Sostenibilidad y su Evaluación en Construcción a través ...icta.uab.es/ecotech/Mives Pluvisost 22...
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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
Ponderación a nivel de
subcriterios
Ponderación a nivel de indicador
Ponderacióna nivel
de indicador
Ponderación a nivel de indicador
VSC= ∑ vi x pi
VCR= ∑ vSC x pi
VAE= ∑ vCR x pi
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
Ponderación a nivel de
subcriterios
Ponderación a nivel de indicador
Ponderacióna nivel
de indicador
Ponderación a 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
2. Planteamiento básico de MIVES
3. Aplicación de MIVES
4. Resumen y conclusiones
Sostenibilidad y toma de decisiones - ¿Qué es / Por qué MIVES?
¿ΔFS </> y €?1. Introducción
2. Planteamiento básico de MIVES
3. Aplicación de MIVES
4. Resumen y conclusiones
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
Sostenibilidad y toma de decisiones - ¿Qué es / Por qué MIVES?
1. Introducción
2. Planteamiento básico de MIVES
3. Aplicación de MIVES
4. Resumen y conclusiones
¿Por qué el análisis de valor es de utilidad en la valoración de la
sostenibilidad?
Sostenibilidad y toma de decisiones - ¿Qué es / Por qué MIVES?
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
2. Planteamiento básico de MIVES
3. Aplicación de MIVES
4. Resumen y conclusiones
Sostenibilidad y toma de decisiones - ¿Qué es / Por qué MIVES?
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.
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
Ponderación a nivel de
subcriterios
Ponderación a nivel de indicador
Ponderacióna nivel
de indicador
Ponderación a nivel de indicador
VSC= ∑ vi x pi
VCR= ∑ vSC x pi
VAE= ∑ vCR x pi
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
Ponderación a nivel de
subcriterios
Ponderación a nivel de indicador
Ponderacióna nivel
de indicador
Ponderación a nivel de indicador
VSC= ∑ vi x pi
VCR= ∑ vSC x pi
VAE= ∑ vCR x pi
1. Introducción
2. Planteamiento básico de MIVES
3. Aplicación de MIVES
4. Resumen y conclusiones
Resumen de la metodología MIVES
En este contexto MIVES aporta un
modelo y herramienta informática de
soporte a la comparación y decisión.1. Introducción
2. Planteamiento básico de MIVES
3. Aplicación de MIVES
4. Resumen y conclusiones
Esto es especialmente útil en el caso de
necesitar una cierta justificación objetiva de
la decisión tomada (por ejemplo en concursos
públicos).
Sostenibilidad y toma de decisiones - ¿Qué es / Por qué MIVES?
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
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
Requerimiento CriterioIndicador
Indicador
Requerimiento p
Criterio
Criterio n
Indicador
Indicador
Indicador m
1. Introducción
2. Planteamiento básico de MIVES
3. Aplicación de MIVES
4. Resumen y conclusiones
Resumen de la metodología MIVES
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
2. Planteamiento básico de MIVES
3. Aplicación de MIVES
4. Resumen y conclusiones
Resumen de la metodología MIVES
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
Ponderación a nivel de
subcriterios
Ponderación a nivel de indicador
Ponderacióna nivel
de indicador
Ponderación a nivel de indicador
VSC= ∑ vi x pi
VCR= ∑ vSC x pi
VAE= ∑ vCR x pi
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
Ponderación a nivel de
subcriterios
Ponderación a nivel de indicador
Ponderacióna nivel
de indicador
Ponderación a nivel de indicador
VSC= ∑ vi x pi
VCR= ∑ vSC x pi
VAE= ∑ vCR x pi
Resumen de la metodología MIVES
1. Introducción
2. Planteamiento básico de MIVES
3. Aplicación de MIVES
4. Resumen y conclusiones
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
2. Planteamiento básico de MIVES
3. Aplicación de MIVES
4. Resumen y conclusiones
Resumen de la metodología MIVES
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
Árbol de requerimientos (R-C-SC-I)
Componentes
Con
cepc
ión
Mat
eria
lizac
ión
Util
izac
ión
Rei
nteg
raci
ón Fases del ciclo de vida
Árbol de requerimientos (R-C-SC-I)
Componentes
Lo anterior da lugar a una estructura quepuede considerarse 3D:
Decisión
Árbol de requerimientos (R-C-SC-I)
Fases del Ciclo de vida
Componentes
1. Introducción
2. Planteamiento básico de MIVES
3. Aplicación de MIVES
4. Resumen y conclusiones
Resumen de la metodología MIVES
Límites del sistema
1. Introducción
2. Planteamiento básico de MIVES
3. Aplicación de MIVES
4. Resumen y conclusiones
Resumen de la metodología MIVES
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
2. Planteamiento básico de MIVES
3. Aplicación de MIVES
4. Resumen y conclusiones
Resumen de la metodología MIVES
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
Ponderación a nivel de
subcriterios
