Sostenibilidad y su Evaluación en Construcción a través del Modelo MIVES

Transcripción

1 Universitat Autònoma de Barcelona Barcelona, 22 de junio de 2011 Sostenibilidad y su Evaluación en Construcción a través del Modelo Modelo integrado de valor para evaluaciones sostenibles Alejandro Josa Fernando Cortés Albert Marqués Departamento de Ingeniería del Terreno, Cartográfica y Geofísica IS.UPC, UPC

2 Sostenibilidad y toma de decisiones - Qué es / Por qué? V SC= v i x p i V AE= v CR x p i V CR= v SC x p i nivel de subcriterios Criterio 1 Ámbito de Criterio 2 Evaluación Criterio n 1 nivel de indicador Ponderación a nivel de indicador Qué es? básico de nivel de criterios nivel de subcriterios nivel de indicador significa Modelo Integrado de Valor para Evaluaciones Sostenibles y es un modelo (y herramienta informática libre) de ayuda en la toma de decisión (de todo tipo, no sólo relativas a sostenibilidad) desarrollado conjuntamente por la Universidad del País Vasco, Labein-Tecnalia y la Universidad Politécnica de Cataluña.

3 Sostenibilidad y toma de decisiones - Qué es / Por qué? Ejemplos: Proyecto de infraestructuras. básico de Licitación de proyectos. Sistemas de contratación de obras. Adquisición de productos de todo tipo. Evaluación universitaria (UUBB, profesores). Etc. En Construcción (Arquitectura e Ingeniería Civil): evaluación y comparación de soluciones alternativas

4 Sostenibilidad y toma de decisiones - Qué es / Por qué? Inherente a la mayoría de tomas de decisión está la comparación de variables con diferentes unidades de referencia básico de ΔFS </> y? +x min </> +y ton CO 2? Teoría de soporte para plantear este tipo de situaciones: Análisis de valor

5 Sostenibilidad y toma de decisiones - Qué es / Por qué? básico de Por qué el análisis de valor es de utilidad en la valoración de la sostenibilidad? Porque la sostenibilidad implica manejar indicadores diversos de sus tres pilares básicos (ambiental, económico y social).

6 Sostenibilidad y toma de decisiones - Qué es / Por qué? básico de Ejemplos de indicadores específicos en cada pilar: Económico: costes en diferentes etapas. Medioambiental: diferentes categorías de impactos (efecto invernadero, acidificación, etc.). Social: resistencia al fuego, número de accidentes. en general con unidades diferentes (, %, tiempo, kg de materias, número de casos, puntuación cualitativa, etc.) Requerimiento 1 Requerimiento Requerimiento Requerimiento p Criterio 1 Criterio Criterio Criterio Criterio Criterio Criterio n 1 m que deben ser comparados, valorados y ponderando.

7 Resumen de la metodología La teoría de la utilidad multiatributo y el análisis de valor proporcionan un marco de referencia riguroso mediante un proceso de básico de jerarquización, evaluación valoración, V AE = v CR x p i V SC = v i x p i V CR = v SC x p i nivel de subcriterios Criterio 1 Ámbito de Evaluación Criterio 2 nivel de indicador Ponderación a nivel de indicador ponderación... Criterio n nivel de criterios 1 nivel de subcriterios nivel de indicador y agregación.

8 Sostenibilidad y toma de decisiones - Qué es / Por qué? En este contexto aporta un modelo y herramienta informática de básico de soporte a la comparación y decisión. 1 Criterio 1 Requerimiento 1 Criterio Criterio Requerimiento Criterio Requerimiento Criterio Criterio Requerimiento p Criterio n m Esto es especialmente útil en el caso de necesitar una cierta justificación objetiva de la decisión tomada (por ejemplo en concursos públicos).

9 Resumen de la metodología Los indicadores del árbol de requerimientos pueden agruparse y estructurarse para facilitar el análisis y valoración. básico de Requerimiento 1 Criterio 1 Criterio 1 Requerimiento Criterio Criterio Requerimiento Criterio Requerimiento p Criterio Criterio n m

10 Resumen de la metodología Los requerimientos (R) serán más generales básico de funcionales; económicos; medioambientales; sociales; que se dividirán en criterios (C) más específicos resistencia al fuego; financiación; emisiones a la atmósfera; ( que eventualmente se dividirán en subcriterios (SC) aún más específicos ) hasta llegar al final a los indicadores (I) cuantificables temperatura máxima (ºC); % de interés; kg de CO 2 equivalente.

11 Resumen de la metodología V SC = v i x p i V CR = v SC x p i V AE = v CR x p i nivel de subcriterios nivel de indicador básico de Ámbito de Evaluación Criterio 1 Criterio 2 Ponderación a nivel de indicador Criterio n 1 nivel de criterios nivel de subcriterios nivel de indicador

12 Resumen de la metodología Árbol de requerimientos (R-C-SC-I) Árbol de requerimientos (R-C-SC-I) Árbol de requerimientos (R-C-SC-I) Componente i Componente Componente 1 Seguridad y salud Medioambiental Social Funcional Temporal Económico Fases del ciclo de vida Fases del ciclo de vida Concepción Materialización Utilización Reintegración Fases del ciclo de vida Componentes Componentes Componentes básico de En prácticamente cualquier decisión es posible y útil estructurarla o dividirla en componentes parciales y en fases temporales. Por ejemplo en un edificio los componentes serían la cimentación, la estructura, los cerramientos, las divisiones interiores, etc. y las fases temporales las habituales del ciclo de vida.

