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SOFTWARE PARA LA ARQUITECTURA SOSTENIBLE

Investigadores de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) crean un software que permite evaluar el consumo energético en las edificaciones y mejorar los procesos de construcción y mantenimiento de acuerdo a la normativa europea

 

Pau Fonseca y Antoni Fonseca, investigadores del InLab FIB (laboratorio de investigación especializado en aplicaciones y servicios basados en tecnologías informáticas, miembro de CIT UPC) y que forman parte de los grupos de investigación MPI (Modelización y Procesamiento de la Información) y SummLab (Sustainability Measurement and Modeling Lab de la UPC) respectivamente, han creado un software de simulación denominado NECADA (optimization software for sustainable architecture), que permite analizar la vida completa de una edificación, desde su creación al proceso de deconstrucción, incorporando aspectos como los materiales, diseño, orientación y consumo energético. Esta nueva herramienta, que ya está en funcionamiento, ha llamado la atención de empresas como VIAS y ACCIONA, interesadas en analizar de manera integral los procesos de construcción de inmuebles residenciales e industriales antes, durante y después de su edificación.

 

La investigación, que comenzó en el año 2008, tiene su origen en las tesis doctorales de los hermanos Fonseca. Pau, doctor del área de Estadística e Investigación Operativa, trabajaba en una metodología que permitiera obtener un modelo de simulación a partir de una representación gráfica del conocimiento. Esta metodología derivó en un software, denominado formalmente SDLPS (sdlps.upc.edu) que permite realizar simulaciones a partir de representaciones completas y no ambiguas de los modelos usando lenguajes como SDL, DEVS o Redes de Petri. Antoni, arquitecto, representó el modelo raíz del ciclo de vida completo atendiendo otros aspectos clave como el proceso del cambio climático, sistemas de compensación y reutilización/reciclaje.  De la fusión de ambas ideas surgió el modelo inicial, Optisim (Fonseca i Casas, Fonseca i Casas, Garrido-Soriano, & Casanovas, 2014), que se presenta como parte principal de la tesis doctoral de Antoni, dirigida por la doctora ingeniera industrial Núria Garrido. El simulador, mediante motores de cálculo internacionales y reconocidos en el sector, se implementó en el sistema SDLPS utilizando algoritmos de optimización para analizar los procesos de construcción de los edificios, atendiendo a la directiva europea de sostenibilidad CEN TC 350, que tiene en cuenta la optimización del impacto ambiental, económico y social de los procesos de construcción.

 

A partir de la forma y el diseño del edificio, que se modela en tres dimensiones (formato BIM Building Information Modeling), el sistema propone diferentes soluciones constructivas en función de los materiales que se pueden emplear. También se tiene en cuenta la orientación del edificio y la climatología del lugar. El software integra aspectos clave como el precio de los materiales, su transporte, montaje y desmontaje, de forma que la empresa constructora puede calcular el coste integral del edificio.

 

“Utilizamos algoritmos para encontrar el modelo óptimo en cada proceso de edificación. El número de parámetros que se utilizan es enorme, sólo con los materiales ya resulta muchas veces inabarcable, de manera que se genera un proceso de computación muy complejo”, explica Pau Fonseca.

 

En el mercado existen soluciones informáticas capaces de calcular el gasto de energía, pero sin tener en cuenta aspectos de la construcción y del diseño, que son determinantes para obtener una estimación exacta y, sin atender a todos los impactos ambientales y sociales, aspectos clave para un sistema sostenible. La herramienta  tiene integrada una base de datos de materiales, de forma que se puede utilizar para optimizar la construcción y diseñar un edificio nZEB, adaptado a la normativa europea. “Una de las claves de la investigación es que se ha llevado a cabo de forma multidisciplinar, sumando los conocimientos y capacidades de distintas áreas de conocimiento. Esto nos ha permitido lograr una solución holística, que responde a todo el proceso de construcción de origen a fin, a diferencia del software que se ha usado hasta ahora”, apunta Pau Fonseca.

 

El siguiente paso es pasar de usar granjas de ordenadores a llevar a cabo los cálculos en la nube, permitiendo desarrollar todo el análisis de modelos en remoto. Así, las empresas podrán llevar a cabo las simulaciones directamente. Esta segunda versión del software recibe el nombre de NECADA (necada.com).

 

Con el software ya en uso, sus creadores creen que el interés del sector productivo va más allá de la construcción. Empresas que gestionen varios edificios, como las cadenas hoteleras, u organismos públicos y administraciones locales, podrán emplearlo para valorar de forma integral las posibles reformas que tengan que llevar a cabo en sus instalaciones. El sistema está pensado para crecer y adaptarse a los nuevos retos de I+D planteados, como nuevas normativas, nuevos motores de cálculo y nuevos procesos. 

 

Referencias

 

Fonseca i Casas, P., Fonseca i Casas, A., Garrido-Soriano, N., & Casanovas, J. (2014). Formal simulation model to optimize building sustainability. Advances in Engineering Software, 69, 62–74. doi:10.1016/j.advengsoft.2013.12.009