Ponderación a nivel de indicador
Ponderacióna nivel
de indicador
Ponderación a nivel de indicador
VSC= ∑ vi x pi
VCR= ∑ vSC x pi
VAE= ∑ vCR x pi
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
Ponderación a nivel de
subcriterios
Ponderación a nivel de indicador
Ponderacióna nivel
de indicador
Ponderación a 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
2. Planteamiento básico de MIVES
3. Aplicación de MIVES
4. Resumen y conclusiones
Resumen de la metodología MIVES
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
2. Planteamiento básico de MIVES
3. Aplicación de MIVES
4. Resumen y conclusiones
Resumen de la metodología MIVES
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
2. Planteamiento básico de MIVES
3. Aplicación de MIVES
4. Resumen y conclusiones
Resumen de la metodología MIVES
i
ii
P
CXX
k
ind eBVmin
1
1minmax
1
i
ii
P
CXX
k
eB
Resumen de la metodología MIVES
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
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
Ponderación a nivel de
subcriterios
Ponderación a nivel de indicador
Ponderacióna nivel
de indicador
Ponderación a nivel de indicador
VSC= ∑ vi x pi
VCR= ∑ vSC x pi
VAE= ∑ vCR x pi
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
Ponderación a nivel de
subcriterios
Ponderación a nivel de indicador
Ponderacióna nivel
de indicador
Ponderación a nivel de indicador
VSC= ∑ vi x pi
VCR= ∑ vSC x pi
VAE= ∑ vCR x pi1. Introducción
2. Planteamiento básico de MIVES
3. Aplicación de MIVES
4. Resumen y conclusiones
Resumen de la metodología MIVES
Pesos:
Asignación de pesos:
•Puntuación directa: valores muy claros.
•Método de las proporciones: comparar con un aspecto.
•Metodología AHP: comparaciones por pares.
Resumen de la metodología MIVES
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
2. Planteamiento básico de MIVES
3. Aplicación de MIVES
4. Resumen y conclusiones
Resumen de la metodología MIVES
Ámbito de decisión
Indicadores de requerimiento 1
Indicadores de requerimiento 2
Indicadores de requerimiento 3
Resumen de la metodología MIVES
1. Introducción
2. Planteamiento básico de MIVES
3. Aplicación de MIVES
4. Resumen y conclusiones
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
4. Resumen y conclusiones
Resumen de la metodología MIVES
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
2. Planteamiento básico
3. Algunas precauciones importantes
4. Resumen y conclusiones
Herramienta informática y Grupo de Usuarios
1. Introducción
2. Planteamientobásico de MIVES
3. Aplicación de MIVES
4. Resumen y conclusiones
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).
Herramienta informática y Grupo de Usuarios
1. Introducción
2. Planteamientobásico de MIVES
3. Aplicación de MIVES
4. Resumen y conclusiones
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
Herramienta informática y Grupo de Usuarios
1. Introducción
2. Planteamientobásico de MIVES
3. Aplicación de MIVES
4. Resumen y conclusiones
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 %
Vehículo privado 16%
Ciclistas 5%
Seguridad en el uso 23,5%
Usuarios del transporte público 25%
Viandantes 25%
Vehículo privado 25%
Ciclistas 25%
Comodidad 23,5%
Usuarios del transporte público 31%
Viandantes 31%
Vehículo privado 17%
Ciclistas 21%
Conservación de espacios 18%
Árboles 80%
Zonas verdes 20%
Creación de espacios 14%Árboles 66,7%
Zonas verdes 33,3%
1. Introducción
2. Planteamientobásico de MIVES
3. Aplicación de MIVES
4. Resumen y conclusiones
Herramienta informática y Grupo de Usuarios
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
Herramienta informática y Grupo de Usuarios
1. Introducción
2. Planteamientobásico de MIVES
3. Aplicación de MIVES
4. Resumen y conclusiones
Ejemplo de aplicación (resultados)
Herramienta informática y Grupo de Usuarios
1. Introducción
2. Planteamientobásico de MIVES
3. Aplicación de MIVES
4. Resumen y conclusiones
Creación de un Grupo de Usuarios anivel nacional.
Portal de Internet:
http://www.mives.upc.es/
4. Resumen y conclusiones
1
Sostenibilidad
Variables con unidades diferentes (pilares medioambiental, económico y
social).
1. Introducción
2. Planteamiento básico
3. Algunas precauciones importantes
4. Resumen y conclusiones
4. Resumen y conclusiones
2
MIVES
Metodología objetiva de soporte a la decisión.
Identificación, cuantificación, valoración y ponderación de aspectos
condicionantes.
Objetivación de la subjetividad.
1. Introducción
2. Planteamiento básico
3. Algunas precauciones importantes
4. Resumen y conclusiones
4. Resumen y conclusiones
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
2. Planteamiento básico
3. Algunas precauciones importantes
4. Resumen y conclusiones
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