Sostenibilidad y su Evaluación en Construcción a través ...icta.uab.es/ecotech/Mives Pluvisost 22...

Universitat Autònoma de Barcelona Barcelona, 22 de junio de 2011

Alejandro Josa – Fernando Cortés – Albert MarquésDepartamento de Ingeniería del Terreno, Cartográfica y

Geofísica – IS.UPC, UPC

Sostenibilidad y su Evaluación en Construcción a través del Modelo MIVES

Modelo integrado de valor para evaluaciones sostenibles

Sostenibilidad y toma de decisiones - ¿Qué es / Por qué MIVES?

¿Qué es MIVES?

MIVES 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) …

1. Introducción

2. Planteamiento básico de MIVES

3. Aplicación de MIVES

4. Resumen y conclusiones

… desarrollado conjuntamente por la Universidad del País Vasco, Labein-Tecnalia y

la Universidad Politécnica de Cataluña.

Ámbito de Evaluación

Criterio 1

Criterio 2

Criterio n

Subcriterio

Subcriterio

Subcriterio

Subcriterio

Subcriterio 1

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Ponderación a nivel de criterios

Ponderación a nivel de

subcriterios


subcriterios

Ponderación a nivel de indicador

Ponderacióna nivel

de indicador


VSC= ∑ vi x pi

VCR= ∑ vSC x pi

VAE= ∑ vCR x pi


Criterio 1

Criterio 2

Criterio n

Subcriterio

Subcriterio

Subcriterio

Subcriterio

Subcriterio 1

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador



subcriterios


subcriterios


Ponderacióna nivel

de indicador


VSC= ∑ vi x pi

VCR= ∑ vSC x pi

VAE= ∑ vCR x pi

Ejemplos:

Proyecto de infraestructuras.

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

1. Introducción





¿ΔFS </> y €?1. Introducción




Inherente a la mayoría de tomas de decisión está la comparación de variables

con diferentes unidades de referencia

¿+x min </> +y ton CO2?

Teoría de soporte para plantear este tipo de situaciones:

Análisis de valor


1. Introducción




¿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).

Ejemplos de indicadores específicos encada 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, puntuacióncualitativa, etc.) …

… que deben ser comparados, valorados yponderando.

1. Introducción





Requerimiento 1

Criterio 1

Criterio

Indicador 1

Indicador

Indicador

Requerimiento

Criterio

Criterio

Indicador

Indicador

Indicador

Requerimiento CriterioIndicador

Indicador

Requerimiento p

Criterio

Criterio n

Indicador

Indicador

Indicador m

La teoría de la utilidad multiatributo y elanálisis de valor proporcionan un marcode referencia riguroso mediante unproceso de …

… jerarquización, …

… evaluación …

… valoración, …

… ponderación ...

y agregación.


Criterio 1

Criterio 2

Criterio n

Subcriterio

Subcriterio

Subcriterio

Subcriterio

Subcriterio 1

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador



subcriterios


subcriterios


Ponderacióna nivel

de indicador


VSC= ∑ vi x pi

VCR= ∑ vSC x pi

VAE= ∑ vCR x pi


Criterio 1

Criterio 2

Criterio n

Subcriterio

Subcriterio

Subcriterio

Subcriterio

Subcriterio 1

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador



subcriterios


subcriterios


Ponderacióna nivel

de indicador


VSC= ∑ vi x pi

VCR= ∑ vSC x pi

VAE= ∑ vCR x pi

1. Introducción




Resumen de la metodología MIVES

En este contexto MIVES aporta un

modelo y herramienta informática de

soporte a la comparación y decisión.1. Introducción




Esto es especialmente útil en el caso de

necesitar una cierta justificación objetiva de

la decisión tomada (por ejemplo en concursos

públicos).


Requerimiento 1

Criterio 1

Criterio

Indicador 1

Indicador

Indicador

Requerimiento

Criterio

Criterio

Indicador

Indicador

Indicador


Indicador

Requerimiento p

Criterio

Criterio n

Indicador

Indicador

Indicador m

Los indicadores del árbol de requerimientospueden agruparse y estructurarse para facilitarel análisis y valoración.

