ELECCIÓN DE MATERIALES PARA
MUROS CONSIDERANDO EMISIÓN DE CO2,
RESISTENCIA TÉRMICA Y PRECIO
CHOICE OF MATERIALS FOR WALLS
CONSIDERING CO2 EMISSION, THERMAL
RESISTANCE AND PRICE
Lorenzo Hernández Aguilar
Universidad Veracruzana, México
Ervin Jesus Álvarez Sánchez
Universidad Veracruzana, México
Rosario Aldana Franco
Universidad Veracruzana, México
José Ricardo Cuesta García
Departamento de Electrónica y Telecomunicaciones, México
Alejandro Sánchez Moreno
Universidad Veracruzana, México
René Croche Belin
Universidad Veracruzana, México
Jesús Antonio Camarillo Montero
Universidad Veracruzana, México
pág. 11753
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v8i4.13336
Elección de Materiales para Muros Considerando Emisión de CO
2
,
Resistencia Térmica y Precio
Lorenzo Hernández Aguilar
1
lorenhernandez@uv.mx
https://orcid.org/0000-0003-0276-9369
Facultad de Arquitectura Xalapa
Universidad Veracruzana
México
Ervin Jesus Álvarez Sánchez
eralvarez@uv.mx
https://orcid.org/0000-0002-0790-0429
Facultad de Ingeniería Mecánica Eléctrica
Universidad Veracruzana
Xalapa, México
Rosario Aldana Franco
raldana@uv.mx
https://orcid.org/0000-0002-0503-6024
Facultad de Ingeniería Mecánica Eléctrica
Universidad Veracruzana
Xalapa, México
José Ricardo Cuesta García
jcuesta@cicese.mx
https://orcid.org/0000-0001-7074-5962
CICESE, Departamento de Electrónica y
Telecomunicaciones, Ensenada, Baja
California, México
Alejandro Sánchez Moreno
alejasanchez@uv.mx
https://orcid.org/0009-0008-8228-4372
Facultad de Ingeniería Mecánica Eléctrica
Universidad Veracruzana
Xalapa, México
René Croche Belin
rcroche@uv.mx
https://orcid.org/0000-0002-8540-202X
Facultad de Ingeniería Mecánica Eléctrica
Universidad Veracruzana
Xalapa, México
Jesús Antonio Camarillo Montero
jcamarillo@uv.mx
https://orcid.org/0000-0003-3498-9825
Facultad de Ingeniería Mecánica Eléctrica
Universidad Veracruzana
Xalapa, México
1
Autor principal
Correspondencia: rcroche@uv.mx
pág. 11754
RESUMEN
El objetivo principal de la presente investigación consiste en proponer un estudio que permita disminuir
el impacto que sobre el medio ambiente generan las edificaciones durante todo su ciclo de vida. El
enfoque que se utilizó es de tipo cuantitativo y consiste en aplicar un proceso de optimización a los
materiales utilizados en la construcción de muros para carga o divisorios por ser este concepto
predominante en las edificaciones, con el fin de elegir los que presenten menor emisión de gases de
efecto invernadero (GEI), mayor resistencia térmica y un precio adecuado. Sin embargo, es oportuno
mencionar que el presente análisis es aplicable a cualquier tipo de material. Para verificar los resultados
se asignan pesos a la función de costo basados en un estudio consciente del impacto que tienen en el
ambiente y la sociedad; posteriormente se realizan variaciones porcentuales con el fin de determinar la
robustez de la elección. El estudio permite concluir que el objetivo final de reducir el impacto que las
construcciones tienen sobre el medio ambiente se cumple y se adapta a cualquier número de variables
implicadas.
Palabras clave: arquitectura sustentable, calidad ambiental, medio ambiente, desarrollo sostenible,
eficiencia energética
Artículo recibido 10 julio 2024
Aceptado para publicación: 15 agosto 2024
pág. 11755
Choice of Materials for Walls Considering Co2 Emission, Thermal
Resistance and Price
ABSTRACT
The main objective of this research is to propose a study that allows reducing the impact that buildings
generate on the environment throughout their life cycle. The approach used is quantitative and consists
of applying an optimization process to the materials used in the construction of load-bearing or dividing
walls as this concept is predominant in buildings, in order to choose those that present the lowest
emission of greenhouse gases (GHG), greater thermal resistance and an adequate price, however, it is
worth mentioning that this analysis is applicable to any type of material. To verify the results, weights
are assigned to the cost function based on a conscious study of the impact they have on the environment
and society, subsequently percentage variations are made in order to determine the robustness of the
choice. The study allows us to conclude that the final objective of reducing the impact that buildings
have on the environment is met and adapts to any number of variables involved.
