Maestría en Construcción Sostenible · 2025
Digitalización de activos construidos bajo estándares BIM: caso de estudio pasaporte de materiales de las envolventes del Colegio Rochester
La industria de la construcción enfrenta el desafío de la falta de trazabilidad y gestión eficiente de materiales en edificaciones existentes, lo que obstaculiza la transición hacia una economía circular. Este estudio abordó la problemática mediante un diseño de caso con enfoque mixto, centrado en el Colegio Rochester, un activo con certificación LEED Platinum. La metodología se estructuró en fases de análisis cuantitativo y cualitativo. En la fase cuantitativa, se realizó un levantamiento con escáner láser para crear un modelo digital en Revit, que funcionó exitosamente para la extracción de las cantidades de materiales de las envolventes. Posteriormente, se utilizó One Click LCA para cuantificar el Análisis de Ciclo de Vida (ACV) de estos materiales, y los datos de la métrica potencial de calentamiento global-GWP (KgCO2eq/Tn), se organizaron en el Pasaporte de Materiales, la matriz digital principal del estudio. En la fase cualitativa, se obtuvieron narrativas de entrevistas y observaciones de campo, que se codificaron para complementar la interpretación de los datos numéricos. Los hallazgos confirmaron que la integración de un Gemelo Digital, el Pasaporte de Materiales y la información de ACV es una estrategia viable para la gestión de activos. Se concluyó que este modelo, al facilitar la trazabilidad y reincorporación de los materiales, puede ser replicado en otras edificaciones existentes para contribuir a un futuro más sostenible en el sector.
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39 páginas con «economía circular»
- p. 2gestión eficiente de materiales en edificaciones existentes, lo que obstaculiza la transición hacia una economía circular. Este estudio abordó la problemática mediante un diseño de caso con enfoque mixto, centrado
- p. 3Gemelo Digital (GD), Pasaporte de materiales (PM), Análisis de ciclo de vida (ACV), Economía circular Keywords: BIM, Digital Twin (DT), Material Passport (MP), Life Cycle Assessment (LCA), Circular Economy
- p. 5Conceptual ................................................................................................ 49 Análisis de Ciclo de Vida (ACV) ....................................................................... 49 Building Information Modeling (BIM) ................................................................. 50 Economía Circular ............................................................................................ 50 Gemelo Digital (DT) .......................................................................................... 50 Pasaporte de Materiales (MP) .......................................................................... 50 Envolventes del Edificio
- p. 9Department Departamento Nacional de Planeación DT Digital Twin Gemelo Digital (GD) EC Cicular Economy Economía Circular E-LCA Environmental Life Cycle Assessment Evaluación Ambiental del Ciclo de Vida
- p. 12componentes de las envolventes en nuevos ciclos productivos, bajo los fundamentos de la Economía Circular. Planteamiento del Problema La integración de las metodologías de Modelado de Información de la Construcción
- p. 14Unión Europea (UE) se ha posicionado como líder en la transición hacia una economía circular en la construcción, impulsando la relevancia de metodologías como BIM y LCA. A través
- p. 15marco Level(s), lanzado por la Comisión Europea, promueve una transición hacia la economía circular y el pensamiento de ciclo de vida (Olanrewaju, 2024). América Latina: En América Latina
- p. 17rendimiento entre lo estimado y lo real, y apoya la implementación de la economía circular (Boje, y otros, 2023) (Marsh, 2023); (Serrano, Díaz, Boronat, & Mercader-Moyano, 2023). En síntesis
- p. 19usar y tirar" perpetúa un modelo insostenible, opuesto a los principios de la Economía Circular, lo que limita la innovación en la gestión de materiales y residuos. Efectos: Efecto
- p. 20edificación, tal como se plantea en la literatura sobre BIM, Gemelos Digitales y Economía Circular. Ilustración 2 Árbol de Soluciones Fuente: propia Se proponen las siguientes soluciones específicas, que buscan
- p. 21mejor desempeño energético y operativo de la edificación. Resultado 4: Fomento de la economía circular en la construcción. La implementación de todas estas soluciones facilita un cambio sistémico hacia
- p. 22construcción enfrenta el desafío crítico de transición de un modelo lineal a uno de economía circular (Ungureanu, 2024). A pesar de los esfuerzos globales por mejorar la sostenibilidad