Requerimiento 1

Criterio 1

Criterio

Indicador 1

Indicador

Indicador

Requerimiento

Criterio

Criterio

Indicador

Indicador

Indicador


Indicador

Requerimiento p

Criterio

Criterio n

Indicador

Indicador

Indicador m

1. Introducción





Los requerimientos (R) serán más generales … 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) aúnmás específicos …)

… hasta llegar al final a los indicadores (I) cuantificables … temperatura máxima (ºC); % de interés; kg de CO2 equivalente.

1. Introducción






Criterio 1

Criterio 2

Criterio n

Subcriterio

Subcriterio

Subcriterio

Subcriterio

Subcriterio 1

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador



subcriterios


subcriterios


Ponderacióna nivel

de indicador


VSC= ∑ vi x pi

VCR= ∑ vSC x pi

VAE= ∑ vCR x pi


Criterio 1

Criterio 2

Criterio n

Subcriterio

Subcriterio

Subcriterio

Subcriterio

Subcriterio 1

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador



subcriterios


subcriterios


Ponderacióna nivel

de indicador


VSC= ∑ vi x pi

VCR= ∑ vSC x pi

VAE= ∑ vCR x pi


1. Introducción




En prácticamente cualquier decisión esposible y útil estructurarla o dividirla encomponentes parciales y en fasestemporales.

Por ejemplo en un edificio los componentesserían la cimentación, la estructura, loscerramientos, las divisiones interiores, etc.y las fases temporales las habituales delciclo de vida.

1. Introducción





EconómicoTemporal

FuncionalSocial

MedioambientalSeguridad y salud

Fases del ciclo de vida

Árbol de requerimientos (R-C-SC-I)

Componentes

Componente 1Componente

Componente i

Fases del ciclo de vida


Componentes

Con

cepc

ión

Mat

eria

lizac

ión

Util

izac

ión

Rei

nteg

raci

ón Fases del ciclo de vida


Componentes

Lo anterior da lugar a una estructura quepuede considerarse 3D:

Decisión


Fases del Ciclo de vida

Componentes

1. Introducción





Límites del sistema

1. Introducción





Proceso objetivo para decidir entre variasalternativas definidas:

Identificación, estructuración y evaluación deindicadores relevantes (árbol de requerimientos;evaluación en unidades físicas: %, s, kg, €).

Valoración de los indicadores transformándolos a unaunidad (de valor) común (función de valor).

Ponderación de los diferentes niveles del árbol derequerimientos según su importancia.

Valoración de las alternativas e identificación de laóptima.

1. Introducción






Criterio 1

Criterio 2

Criterio n

Subcriterio

Subcriterio

Subcriterio

Subcriterio

Subcriterio 1

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador



subcriterios


subcriterios


Ponderacióna nivel

de indicador


VSC= ∑ vi x pi

VCR= ∑ vSC x pi

VAE= ∑ vCR x pi


Criterio 1

Criterio 2

Criterio n

Subcriterio

Subcriterio

Subcriterio

Subcriterio

Subcriterio 1

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador



subcriterios


subcriterios


Ponderacióna nivel

de indicador


VSC= ∑ vi x pi

VCR= ∑ vSC x pi

VAE= ∑ vCR x pi

Falta definir:

La función de valor.

El sistema de ponderación.

1. Introducción





Crecientepor ejemplo resistencia al fuego

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

Xmín Xmáx

1,0

0,0

Xmáx Xmín

1,0

0,0

La Función de valor transforma el indicador conunidades físicas a unidades comunes (Valor).

