Contacto #País de Contacto #Código Postal de Contacto #Estado del Proyecto Nombre de la Empresa Dibujado por Fecha #Nombre Completo del Técnico de CAD Comprobado por Fecha #Nombre Completo de Contacto Nombre Dibujo Estado Dibujo Escala Dibujo Calle Ciudad Estado/País Código Postal ID Plano Revisión A.01 R BEDROOM 1 9,70 m2 LIVIG ROOM 18,35 m2 BATHROOM 2,93 m2 BEDROOM 2 8,43 m2 BEDROOM 3 7,53 m2 KITCHEN 7,02 m2 1,55 m2 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. ANEXOS Viviendas evaluadas COVISA MODELOS BIM Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. ANEXOS Viviendas evaluadas “LCU” (La Casa Uruguaya) Planta Baja, Alzado la casa uruguaya #Dirección1 de Contacto #Ciudad de Contacto #País de Contacto #Código Postal de Contacto #Estado del Proyecto Nombre de la Empresa Dibujado por Fecha #Nombre Completo del Técnico de CAD Comprobado por Fecha #Nombre Completo de Contacto Nombre Dibujo Estado Dibujo Escala Dibujo Calle Ciudad Estado/País Código Postal ID Plano Revisión A.01 LIVING ROOM 34,57 m2 BEDROOM 4 4,55 m2 BEDROOM 1 7,93 m2 BEDROOM 2 5,83 m2 BEDROOM 3 7,49 m2 BATHROOM 1 0,89 m2 BATHROOM 2 0,98 m2 BATHROOM 3 0,88 m2 Vivienda LCU Esc 1.100 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. ANEXOS Estimaciones de demandas energéticas en fase de uso RIFA COVISA LCU Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. ANEXOS BIM material Volume Area Density Mass Unit Quantity bitumen 0,0425 80,8167 1700 72,1665 kg 72,1665 brick 9,731 80,8167 1600 15569,6013 MJ 43127,7956 ceramic tile 0,5752 57,517 2000 1150,3401 kg 1150,3401 concrete blocks_enevelope 10,0735 80,8167 1400 14102,9391 kg 14102,9391 concrete_floor 11,4492 57,517 1800 20608,597 m3 11,4492 mortar_ceramics 1,1503 57,517 1800 2070,6121 kg 2070,6121 mortar_exterior 1,2034 80,8167 1800 2166,0268 kg 2166,0268 mortar_interior 1,1659 80,8167 1800 2098,5986 kg 2098,5986 mortar_roof 1,245 87,0687 1800 2241,0796 kg 2241,0796 paint_interior 0,0388 80,8167 1500 58,2076 kg 58,2076 paint_roof 0,0419 87,0687 1500 62,8653 kg 62,8653 polystyrene_roof 2,4629 87,0687 20 49,2576 kg 49,2576 polystyrene_wall 2,401 80,8167 20 48,0187 kg 48,0187 polyurethane_roof 2,4867 87,0687 40 99,4683 kg 99,4683 zinc 0,0076 87,0687 7200 54,7129 kg 54,7129 aluminium 0,01018 7,3342 2700 27,50325 kg 27,50325 glass 0,0286 5,7347 2000 57,3470 kg 57,3470 wood 0,1312 3,28 400 52,48 m3 0,1312 Caso 1. Escenario Original Cuantificación inicial de materiales Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. ANEXOS BIM material Volume Area Density Mass Unit Quantity aerated concrete blocks_envelope 15,7154 80,8167 540 8486,3221 kg 8486,3221 brick 9,731 80,8167 1600 15569,6013 MJ 43127,7956 ceramic tile 0,5602 56,0177 2100 1120,3537 kg 1120,3537 concrete_floor 11,1404 56,0177 1900 20052,8047 m3 11,1404 mortar_ceramics 1,1204 56,0177 1525 2352,7428 kg 2352,7428 mortar_exterior 1,2099 80,8167 1525 2540,6689 kg 2540,6689 mortar_interior 1,1547 80,8167 1525 2078,5455 kg 2078,5455 mortar_roof 1,3005 86,7908 1525 2340,9966 kg 2340,9966 paint_interior 0,0384 80,8167 1300 57,6496 kg 57,6496 paint_roof 0,0434 86,7908 1300 65,0901 kg 65,0901 polystyrene_roof 6,3981 86,7908 20 159,9527 kg 159,9527 steel_roof 0,0805 173,5816 7800 627,9469 kg 627,9469 aluminium 0,00823 5,9302 2700 22,23825 kg 22,23825 glass 0,023184 4,6369 2000 46,3690073 kg 