- p. 23fase operativa y al final de la vida útil de activos construidos, facilitando la Economía Circular y validando argumentos de sostenibilidad, como es el caso del Colegio Rochester? Hipótesis
- p. 24Gemelo Digital (DT), desarrollado bajo la metodología BIM, con el objetivo de impulsar la Economía Circular. La iniciativa busca establecer la trazabilidad de los materiales, desde su identificación y caracterización
- p. 26sector de la construcción, un problema que obstaculiza la transición hacia modelos de economía circular. La implementación de pasaportes de materiales y su gestión mediante gemelos digitales representa un mecanismo
- p. 27adopción de pasaportes de materiales facilita la transición hacia una economía circular al proveer datos sobre la reutilización, reciclaje y disposición final de los componentes al final de su vida
- p. 28conscientes durante todo el ciclo de vida del edificio, apoyando la transición hacia una economía circular en la construcción
- p. 34allana el camino para herramientas avanzadas como los pasaportes digitales de productos para una economía circular (CCCS, 2022). Este enfoque combinado es fundamental para la descarbonización efectiva del sector
- p. 45gestión de materiales en la construcción y para la transición hacia un modelo de Economía Circular. Bases Teóricas La Economía Circular es un paradigma fundamental que busca una transformación sistémica
- p. 47vida útil inicial (CCCS, 2022). Este enfoque es fundamental para la transición a una economía circular, ya que transforma los edificios en "bancos de materiales" y facilita el diseño para
- p. 48valor, permite una trazabilidad de materiales para la implementación de los principios de la economía circular y promueve escenarios de logística inversa y la recuperación (take-back) de los productos
- p. 50sistemas lo convierte en una herramienta fundamental para la implementación de estrategias de Economía Circular y para la interoperabilidad con otros conceptos como los pasaportes de materiales y los gemelos
- p. 51creación de catastros de materias primas secundarias y fomenta la Economía Circular en el sector. Envolventes del Edificio Las envolventes desempeñan un papel crucial en la eficiencia energética
- p. 55envolventes del Colegio Rochester y a la evaluación de su potencial para la Economía Circular. Fase 1: Planteamiento del Problema y Marco Teórico Esta fase tuvo como objetivo definir
- p. 58Pasaporte de Materiales para las envolventes del Colegio Rochester y contribuir a la economía circular. Para ello, se desarrolló un modelo digital del activo que sirvió como la base para
- p. 60solo aprovechar la información en caso de remodelaciones o demoliciones futuras y fomentar la economía circular, sino también servir de apoyo a los datos de sostenibilidad presentados para las certificaciones
- p. 71envolventes, ofreciendo una base cuantitativa para futuros análisis de impacto ambiental y estrategias de economía circular. Ilustración 25 Distribución porcentual de materiales Fuente: Elaboración Propia Como parte del análisis
- p. 78herramienta eficaz para la gestión de activos y la promoción de la Economía Circular. En el anexo 3 se puede revisar el pasaporte de materiales diligenciado con la información generada
- p. 79Materiales permitió una interpretación integral de los hallazgos desde la perspectiva de la Economía Circular. Como resultado de objetivo específico 4 “Evaluar las estrategias para la reincorporación de los materiales
- p. 80vidrio, se basa en su clasificación dentro de los ciclos de la economía circular (Ciclo Técnico) y las oportunidades de reutilización, reciclaje, y estrategias de valorización, particularmente en el sector
- p. 82vidrio es un flujo de material prioritario en la Estrategia Nacional de Economía Circular (ENEC) en el flujo de envases y empaques Desarrollo de Geopolímeros: Valorización de residuos de ladrillo
- p. 83principales del estudio se concentraron en la viabilidad de la digitalización para impulsar la Economía Circular en activos existentes. Se demostró el éxito de la metodología de integración al desarrollar
- p. 87materiales, siendo esenciales para la trazabilidad y el fomento de la Economía Circular en la construcción. Contribución al Conocimiento El estudio realiza una contribución significativa al llenar un vacío identificado
- p. 88otras edificaciones existentes para contribuir a la descarbonización y a la implementación de la Economía Circular en el sector de la construcción. Implicaciones del Estudio Los resultados de esta investigación
- p. 90modelo y pasaportes de otros materiales y sistemas, para la proyección desde la economía circular al final de su vida útil. Nivel de Madurez del Gemelo Digital: El estudio