Keywords: sustainable architecture, environmental quality, environment, sustainable development,
energy efficiency
pág. 11756
INTRODUCCIÓN
Con los avances de la medicina la esperanza de vida aumenta significativamente, disminuye la tasa de
mortandad y se rompe el equilibrio natural que mantenía el crecimiento poblacional bajo control, los
resultados se manifiestan en el crecimiento exponencial de la humanidad, consumo de alimentos,
producción e industrialización. Ante esta situación, la ciencia y tecnología tienen que incrementar su
actividad generando mayor contaminación y deterioro del medio ambiente.
En los años setenta del siglo XX, surgen las primeras voces de alarma con respecto al crecimiento de la
población al considerar que el planeta tiene límites biológicos. En el año de 1979 durante la primera
conferencia sobre el clima celebrado en Ginebra, Suiza, se menciona por primera vez el término
“Cambio climático” considerándolo como una amenaza real para el planeta (De Vengochea, 2012).
Cabe destacar que la emisión de gases de efecto invernadero (GEI) ha elevado la temperatura del planeta
0.85°C de 1880 a 2012 y el 75% de estos gases están constituidos por CO2 (Güereca, Carius, Padilla,
& Herrera, 2016), razón por la cual en la literatura cuando se menciona este compuesto se hace
referencia a los efectos que los gases impactan al medio ambiente.
En 1992 en Rio de Janeiro, Brasil, se realiza la conferencia sobre el medio ambiente y el desarrollo
conocida también como la Cumbre de la Tierra considerándose el primer antecedente importante con
respecto a la protección del medio ambiente, en este evento se sientan las bases de lo que actualmente
se conoce como Desarrollo Sostenible (Aguado, 2018). En 1997 se reúnen los principales países
industrializados en Japón para la firma del protocolo de Kioto en donde adquieren el compromiso de
disminuir un 5.2% los GEI con respecto a 1990 durante el periodo de 2008 a 2012 , sin embargo, aún
no se obtienen los resultados deseados (Ortiz, 2019). Actualmente se continúan realizando reuniones a
nivel global y en cada una de ellas los países participantes adquieren nuevos compromisos (De
Vengochea, 2012).
Revisión de la Literatura
El USGBC (United States Green Building Council) desarrolló el sistema de certificación a nivel
mundial LEED (Leadership in Energy and Enviorenmental Design) para alentar la construcción de
edificios eficientes en energía y recursos que sean saludables para la vida (Buildings, 2017).
pág. 11757
En México con el objeto de minimizar el impacto que las edificaciones causan al medio ambiente la
Secretaría de Economía emite la norma NMX-AA-164-SCFI-2013: “Edificación sustentable – criterios
y requerimientos ambientales mínimos”. La finalidad de esta norma consiste en emitir directrices y
requerimientos mínimos para inducir la transición hacia prácticas de edificaciones sustentables que
contribuyan a la protección del medio ambiente, la salud, el confort de los usuarios y la productividad
de las personas.
Estos compromisos deben ser asumidos por los responsables del diseño de espacios habitables; en este
orden de ideas, existen estudios que abordan este tema desde diferentes perspectivas, Chávez,
Trebilcock, & Piderit (2021) estudia la relación del edificio sustentable con el usuario, Villar, Jiménez,
& Larrumbide (2014) analiza el ciclo de vida de los edificios (ACV) y estudia varias alternativas de
diseño de fachadas así como la importancia de los materiales, aislamiento y durabilidad; por su parte
Morales (2019) analiza las importancia entre la modernidad en el diseño arquitectónico y la eficiencia
energética y menciona la necesidad de que los estudiantes de arquitectura realicen proyectos eficientes
tomando en cuenta el costo-beneficio, condiciones óptimas de habitabilidad y confort de manera natural
en favor del medio ambiente. La envolvente de los edificios juega un papel importante en la eficiencia
energética y en el mantenimiento de las condiciones de confort de los espacios habitables, en edificios
existentes es posible la rehabilitación tanto de fachadas como de cubiertas para lograr ventilación
natural en lugares de alto nivel de radiación solar (Balter, Ganem, & Barea, 2020).