46,3690073 wood 0,1312 3,28 400 52,48 m3 0,1312 Caso 1. Escenario Alternative 1 Cuantificación inicial de materiales Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. ANEXOS BIM material Volume Area Density Mass Unit Quantity bitumen 0,0425 80,8167 1700 72,1665 kg 72,1665 brick 9,731 80,8167 1600 15569,6013 MJ 43127,7956 ceramic tile 0,5752 57,517 2000 1150,3401 kg 1150,3401 concrete blocks_enevelope 10,0735 80,8167 1400 14102,9391 kg 14102,9391 concrete_floor 11,4492 57,517 1800 20608,597 m3 11,4492 mortar_ceramics 1,1503 57,517 1800 2070,6121 kg 2070,6121 mortar_exterior 1,2034 80,8167 1800 2166,0268 kg 2166,0268 mortar_interior 1,1659 80,8167 1800 2098,5986 kg 2098,5986 mortar_roof 1,245 87,0687 1800 2241,0796 kg 2241,0796 paint_interior 0,0388 80,8167 1500 58,2076 kg 58,2076 paint_roof 0,0419 87,0687 1500 62,8653 kg 62,8653 polystyrene_roof 2,4629 87,0687 20 49,2576 kg 49,2576 polystyrene_wall 2,401 80,8167 20 48,0187 kg 48,0187 polyurethane_roof 2,4867 87,0687 40 99,4683 kg 99,4683 zinc 0,0076 87,0687 7200 54,7129 kg 54,7129 aluminium 0,01018 7,3342 2700 27,50325 kg 27,50325 glass 0,0286 5,7347 2000 57,3470 kg 57,3470 wood 0,1312 3,28 400 52,48 m3 0,1312 Caso 1. Escenario Alternative 2 Cuantificación inicial de materiales Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. ANEXOS Caso 2. Vivienda “COVISA” Cuantificación inicial de materiales BIM material Volume Area Density Mass Unit Quantity bitumen 0,0893 90,5833 1700 151,81 kg 151,81 brick 10,9035 90,5833 1600 17445,6 MJ 48324,312 ceramic tile 0,5598 55,9808 2000 1119,6 kg 1119,6 ceramic_tile_bath 0,723 30,0507 2000 1446 kg 1446 concrete blocks_enevelope 10,5175 90,5833 1400 14724,5 kg 14724,5 concrete blocks_interior 8,1202 68,8511 1400 11368,28 kg 11368,28 concrete_column 0,0988 3,2933 2500 247 m3 0,0988 concrete_floor 11,7212 55,9808 2500 29303 m3 11,7212 concrete_fundation 0,816 10,9476 2150 1754,4 m3 0,816 concrete_slabs 4,1432 63,7732 2500 10358 m3 4,1432 mortar_ceramics 1,1196 55,9808 1800 2015,28 kg 2015,28 mortar_interior 2,9077 198,2348 1800 5233,86 kg 5233,86 mortar_wall 1,3334 90,5833 1800 2400,12 kg 2400,12 paint_interior_wall 0,164 168,1841 1500 246 kg 246 paint_roof 0,0074 73,8191 1500 11,1 kg 11,1 polystyrene_roof 2,2146 73,8191 20 44,292 kg 44,292 polystyrene_wall 3,5768 90,5833 20 71,536 kg 71,536 polyurethane_roof 2,2146 73,8191 40 88,584 kg 88,584 steel_slabs 0,062 99,455 7800 483,6 kg 483,6 zinc 0,1476 73,8191 7200 1062,72 m2 73,8191 aluminium 0,020921544 0 2700 56,4881688 kg 56,4881688 glass 0,0390672 0 2000 78,1344 kg 78,1344 wood 0,585145 0 400 234,058 m3 0,585145 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. ANEXOS BIM material Volume Area Density Mass Unit Quantity bitumen 0,016 30,1299 1700 27,2 kg 27,2 brick 3,4689 30,1299 1600 5550,24 MJ 15374,1648 brick_hollow 33,9375 304,0996 1800 61087,5 kg 61087,5 concrete blocks_enevelope 5,1344 41,4612 1400 7188,16 kg 7188,16 concrete_column 3,7849 78,174 2500 9462,25 m3 3,7849 concrete_floor 40,5409 194,8575 2500 101352,25 m3 40,5409 concrete_fundation 2,4459 6,115 2150 5258,685 m3 2,4459 concrete_roof 20,5828 242,1508 2500 51457 m3 20,5828 concrete_slabs 2,4475 49,5748 2500 6118,75 m3 2,4475 concrete_wall 1,7588 11,5026 2500 4397 m3 1,7588 mortar_exterior 11,6413 648,3528 1800 20954,34 kg 20954,34 mortar_floor 3,7754 200,9386 