13 Resumen de la metodología Lo anterior da lugar a una estructura que puede considerarse 3D: Árbol de requerimientos (R-C-SC-I) básico de Decisión Fases del Ciclo de vida Componentes Límites del sistema

14 Resumen de la metodología básico de

15 Resumen de la metodología Proceso objetivo para decidir entre varias alternativas definidas: básico de Identificación, estructuración y evaluación de indicadores relevantes (árbol de requerimientos; evaluación en unidades físicas: %, s, kg, ). Valoración de los indicadores transformándolos a una unidad (de valor) común (función de valor). Ponderación de los diferentes niveles del árbol de requerimientos según su importancia. Valoración de las alternativas e identificación de la V óptima. SC = v i x p i V CR = v SC x p i V AE = v CR x p i nivel de subcriterios nivel de indicador Criterio 1 Ámbito de Evaluación Criterio 2 Ponderación a nivel de indicador Criterio n 1 nivel de criterios nivel de subcriterios nivel de indicador

16 Resumen de la metodología básico de Falta definir: La función de valor. El sistema de ponderación.

17 Resumen de la metodología La Función de valor transforma el indicador con unidades físicas a unidades comunes (Valor). 1,0 1,0 básico de 0,0 0,0 Xmáx Creciente por ejemplo resistencia al fuego Xmín Xmáx Decreciente por ejemplo coste Xmín Para definir la función de valor es necesario: Definir la tendencia de la función de valor Determinar los puntos de mínima y máxima satisfacción Definir la forma de la función de valor Definir matemáticamente la función de valor

18 Resumen de la metodología Formas de la función de valor 1,0 1,0 básico de 0,0 Lineal 0,0 S 1,0 1,0 0,0 Convexa / Esencial 0,0 Cóncava / Normativa

19 i i i P C X X k ind e B V min 1 1 min max 1 i i i P C X X k e B Resumen de la metodología Forma P i K i Cóncava < 0,75 > 0,9 Convexa > 2 < 0,1 Lineal 1 0 S suave 2 < P i < 4 0,1 < K i < 0,2 S fuerte 4 < P i < 10 0,1 < K i < 0,2

20 Resumen de la metodología Pesos: V SC = v i x p i V CR = v SC x p i V AE = v CR x p i nivel de subcriterios nivel de indicador básico de Ámbito de Evaluación Criterio 1 Criterio 2 Ponderación a nivel de indicador Criterio n 1 nivel de criterios nivel de subcriterios nivel de indicador

21 Resumen de la metodología Asignación de pesos: Puntuación directa: valores muy claros. Método de las proporciones: comparar con un aspecto. Metodología AHP: comparaciones por pares. En AHP se obtiene los pesos a través de la importanciasubjetivadecadaelementorespecto de los demás. a a 21 n1 Matriz de rigidez 1 1 a 1 a 12 1n a n2 a a 2n a a 1n 2n 1 Peso del aspecto 1 w 1 a 1i w i w w 1 1 a 1 i a 1 i a a ij ij w a ik j w k Consistencia C.. I. C. R. 0,1 R. I. max n C. I. n 1

22 Resumen de la metodología básico de Es fundamental que los indicadores representen adecuadamente el ámbito de decisión considerado.

23 Resumen de la metodología Ámbito de decisión es de requerimiento 2 básico de es de requerimiento 1 es de requerimiento 3

24 Resumen de la metodología básico 3. Algunas precauciones importantes 1,0 También es muy importante asignar una forma correcta a la función de valor y, sobre todo, definir apropiadamente los puntos de máxima y mínima satisfacción 1,0 0,0 0,0 Xmín Xmáx Xmáx Xmín

25 Precauciones en comparaciones Finalmente, el análisis de valor se utiliza fundamentalmente en comparaciones. Precauciones importantes: básico 3. Algunas precauciones importantes Misma función desde una perspectiva global. Misma metodología (AICVs, modelo). Ciclo de vida completo (o al menos todas las fases relevantes incorporadas; en ocasiones es difícil). Suficiente fiabilidad de los datos. Mismos ámbitos temporal y espacial. Etc. ton of CO2/ton of Portland cement 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0

26 Herramienta informática y Grupo de Usuarios Aplicación de : básico de A través de una herramienta informática de uso libre. Tres módulos: Programador (introducción del modelo/caso concreto: árbol de requerimientos, funciones de valor, ponderación, etc.). Usuario (introducción de las alternativas: evaluación para cada indicador). Reporte (salida y análisis de resultados).