Planteamiento del Problema
La construcción de proyectos tanto de infraestructura como de edificación generan un impacto en el
medio ambiente durante todo su ciclo de vida (Acosta, 2009). Las edificaciones contienen los espacios
en los que el ser humano permanece la mayor parte de su tiempo razón por la cual requiere de áreas
mejor climatizados, para los arquitectos el confort en el diseño de los espacios habitables y de trabajo
han sido y seguirán siendo uno de los principales objetivos a lograr. Las respuestas se deben buscar
desde la arquitectura sin la utilización de equipos de climatización auxiliares (Andreoni & Ganem,
2021). La IEA (International Energy Agency), señala que la energía que consumen los edificios en el
mundo para su uso representa alrededor del 30% del consumo total y produce un 30% de Dióxido de
pág. 11758
carbono (CO2), la calefacción o enfriamiento de los espacios representan el 50% de ese consumo según
la Secretaría de Energía (SENER).
En México el 90% de la energía que se consume proviene de fuentes de energía primaria principalmente
de petróleo, gas y carbón (Correa, 2018), sin contar la emisión que los materiales producen durante su
proceso de fabricación. En este sentido, un estudio realizado a viviendas INFONAVIT concluye que
los materiales producen durante este proceso 161.57kg/m² de CO2 (Aceves, et al., 2019). La IEA prevé
que la demanda del consumo de energía para el año 2050 aumente globalmente en un 50% impulsada
por el rápido crecimiento habitacional en zonas urbanas, porcentaje que coincide con la previsión que
realiza la ONU en este mismo periodo, en consecuencia, la emisión de GEI se incrementarán de manera
significativa reduciendo considerablemente la calidad del aire en las ciudades (Beucker, Bergersen, &
Gibon, 2016).
La situación se torna cada vez más crítica y los compromisos que adquieren las naciones participantes
en cada conferencia mundial del clima son mayores. En la (COP26) celebrada en Glasgow en el mes de
noviembre de 2021, los países asistentes asumen el compromiso de disminuir la emisión de CO2 un
45% para 2030 (Planelles & Álvarez, 2021). Asimismo la IEA afirma que es necesario aumentar
anualmente la eficiencia energética a un ritmo tres veces mayor (El País Economía, 2021).
Es importante destacar que además de la emisión de CO2 que emiten las edificaciones por consumo de
energía durante su periodo de vida útil, los procesos de fabricación de los materiales utilizados en las
construcciones emiten alrededor del 18.4% de gases de efecto invernadero (Gúereca, et al., 2016). Con
respecto a lo anterior, es imperioso que los diseñadores y gerentes de proyectos asuman la
responsabilidad de incluir dentro de la planeación de sus proyectos, mecanismos innovadores que
ayuden a disminuir los niveles de emisión de contaminantes invirtiendo en productos, servicios y
procesos con bajo nivel de emisión de carbono creando una arquitectura en equilibrio con la naturaleza,
aprovechamiento de los recursos naturales y sistemas de eficiencia energética que disminuyan el
impacto al medio ambiente. La concurrencia de los factores de economía, sociedad y medio ambiente
permite afirmar que una edificación es sostenible (García, Armengot, & Ramírez, 2015).
De acuerdo con lo anterior, el objetivo de la presente investigación propone realizar un estudio a los
materiales predominantes de un proyecto para compararlos entre varios de su misma especie y a través
pág. 11759
de un proceso de optimización, seleccionar aquellos con una baja emisión de CO2 durante el periodo
de fabricación y propiedades térmicas que mejoren la eficiencia energética como características
principales en favor del medio ambiente.
METODOLOGÍA
El desarrollo de la presente investigación fue de tipo documental aplicada y correlacional y el enfoque
que se utiliza es cuantitativo pues el que se mejor se adapta al tipo de investigación, de acuerdo a
(Hernández, Fernández, & Baptista, 2014). El presente estudio propone aplicar un proceso de
optimización a los materiales utilizados en la construcción de muros para carga o divisorios por ser este
concepto predominante en las edificaciones, con el fin de minimizar la emisión de CO2 y lograr mejores
características térmicas, sin embargo, es oportuno mencionar que el presente análisis será aplicable a
cualquier tipo de material y proyecto.