1800 6795,72 kg 6795,72 mortar_interior 1,9045 124,5317 1800 3428,1 kg 3428,1 mortar_roof 1,8161 121,0754 1800 3268,98 kg 3268,98 paint_exterior_wall 0,3845 490,9212 1500 576,75 kg 576,75 paint_interior_wall 0,2592 231,5588 1500 388,8 kg 388,8 paint_roof 0,649 221,5447 1500 973,5 kg 973,5 polystyrene_roof 12,1075 121,0754 20 242,15 kg 242,15 polystyrene_wall 0,5363 30,1299 20 10,726 kg 10,726 steel_roof 0,1662 127,722 7800 1296,36 kg 1296,36 wood_floor 1,0047 100,4693 400 401,88 m3 1,0047 aluminium 0,072156 0 2700 194,8212 kg 194,8212 glass 0,0734352 0 2000 146,8704 kg 146,8704 wood 0,59258 0 400 237,032 m3 0,59258 Caso 2. Vivienda RIFA Cuantificación inicial de materiales Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. ANEXOS Caso 2. Vivienda “LCU” Cuantificación inicial de materiales BIM material Volume Area Density Mass Unit Quantity bitumen 0,1554 71,1151 1700 264,18 kg 264,18 glass wool 25,0938 271,9205 50 1254,69 kg 1254,69 paint_exterior_wood 0,3823 463,1983 1500 573,45 kg 573,45 paint_interior_wood 0,1963 191,8567 1500 294,45 kg 294,45 paint_roof 0,0471 94,1083 1500 70,65 kg 70,65 plywood_exterior 2,6778 317,4363 800 2142,24 m3 2,6778 plywood_interior 2,4177 260,9874 675 1631,9475 m3 2,4177 polyethylene 0,0287 140,2458 920 26,404 m3 0,0287 steel_floor 0,0282 6,1962 7800 219,96 m3 0,0282 wood structure_beam 4,8762 161,4596 775 3779,055 m3 4,8762 wood structure_beam roof 1,0574 75,1673 775 819,485 m3 1,0574 wood structure_columns 5,0046 234,2321 775 3878,565 m3 5,0046 wood_floor 0,3506 211,7385 400 140,24 m3 0,3506 polyvinyl chloride 0,0357504 0 1390 49,693056 kg 49,693056 glass 0,0511116 0 2000 102,2232 kg 102,2232 wood 0,510783 0 400 204,3132 m3 0,510783 aluminium 0,006048 0 2700 16,3296 kg 16,3296 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. ANEXOS BIM material basic Material total transport km ratio t.km bitumen bitumen 72,1665 regional level 250 18,04163 brick brick 32345,8467 local level 50 1617,29234 brick sand 6289,470192 local level 50 314,47351 brick cement 898,4957417 regional level 250 224,62394 brick water 1197,994322 0 0,00000 brick limestone 1078,19489 regional level 250 269,54872 ceramic tile ceramic 1265,37411 local level 50 63,26871 ceramic tile sand 201,3095175 local level 50 10,06548 ceramic tile cement 1,38040812 regional level 250 0,34510 ceramic tile water 2,3006802 0 0,00000 concrete blocks_enevelope concrete block 9872,05737 local level 50 493,60287 concrete blocks_enevelope sand 2468,014343 local level 50 123,40072 concrete blocks_enevelope cement 423,088173 regional level 250 105,77204 concrete blocks_enevelope water 705,146955 0 0,00000 concrete_floor concrete 12,59412 regional level 250 5667,35400 concrete_floor reinforced steel 893,0376 continental level 1500 1339,55640 concrete_floor water 2289,84 0 0 0,00000 mortar_ceramics sand 362,3571175 local level 50 18,11786 mortar_ceramics cement 62,118363 regional level 250 15,52959 mortar_ceramics water 103,530605 local level 50 5,17653 mortar_ceramics limestone 51,7653025 regional level 250 12,94133 mortar_exterior sand 16,245201 local level 50 0,81226 mortar_exterior cement 4,3320536 regional level 250 1,08301 mortar_exterior water 2,1660268 local level 50 0,10830 mortar_interior sand 1241,670838 local level 50 62,08354 mortar_interior cement 209,85986 regional level 250 