27 Herramienta informática y Grupo de Usuarios Ejemplo de aplicación. Pavimento industrial (árbol de requerimientos y ponderación) Árbol de requerimientos de los PI REQUERIMIENTOS CRITERIOS INDICADORES R1 Económico W= 38,46% C1R1 Costes directos W=100% Coste de construcción ( /m 2 ) W= 58.01% Coste de renovación funcional ( /m 2 ) W= 34.96% Coste de reintegración ( /m2) W= 7.03% I1C1R1 I2C1R1 I3C1R1 básico de C1R2 Consumos W= 33.33% Recursos renovables (J/m 2 ) W= 20.97% Recursos no renovables (J/m 2 ) W= 36.35% Uso de materiales reciclados (%) W= 5.91% Materiales reciclables (%) W= 8.65% I1C1R2 I2C1R2 I3C1R2 I4C1R2 R2 Medioambiental W=27,34% Energía (MJ/m 2 ) W= 28.12% Efecto invernadero (kg de CO 2 eqv./m 2 ) W= 24.82% Acidificación (kg de SO 2 eqv./m 2 ) W= 17.97% I5C1R2 I1C2R2 I2C2R2 C2R2 Categorías de impacto W= 66.67% Eutrofización (kg de PO 4 eqv./m 2 ) W= 18.11% Formación de ozono estratosférico (kg de CFC11 eqv./m 2 ) W= 11.83% I3C2R2 I4C2R2 Contaminación de verano (kg de C 2 H 4 eqv./m 2 ) W= 14.39% I5C2R2 Toxicidad / Ecotoxicidad (kg de 1.4 DB eqv./m 2 ) W= 12.87% I6C2R2 R3 Funcional W=22,80% C1R3 Comportamiento de la estructura W= 100% Durabilidad (puntuación de 0-100) W= 50% Adaptabilidad de la estructura a cambios (puntuación de 0-100) W= 50% I1C1R3 I2C1R3 R4 Social W=11,40% C1R4 C2R4 Seguridad W= 80% Estético W= 20% Accidentes en obra (Nº de accidentes/mes ) W= 100% Apariencia (puntuación de 0-100) W= 33.33% Durabilidad de la apariencia (puntuación de 0-100) W= 66.67% I1C1R4 I1C2R4 I3C2R4

28 T5 Herramienta informática y Grupo de Usuarios T5 Ejemplo de aplicación. Reforma de la Diagonal básico de

29 Social 31% Afectaciones y molestias en la construcción a 10,5% Seguridad en la construcción 10,5% Seguridad en el uso 23,5% Comodidad 23,5% Conservación de espacios 18% Creación de espacios 14% Comercios 10,5% Usuarios del transporte público 32 % Viandantes 32% Vehículo privado 20% Ciclistas 5,5% Trabajadores 19% Usuarios del transporte público 30% Viandantes 30 % Vehículo privado 16% Ciclistas 5% Usuarios del transporte público 25% Viandantes 25% Vehículo privado 25% Ciclistas 25% Usuarios del transporte público 31% Viandantes 31% Vehículo privado 17% Ciclistas 21% Árboles 80% Zonas verdes 20% Árboles 66,7% Zonas verdes 33,3%

30 Herramienta informática y Grupo de Usuarios Árbol preliminar para el aprovechamiento de aguas pluviales Requerimientos Criterios es Consumo de materiales Consumo Consumo de energía Materiales reciclados/reciclables Uso de materiales reciclados Uso de materiales reciclables básico de Medioambiental Económico Social Funcional Uso de materiales locales Impacto al medio ambiente Costes Rentabilidad de la inversión Satisfacción de la demanda Calidad en el servicio Constructibilidad Modificabilidad y flexibilidad Mantenimiento Materiales extraídos de la zona Agotamiento abiótico Acidificación Calentamiento global Toxicidad humana Oxidación fotoquímica Eutrofización Disminución de la capa de ozono Coste de ejecución Coste de operación y mantenimiento Valor Presente Neto Tasa Interna de Retorno % Satisfecho con aguas pluviales Volumen de agua ofertado Días de oferta de agua pluvial Presión del agua Limpieza Simplicidad del proceso constructivo Facilidad de ampliación respecto al edificio Facilidad de desmontaje o demolición de elementos Accesibilidad Tiempo de mantenimiento

31 Herramienta informática y Grupo de Usuarios Ejemplo de aplicación (resultados) básico de

32 Herramienta informática y Grupo de Usuarios básico de Creación de un Grupo de Usuarios a nivel nacional. Portal de Internet:

33 1 básico 3. Algunas precauciones importantes Sostenibilidad Variables con unidades diferentes (pilares medioambiental, económico y social).

34 2 básico 3. Algunas precauciones importantes Metodología objetiva de soporte a la decisión. Identificación, cuantificación, valoración y ponderación de aspectos condicionantes. Objetivación de la subjetividad.

35 3 básico 3. Algunas precauciones importantes Aplicación de Herramienta informática de libre acceso y uso a través de un Grupo de Usuarios.

36 Universitat Autònoma de Barcelona Barcelona, 22 de junio de 2011 Sostenibilidad y su Evaluación en Construcción a través del Modelo Modelo integrado de valor para evaluaciones sostenibles Alejandro Josa Fernando Cortés Albert Marqués Departamento de Ingeniería del Terreno, Cartográfica y Geofísica IS.UPC, UPC