En una primera etapa se analiza el costo por unidad de medida (m²) para seis tipos de muros, tres
sencillos y tres combinados con tabiques de la región.
La segunda etapa corresponde al procedimiento para la selección del tipo de muro óptimo a través del
siguiente proceso:
▪ Determinación de las variables de estudio
▪ Normalización de las variables
▪ Criterio de optimización y asignación de pesos
▪ Resultados y variaciones
Primera Etapa
Para llevar a cabo este trabajo de investigación se seleccionó la zona o municipio de Xalapa del Estado
de Veracruz; México, ya que es aledaña a las zonas de fabricación de los materiales que se utilizan para
la construcción de las viviendas o edificaciones. En los espacios para ventas dentro de la región, se
pueden encontrar diversos materiales para construcción de muros, dentro de los cuales los más
representativos son:
▪ MT
1
: Tabique de barro recocido de 61226 cm.
▪ MT
2
: Block de concreto macizo de 122040 cm.
▪ MT
3
: Tabique industrializado marca Novaceramic línea tabicimbra de 121223 cm..
pág. 11760
Se puede observar que entre los materiales para construcción arriba seleccionados existe una medida
igual en alguno de los lados, lo que permite la combinación de materiales para la construcción de muros
de un mismo grosor.
Para llevar a cabo el análisis se plantean los siguientes tipos de muro de construcción: tres con los
materiales mencionados anteriormente y tres muros utilizando combinaciones de estos mismos
materiales; los seis tipos de muro se detallan a continuación:
▪ M
1
: Muro de tabique de barro recocido, para este muro se considera el 100% de material MT
1
.
▪ M
2
: Muro de block macizo de concreto, para este muro se considera el 100% de material MT
2
.
▪ M
3
: Muro de tabique industrializado, para este muro se considera el 100% de material MT
3
.
▪ M
4
: Muro combinado de tabique de barro recocido y block macizo de concreto, para este muro se
utiliza 34% de MT
1
+ 66% de MT
2
.
▪ M
5
: Muro combinado de tabique de barro recocido y tabique industrializado, para este muro se
utiliza 48% de MT
1
+ 52% de MT
3
.
▪ M
6
: Muro combinado de tabique industrializado con block de concreto, para este muro se utiliza
37% de MT
3
+ 63% de MT
2
.
En la Figura 1 se muestra en forma esquemática el análisis de la cantidad de insumos por m² de los
muros M4, M5, M6. Construidos de acuerdo a las descripciones anteriores.
Figura 1: Detalle de muros combinados
Fuente: Elaboración de los autores
Para la elaboración de muros se requiere la utilización de otros insumos los cuales se mencionan en la
Tabla 1, en la primera columna (ID) se asigna una nomenclatura para identificar el tipo de insumo y en
pág. 11761
la segunda sus especificaciones, en las siguientes columnas se detallan las cantidades necesarias por
unidad de medida (m²).
En la Tabla 2 se muestra el precio por insumo para cada tipo de muro, este dato se obtiene multiplicando
el precio del insumo por la cantidad obtenida de la Tabla 1, al final de cada columna se muestra el precio
por m² para cada tipo de muro.
Tabla 1: Cantidades de insumos por m² de muro
Fuente: Elaboración de los autores
Tabla 2. Precio por unidad de medida(m²) por tipo de muro
Fuente: Elaboración de los autores
Segunda Etapa
Determinación de las variables de estudio
El procedimiento que se presenta a continuación tiene como objetivo seleccionar dentro de los tipos de
muros de la Tabla 2, el óptimo tomando en cuenta el precio, resistencia térmica y emisión de CO
2
para
el criterio de optimización.