52,46497 mortar_interior water 93,27104889 0 0 0,00000 mortar_interior limestone 209,85986 local level 50 10,49299 mortar_roof sand 1325,972097 local level 50 66,29860 mortar_roof cement 224,10796 regional level 250 56,02699 mortar_roof water 99,60353778 0 0 0,00000 mortar_roof limestone 224,10796 local level 50 11,20540 Caso 1. Escenario Original Cuantificación final de materiales (fase A) Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. ANEXOS paint_interior paint 116,4152 regional level 250 29,10380 paint_interior water 11,64152 0 0 0,00000 paint_roof paint 125,7306 regional level 250 31,43265 paint_roof water 12,57306 0 0 0,00000 polystyrene_roof polystyrene 51,72048 intercontinental level 15000 775,80720 polystyrene_wall polystyrene 50,419635 intercontinental level 15000 756,29453 polyurethane_roof polyurethane 104,441715 intercontinental level 15000 1566,62573 zinc zinc 91,422135 extra-regional level 600 54,85328 zinc zinc 0,00870687 extra-regional level 600 0,00522 aluminium aluminium 28,8784125 continental level 1500 43,31762 glass glass 60,21441976 extra-regional level 600 36,12865 wood wood 0,13776 regional level 250 0,03444 wood paint 0,001312 regional level 250 0,00033 wood solvents 0,00656 regional level 250 0,00164 Análisis del Ciclo de Vida de edificios residenciales. Propuesta metodológica para el diseño de una herramienta simplificada. ANEXOS BIM material basic Material total transport km ratio t.km aerated concrete blocks_envelope aerated concrete blocks 8375,999913 extra-regional level 600 5025,59995 aerated concrete blocks_envelope sand 311,8723372 extra-regional level 600 187,12340 aerated concrete blocks_envelope cement 53,46382923 extra-regional level 600 32,07830 aerated concrete blocks_envelope water 59,4042547 0 0 0,00000 brick brick 32345,8467 local level 50 1617,29234 brick sand 7547,36423 local level 50 377,36821 brick cement 1293,833868 regional level 250 323,45847 brick water 1437,593187 0 0 0,00000 ceramic tile cement 33,610611 regional level 250 8,40265 ceramic tile ceramic 1232,38907 local level 50 61,61945 ceramic tile sand 196,0618975 local level 50 9,80309 concrete_floor concrete 12,25444 regional level 250 5514,49800 concrete_floor reinforced steel 868,9512 continental level 1500 1303,42680 concrete_floor water 2228,08 0 0 0,00000 mortar_ceramics sand 411,72999 local level 50 20,58650 mortar_ceramics cement 70,582284 regional level 250 17,64557 mortar_ceramics water 117,63714 local level 50 5,88186 mortar_ceramics limestone 58,81857 regional level 250 14,70464 mortar_exterior sand 1587,918063 local level 50 79,39590 mortar_exterior cement 423,4448167 regional level 250 105,86120 mortar_exterior water 141,1482722 local level 0 0,00000 mortar_interior sand 1229,806088 local level 50 61,49030 mortar_interior cement 207,85455 regional level 250 51,96364 mortar_interior water 346,42425 0 0 0,00000 mortar_interior limestone 173,212125 local level 50 8,66061 mortar_roof sand 1385,089655 local level 50 69,25448 mortar_roof cement 234,09966 regional level 250 58,52492 mortar_roof water 260,1107333 0 0 0,00000 mortar_roof limestone 195,08305 local level 50 9,75415 paint_interior paint 115,2992 regional level 250 28,82480 paint_interior water 11,52992 0 0 0,00000 Caso 1. Escenario Alternative 1 Cuantificación final de materiales (fase A)