Decrecientepor ejemplo coste

1. Introducción





Formas de la función de valor

1,0

0,0Lineal

1,0

0,0“S”

1,0

0,0Convexa / Esencial

1,0

0,0Cóncava / Normativa

1. Introducción





i

ii

P

CXX

k

ind eBVmin

1

1minmax

1

i

ii

P

CXX

k

eB


Forma Pi Ki

Cóncava < 0,75 > 0,9

Convexa > 2 < 0,1

Lineal 1 0

S suave 2 < Pi < 4 0,1 < Ki < 0,2

S fuerte 4 < Pi < 10 0,1 < Ki < 0,2


Criterio 1

Criterio 2

Criterio n

Subcriterio

Subcriterio

Subcriterio

Subcriterio

Subcriterio 1

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador



subcriterios


subcriterios


Ponderacióna nivel

de indicador


VSC= ∑ vi x pi

VCR= ∑ vSC x pi

VAE= ∑ vCR x pi


Criterio 1

Criterio 2

Criterio n

Subcriterio

Subcriterio

Subcriterio

Subcriterio

Subcriterio 1

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador

Indicador



subcriterios


subcriterios


Ponderacióna nivel

de indicador


VSC= ∑ vi x pi

VCR= ∑ vSC x pi

VAE= ∑ vCR x pi1. Introducción





Pesos:

Asignación de pesos:

•Puntuación directa: valores muy claros.

•Método de las proporciones: comparar con un aspecto.

•Metodología AHP: comparaciones por pares.


1···11············

···11···1

22

11

212

21

112

nn

nn

n

n

aa

aa

aa

a

aa

Matriz de rigidez

ii waw 11

jiji waaw 11

kikiji waaaw 11

Peso del aspecto 11,0

.......

IRICRC

1.. max

n

nIC

Consistencia

En AHP se obtiene los pesos a través de laimportancia subjetiva de cada elemento respectode los demás.

Es fundamental que losindicadores representenadecuadamente el ámbito dedecisión considerado.

1. Introducción





Ámbito de decisión

Indicadores de requerimiento 1




1. Introducción




También es muy importante asignar unaforma correcta a la función de valor y, sobretodo, definir apropiadamente los puntos demáxima y mínima satisfacción

Xmín Xmáx

1,0

0,0

Xmáx Xmín

1,0

0,0

1. Introducción

2. Planteamiento básico

3. Algunas precauciones importantes



Finalmente, el análisis de valor se utilizafundamentalmente en comparaciones.Precauciones importantes:

Misma función desde una perspectiva global.

Misma metodología (AICVs, modelo).

Ciclo de vida completo (o al menos todas las fasesrelevantes incorporadas; en ocasiones es difícil).

Suficiente fiabilidad de los datos.

Mismos ámbitos temporal y espacial.

Etc.

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

ton

of C

O2/

ton

of P

ortla

nd c

emen

t

Precauciones en comparaciones

1. Introducción




Herramienta informática y Grupo de Usuarios

1. Introducción

2. Planteamientobásico de MIVES



Aplicación de MIVES:

A través de una herramienta informática deuso libre.

Tres módulos:

Programador (introducción del modelo/casoconcreto: árbol de requerimientos, funciones devalor, ponderación, etc.).

Usuario (introducción de las alternativas:evaluación para cada indicador).

Reporte (salida y análisis de resultados).


1. Introducción




Ejemplo de aplicación. Pavimento industrial (árbol de requerimientos y ponderación)