- p. 93trazabilidad y gestión eficiente de materiales en edificaciones existentes. Modelo Replicable para la Economía Circular: El modelo desarrollado demostró ser una estrategia tangible para la transición hacia un sistema regenerativo
- p. 94manifiestan a nivel metodológico, digital y estratégico, ofreciendo soluciones directas para impulsar la Economía Circular en el sector de la construcción. Aportes Metodológicos y Digitales El estudio contribuye
- p. 97Lineamientos sectoriales para la gestión de residuos sólidos y el avance hacia la economía circular . Banco Interamericano de Desarrollo. doi:https://dx.doi.org/10.18235/0004839 Boje, C., Hahn, Á., Marvuglia, A., Benetto
- p. 100Building and Environment, 231. doi:https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2022.109941 Minambiente & MINCIT. (2019). strategia nacional de economía circular: Cierre de ciclos de materiales, innovación tecnológica, colaboración y nuevos modelos de negocio. Minambiente
Contenido
- Introducciónp. 10
- Planteamiento del Problemap. 12
- Contexto globalp. 12
- Contexto regionalp. 14
- Contexto nacional: Colombiap. 15
- La importancia de la evaluación de edificaciones existentesp. 16
- Árbol de problemas: Análisis de causa y efectop. 17
- Árbol de Soluciones: Propuesta y Resultadosp. 19
- Problema de Investigaciónp. 22
- Pregunta de Investigaciónp. 23
- Objetivosp. 24
- Objetivo Generalp. 24
- Objetivos Específicosp. 24
- Justificaciónp. 25
- Contexto del Proyectop. 29
- Contexto Políticop. 29
- Contexto Económicop. 29
- Contexto Socialp. 30
- Contexto Tecnológicop. 30
- Contexto Ambiental y Legalp. 30
- Sosteniblep. 9
- desafíosp. 40
- Marco Teóricop. 45
- Bases Teóricasp. 45
- Marco Conceptualp. 49
- Análisis de Ciclo de Vida (ACV)p. 49
- Building Information Modeling (BIM)p. 50
- Economía Circularp. 9
- Gemelo Digital (DT)p. 50
- Pasaporte de Materiales (MP)p. 50
- Envolventes del Edificiop. 51
- Metodologíap. 51
- Diseño de la Investigaciónp. 51
- Fases de la Investigaciónp. 54
- Fase 1: Planteamiento del Problema y Marco Teóricop. 55
- Fase 2: Recolección y Digitalización de Datosp. 55
- Fase 3 Desarrollo del Prototipo Digitalp. 56
- Fase 4: Análisis de Datos y Evaluación de Resultadosp. 56
- Fase 5: Presentación de Resultados y Conclusionesp. 57
- Procedimientos de Análisisp. 57
- Recolección de Datos, Análisis e Interpretaciónp. 58
- Envolventes del Colegio Rochesterp. 77
- Análisis de Ciclo de Vida (ACV) y Pasaporte de Materialesp. 73
- Visión y evaluación del potencial de circularidadp. 79
- Interpretación de los Resultadosp. 83
- Síntesis de los Hallazgos Principalesp. 83
- Discusión a la Luz de la Literaturap. 83
- Razones de las Diferenciasp. 84
- Contribución al Conocimientop. 87
- Respuesta a las Preguntas de Investigación e Hipótesisp. 87
- Implicaciones del Estudiop. 88
- Limitaciones del Estudiop. 89
- Alcance y Enfoque del Estudio de Casop. 89
- Desafíos de Datos Históricos y Contexto Regionalp. 90
- Retos Técnicos del Modeladop. 91
- Recomendaciones para Futuras Investigacionesp. 91
- CONCLUSIONES Y APORTESp. 93
- Aportes del Documentop. 94
- Aportes Metodológicos y Digitalesp. 94
- Referencias Bibliográficasp. 96
- Anexosp. 105
- Tabla 1 Abreviacionesp. 9
- mantenimiento proporcionado por OIKOSp. 69
- Tabla 3 Origen y propiedades técnicas de los materialesp. 72
- Tabla 4 Evaluación del potencial de circularidad de estos materialesp. 80
- Ilustración 1 Árbol de Problemasp. 18
- Ilustración 2 Árbol de Solucionesp. 20
- Ilustración 3 Ciclo de vidap. 26
- Ilustración 5 Infografía evolución de la Adopción de BIM en infraestructurap. 34
- Ilustración 6 Fachadas Colegio Rochesterp. 36
- Ilustración 7 Localización Colegio Rochesterp. 37
- Ilustración 8 Colegio Rochester en el Tiempop. 39
- Ilustración 9 Colegio Rochester y los ODSp. 44
- Ilustración 10 Fases de la investigaciónp. 54
- Ilustración 11 Visita Técnica al Colegio Rochesterp. 59
- Ilustración 12 Funcionamiento del escánerp. 60
- Ilustración 13 Presentación de propuestap. 61
- Ilustración 14 Información Recibidap. 61
- Ilustración 15 Levantamiento fotográficop. 62
- Ilustración 16 Planeación de escaneop. 63
- Ilustración 17 Ficha técnica LEICA BLK360p. 64
- Ilustración 18 Toma de escaneosp. 65
- Ilustración 19 Procesamiento de datosp. 66
- Ilustración 20 Visualización en Recapp. 66
- Ilustración 21 Segregación de modelosp. 67
- Ilustración 22 Modelo Sobrepuesto en la nube de puntosp. 67
- Ilustración 24 Materiales y cantidades extraídas del modelop. 70
- Ilustración 25 Distribución porcentual de materialesp. 71
- materiales de las envolventesp. 75
- envolventes por fase del ACVp. 75
- las Envolventes del Colegio Rochesterp. 77
- Ilustración 29 Imágenes de la plantilla basep. 78
- Ilustración 30 Pasaporte de Materiales para el ladrillop. 79