Criterios bioclimáticos para la arquitectura altoandina: simulación digital BIM para construcciones con adobe en Cusco

La investigación tiene por objetivo determinar los criterios de diseño bioclimático a partir de simulaciones digitales de la arquitectura y la construcción con adobe en Cusco (Perú), mediante la metodología Building Information Modeling (BIM). La propuesta pretende incorporar la información de materiales utilizados en la zona en un sistema BIM para analizar la arquitectura desde el punto de vista bioclimático. Se buscará minimizar el consumo energético y el impacto ambiental de una edificación, así como crear condiciones de bienestar para los habitantes. El análisis de viviendas con adobe, ubicadas en la provincia de Urubamba, permitirá evaluar la eficiencia térmica de los materiales utilizados en la zona y su relación con el entorno. Se espera que los criterios de diseño bioclimático, resultado de la simulación BIM con información física y térmica de los materiales, mejoren el proceso de construcción con adobe y brinden una arquitectura adecuada para la zona altoandina.

El problema climático afecta la vida de todas las personas, en especial a las que viven en zonas vulnerables, quienes soportan temperaturas extremadamente bajas. La zona altoandina del Perú, se caracteriza por presentar fuertes lluvias, huaycos (deslizamientos de barro y piedra), granizo y frío intenso (heladas), las viviendas carecen de bienestar térmico, afectando la salud de sus habitantes. Según la investigación de Cerrón (2022), las formas tradicionales para calentar la vivienda durante el temporada de frío, no son suficientes, “los sistemas o estrategias de calefacción pasiva más eficientes lograron un aumento en la temperatura interior, pero no alcanzaron el confort térmico en viviendas altoandinas” (p. 37).
En gran parte de la sierra peruana, las edificaciones están construidas con adobe, cuya característica principal es almacenar el calor obtenido durante el día para transmitirlo por la noche. Sin embargo, los pobladores construyen sin supervisión técnica y utilizan también cemento y metal (sobre todo en las coberturas) perdiendo el calor acumulado rápidamente.
En la investigación de Silveira et al. (2007) se afirma que, el adobe es un material de construcción de bajo costo, disponible localmente, presenta excelentes propiedades térmicas y acústicas, y está asociado a una construcción bastante sencilla, su uso respeta el equilibrio ambiental (p. 705).
Un mecanismo para analizar el diseño y la construcción será mediante Modelado de Información de la Construcción (BIM, por sus siglas en inglés), una metodología de trabajo colaborativa para la creación de modelos digitales de proyectos y gestión durante todo su ciclo de vida. Este modelo digital podrá incorporar información geométrica, ambiental, costo, tiempo, mantenimiento y operación, entre otras (Almeida, 2019). En latinoamérica, el uso del BIM está en ascenso, pero la biblioteca de sus componentes y sistema constructivo, prioriza los materiales convencionales (orientado al mercado europeo y americano) no se cuenta con datos digitalizados del adobe.
La utilización de metodologías BIM e OPD son procesos digitales que se adaptan a las necesidades de proyectos arquitectónicos de gran utilidad en el mundo; sin embargo, los indicados métodos no son tan utilizados en Latinoamérica como en Europa, donde la construcción se encuentra más identificada con la tecnología (Borja-Pozo & Angumba-Aguilar, 2021, p. 813)
Para aplicar BIM y la simulación de la construcción, es necesario introducir datos completos del diseño y de los materiales. “Mediante la simulación, es posible identificar las variables que modifican positivamente el comportamiento térmico. El cambio climático amenaza el bienestar de las personas, por ello es necesario utilizar la simulación energética como herramienta de diseño” (Sancho-Salas et al. 2021, p.350).
A pesar de las ventajas del BIM, los profesionales de la construcción en la sierra peruana, no utilizan la simulación para analizar el comportamiento térmico de una edificación, además de los materiales de la zona, por la falta de información digitalizada. Mediante la presente investigación, se pretende difundir las ventajas de esta herramienta y los principales criterios bioclimáticos a considerar en la etapa del diseño arquitectónico, así como mejorar los procesos constructivos con adobe a fin de alcanzar el bienestar de los habitantes.