En la Tabla 3 se muestran las propiedades de los materiales MT
1
, MT
2
, MT
3
que se utilizan en la
construcción de muros y serán considerados como variables para el estudio de optimización. Las
pág. 11762
propiedades de estos materiales son obtenidas de diversos estudios reportados en la literatura,
(Espinosa, et al., 2017) analizan el desempeño energético en tres sistemas de muros, de este estudio se
obtiene la resistencia térmica para el material MT
1
; las propiedades del block de concreto MT
2
se
obtienen de la ficha técnica proporcionada por la fábrica (Industrial Bloquera, 2021); (Gúereca, et al.,
2016) en un estudio realizado en el Instituto de Ingeniería de la UNAM sobre la evaluación de la huella
de carbono para doce sistemas constructivos analiza la emisión de CO
2
del tabique de barro recocido e
industrializado identificado en este estudio como MT
1
y MT
3
respectivamente así como la resistencia
térmica de este último; (Aceves, et al., 2019) analiza los factores de emisión de CO
2
para diferentes
tipos de materiales entre los que incluye el block de concreto de varias medidas identificado en esta
trabajo como MT
2
.
Tabla 3: Propiedades de tabiques.
Fuente: Elaboración de los autores
La resistencia térmica determina la propiedad de aislamiento de un material, es decir, la capacidad de
oponerse a un flujo de calor y se expresa en m²K/W (metro cuadrado kelvin por vatio). Por otra parte,
se tiene que la conductividad térmica es la capacidad que tiene un material para conducir el calor,
observe que es el inverso de la resistencia térmica dado por W/m²K, por lo que esta variable se considera
mediante la resistencia térmica, con respecto al dióxido de carbono (CO2) este representa el 75% de
emisión de gases de efecto invernadero y las unidades para este estudio se consideran en kg/pieza de
tabique.
En la Tabla 4 se identifican las variables que intervienen en este estudio para cada tipo de muro. Los
datos de la columna A se obtienen multiplicando el número de piezas de tabique de acuerdo al tipo de
muro por la cantidad de CO2 de acuerdo a las Tablas 1 y 3, de la misma forma se obtienen los datos de
la resistencia térmica de la columna B y en la columna C el precio de cada tipo de muro contenidos en
la Tabla 2.
pág. 11763
Tabla 4: Variable por tipo de muro.
Fuente: Elaboración de los autores
Normalización de las variables
Dado que los datos contenidos en la Tabla 4 tienen diferentes unidades y escalas, no es posible realizar
una comparación directa y generar una función de costo que sea equitativa al momento de evaluar. De
acuerdo a lo anterior, es recomendable normalizar y adimensionar los datos para que el peso que tenga
cada propiedad del material dependa de la importancia dada de acuerdo al estudio en cuestión. La
normalización y adimensionamiento se obtiene tomando cada uno de los datos de la columna y
dividiéndolo entre el máximo valor de esa misma columna. Por ejemplo, consideremos la columna A y
llamemos Ai al valor i-ésimo de la columna A, es decir, el valor de la emisión CO
2
para el material Mi.
Entonces tendremos que el valor normalizado correspondiente
i estará dado por la ecuación (1):
………. (1)
Donde
es el valor máximo de la columna A. Observe que con la nueva asignación los valores que
toma la variable normalizada y adimensional solo puede estar entre cero y la unidad, incluyéndolos así,
i entre [0,1]. De la misma forma que se definió
i se definen
i y
i.
En el caso particular de la resistencia térmica, esta es importante para mantener las condiciones de
confort en los espacios, y este confort se logra cuando el material tiene una mayor resistencia térmica.
Así en el presente estudio interesa minimizar la emisión de CO
2
y el precio (variables A y C), pero
maximizar la resistencia térmica (variable B). La elección de buscar un máximo o un mínimo depende
del planteamiento del problema y de las variables empleadas. Entonces, de acuerdo a lo descrito
pág. 11764
anteriormente, se tiene que aplicar un criterio para maximizar los datos de la columna
, no así en los
datos de las columnas
y
donde conviene minimizar sus valores.
Para optimizar una función de costo se puede considerar minimizar o maximizar dicha función para
encontrar el óptimo. En este estudio el objetivo de optimización será minimizar las variables antes
mencionadas de acuerdo a un cierto criterio y por ese motivo se requiere cambiar el valor normalizado
de la columna
restándolo a la unidad como se muestra en la ecuación (2):
………. (2)
donde
es la nueva variable a minimizar.
Observe que con esta nueva transformación el valor que era máximo en la variable normalizada
ahora
será mínimo en
y viceversa. También note que
tomará valores entre cero y uno incluyéndolos. En
la Tabla 5 se presentan los datos de las variables normalizadas adimensionales obtenidas a partir de los
cálculos descritos en esta sección.