Coste de construcción (€/m2) W= 58.01% I1C1R1

Coste de renovación funcional (€/m2) W= 34.96% I2C1R1

Coste de reintegración (€/m2) W= 7.03% I3C1R1

Recursos renovables (J/m2) W= 20.97% I1C1R2

Recursos no renovables (J/m2) W= 36.35% I2C1R2

Uso de materiales reciclados (%) W= 5.91% I3C1R2

Materiales reciclables (%) W= 8.65% I4C1R2

Energía (MJ/m2) W= 28.12% I5C1R2

Efecto invernadero (kg de CO2 eqv./m2) W= 24.82% I1C2R2

Acidificación (kg de SO2 eqv./m2 ) W= 17.97% I2C2R2

Eutrofización (kg de PO4 eqv./m2) W= 18.11% I3C2R2

Formación de ozono estratosférico (kg de CFC11 eqv./m2) W= 11.83%

I4C2R2

Contaminación de verano (kg de C2H4 eqv./m2) W= 14.39% I5C2R2

Toxicidad / Ecotoxicidad (kg de 1.4 DB eqv./m2) W= 12.87% I6C2R2

Durabilidad (puntuación de 0 - 100) W= 50% I1C1R3

Adaptabilidad de la estructura a cambios (puntuación de 0 - 100) W= 50%

I2C1R3

C1R4Seguridad W= 80% Accidentes en obra (Nº de accidentes/mes ) W= 100% I1C1R4

Apariencia (puntuación de 0-100) W= 33.33% I1C2R4

Durabilidad de la apariencia (puntuación de 0-100) W= 66.67% I3C2R4

C1R3Comportamiento de la estructura

W= 100%

R4Social

W=11,40%C2R4

Estético W= 20%

R3Funcional

W=22,80%

Árbol de requerimientos de los PI

REQUERIMIENTOS CRITERIOS

R2Medioambiental

W=27,34%

C1R2Consumos

W= 33.33%

C2R2Categorías de

impacto W= 66.67%

R1Económico

W= 38,46%C1R1

Costes directos W=100%

INDICADORES

T5 T5


1. Introducción




Ejemplo de aplicación. Reforma de la Diagonal

Social31%

Afectaciones y molestias en la construcción a

10,5%

Comercios 10,5%

Usuarios del transporte público 32 %

Viandantes 32%

Vehículo privado 20%

Ciclistas 5,5%

Seguridad en la construcción 10,5%

Trabajadores 19%

Usuarios del transporte público 30%

Viandantes 30 %


Ciclistas 5%

Seguridad en el uso 23,5%


Viandantes 25%


Ciclistas 25%

Comodidad 23,5%


Viandantes 31%


Ciclistas 21%

Conservación de espacios 18%

Árboles 80%

Zonas verdes 20%

Creación de espacios 14%Árboles 66,7%

Zonas verdes 33,3%

1. Introducción





Requerimientos Criterios IndicadoresConsumo de materiales

Consumo de energía

Uso de materiales recicladosUso de materiales reciclables

Uso de materiales locales Materiales extraídos de la zona

Agotamiento abióticoAcidificaciónCalentamiento global Toxicidad humanaOxidación fotoquímicaEutrofizaciónDisminución de la capa de ozonoCoste de ejecuciónCoste de operación y mantenimientoValor Presente NetoTasa Interna de Retorno% Satisfecho con aguas pluvialesVolumen de agua ofertadoDías de oferta de agua pluvialPresión del aguaLimpieza

Constructibilidad Simplicidad del proceso constructivoFacilidad de ampliación respecto al edificioFacilidad de desmontaje o demolición de elementosAccesibilidadTiempo de mantenimiento

Mantenimiento

Consumo

Impacto al medio ambiente

Medioambiental

Económico

Social

Funcional

Materiales reciclados/reciclables

Costes

Rentabilidad de la inversión

Modificabilidad y flexibilidad

Satisfacción de la demanda

Calidad en el servicio

Árbol preliminar para el aprovechamiento de aguas pluviales


1. Introducción




Ejemplo de aplicación (resultados)


1. Introducción




Creación de un Grupo de Usuarios anivel nacional.

Portal de Internet:

http://www.mives.upc.es/


1

Sostenibilidad

Variables con unidades diferentes (pilares medioambiental, económico y

social).

1. Introducción





2

MIVES

Metodología objetiva de soporte a la decisión.

Identificación, cuantificación, valoración y ponderación de aspectos

condicionantes.

Objetivación de la subjetividad.

1. Introducción





3

Aplicación de MIVES

Herramienta informática de libre acceso y uso a través de un Grupo de Usuarios.

http://www.mives.upc.es/

1. Introducción




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Alejandro Josa – Fernando Cortés – Albert MarquésDepartamento de Ingeniería del Terreno, Cartográfica y

Geofísica – IS.UPC, UPC

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