Tabla 5: Variables normalizadas adimensionales.
Fuente: Elaboración de los autores
Criterio de optimización y asignación de pesos
El criterio de optimización que se considerará en este trabajo será de acuerdo a la ecuación (3):
.......... (3)
Donde
es el peso asignado a cada variable
para . Al criterio antes dado se le conoce
como una combinación lineal. Observe que la ecuación anterior puede considerar el número de variables
pág. 11765
que el análisis requiera, por lo que esta metodología puede ser aplicada a otros sectores y aplicaciones.
En este caso, la ecuación (3) queda reflejada en la ecuación (4):
………. (4)
Lo siguiente a realizar será asignar los valores que tendrán los pesos
, . En este punto debe
ser claro que el resultado será diferente en función de dichos pesos y, por lo tanto, la asignación de
pesos debe realizarse con fundamentos para que el resultado no este polarizado. Para los pesos se usarán
valores entre cero y uno, donde valores cercanos a cero indican una baja o nula importancia mientras
que valores cercanos a la unidad indicarán una alta importancia o prioridad.
Se inicia con la asignación de peso para
, la cual está asociada a
(emisión de CO
2
). Esta asignación
es de suma importancia debido a que, como se menciona en la cumbre del clima (COP21) celebrada en
París en 2015, es urgente reducir las emisiones de CO
2
del 40% al 70% para el año 2050 con el propósito
de disminuir el sobrecalentamiento global, ante esta situación es necesario mantener el cambio de
temperatura por debajo de 1.5° para el año 2100 en comparación con los niveles preindustriales
(Fernández, 2016). De acuerdo con lo anterior, es importante seleccionar los materiales que ofrezcan
mayor resistencia térmica y menor emisión de CO
2
. Tomando en cuenta los datos anteriores, se
considera en este estudio darle el mayor peso a la variable “emisión de CO
2
” con la finalidad de
contribuir en la disminución de este compuesto, por lo tanto, el peso asignado a la variable
será de
.
La siguiente asignación de peso es para
, la cual está asociada a
(conductividad térmica que es
inverso a la resistencia térmica). Para este caso es oportuno resaltar la importancia que representa la
resistencia térmica de los materiales al reducir el ingreso de calor (Heard & Villaroel, 2013), la
capacidad del aislamiento térmico es una propiedad que tiene un mayor impacto sobre la eficiencia
energética al mantener un balance adecuado de temperatura en los espacios habitables de manera
natural, de esta manera se coadyuva en la reducción de emisión de CO
2
durante el periodo de vida útil
de las edificaciones, por esta razón el peso asignado a la variable
será de
.
Finalmente, la variable precio en el corto plazo es considerada como la más importante, sin embargo,
durante el periodo de vida útil la disminución de consumo energético mediante la utilización de
pág. 11766
materiales térmicos y la implementación de fuentes de energía renovable genera mayores ahorros
además de disminuir la emisión de gases contaminantes (Canteros, Vera, & Natalini, 2018), por lo antes
citado, el criterio de peso considerado a la variable
será de
.
Para visualizar y comprender mejor la distribución de pesos se calcula el porcentaje que cada peso
aporta a la función de costo. Para calcular dicho porcentaje se aplica la ecuación (5):
………. (5)
Al aplicar la fórmula 5 se obtienen los resultados siguientes:
1
= 1.00x1.00/2.50 = 40%
2
= 0.80x1.00/2.50 = 32%
3
= 0.70x1.00/2.50 = 28%
En la Figura 2 se muestra un gráfico los porcentajes resultantes a partir de los pesos asignados.
Figura 2:
Peso asignado a los criterios de optimización en porcentaje. Fuente: Elaboración de los autores
Resultados y variaciones
Con la función de costo J y los pesos asignados que se obtuvieron en la sección anterior, se puede lograr
de manera individual el valor de la función de costo
para el material i-ésimo como se muestra en la
ecuación (6).
………. (6)
donde i=1,…,6
pág. 11767
Aplicando los valores de la ecuación (6) se obtienen los resultados que se muestran en la Tabla 6
conforme al criterio de optimización propuesto.
Tabla 6: Resultado del estudio de optimización. Fuente: Elaboración de los autores
Los valores que se obtienen en la Tabla 6 indican que el material M6 (muro combinado de tabique
industrializado con block de concreto) presenta la mejor opción de acuerdo al criterio propuesto dado
en (1). En el gráfico de la Figura 3 se muestran los datos de la tabla 6 y junto al material se incluye el
precio del mismo.
Figura 3:
Representación gráfica del resultado del criterio de optimización. Fuente: Elaboración de los autores
A continuación, se aplican variaciones a los pesos asignados con la finalidad de analizar el
comportamiento de la función de costo y conocer la robustez de la elección. Se define
como la
variación del p% al peso
y del –p% al peso
al material i-ésimo. Observe que
. Así, por
ejemplo
será una disminución del 3% al peso
y un incremento del 3% al peso
. En todos los
casos
se mantiene constante. Los resultados obtenidos ante estas variaciones se muestran en la Tabla
7 resaltado los valores mínimos resultantes.
pág. 11768
Tabla 7: Resultado de las variaciones de criterio. Fuente: Elaboración de los autores
Los resultados de la Tabla 7 muestran que cuando el peso del criterio
se aumenta el valor del M
2
,
M
4
y M
6
disminuye y aumenta el valor de M
1
y M
3
y M
5
; cuando el peso del criterio
disminuye el
valor del M
1
, M
3
y M
5
disminuye y aumenta el valor de M
2
, M
4
y M
6
. También se observa que los muros
con contenido de tabique de barro recocido no resultan la mejor opción de acuerdo al criterio de
optimización aquí discutido.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los resultados que se obtienen aplicando la función de costo de acuerdo al criterio de optimización
propuesto coadyuvan en la lucha contra el cambio climático al seleccionar materiales con mayor
termisidad y menor emisión de CO
2
durante su proceso de fabricación sin comprometer completamente
el precio del material. Las características térmicas de los materiales mantienen los espacios habitables
en condiciones de confort disminuyendo el consumo energético durante su vida útil y por lo mismo su
costo. Si bien es cierto que en el presente estudio se le asigna un menor criterio de peso a la variable
precio, la razón radica en que se considera que el aumento de la eficiencia energética durante el periodo
de uso de los espacios compensa la inversión inicial del precio de los materiales. Esto desde luego queda
pendiente de probar en estudios posteriores. Así, para este estudio el mejor material para el criterio dado
en (1) es el material M
6
: muro combinado de tabique industrializado con block de concreto (37% de
MT
3
+ 63% de MT
2
).
CONCLUSIÓN
De acuerdo a la investigación realizada en el presente estudio, dos aspectos resultan importantes a tomar
en cuenta cuando se eligen los materiales que se utilizarán en el diseño de espacios habitables; por un
lado, aquellos que durante su proceso de fabricación emitan menor emisión de gases de efecto
pág. 11769
invernadero y por el otro, aquellos con mejores características térmicas que propicien el mantenimiento
de los espacios habitables en condiciones de salud y confort de los usuarios. En este sentido, resulta
importante que en la planeación de los proyectos los diseñadores incorporen mecanismos innovadores
que cumplan estas condiciones para lograr aumentar la productividad de los usuarios, disminuir el
consumo de energía y crear una arquitectura en equilibrio con la naturaleza.
Los resultados que se obtienen en el presente estudio aplicado a muros de carga satisfacen las
condiciones mencionadas en el párrafo anterior y cumplen con el objetivo final, que consiste en
seleccionar de entre los materiales propuestos aquel que represente un valor mínimo bajo un criterio,
manteniendo las mejores características térmicas, menor emisión de CO2 y un menor precio.
Finalmente, para analizar el comportamiento de la función de costo y conocer la robustez de la elección,
se aplican variaciones a los pesos asignados, demostrándose que la variable
se mantiene constante;
asimismo, se observa que los muros con contenido de tabique de barro recocido no resultan la mejor
opción de acuerdo al criterio de optimización aquí discutido. Queda pendiente por comprobar que la
variable costo vaya disminuyendo al mejorar la eficiencia energética. Es pertinente hacer mencionar
que el presente estudio es aplicable a cualquiera de los materiales utilizados en las obras de edificación
y adaptable a cualquier número de variables involucradas.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
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