Post on 22-Apr-2023
Renovación Digital: Evaluación de nuevas técnicas de
registro patrimonial en fachada del Conjunto Chollin,
Chile. Digital Renovation: assessment of new technologies for heritage survey in facade of
the complex Chollin, Chile.
Rodrigo García Alvarado
Depto. Diseño y Teoría de la Arquitectura
Universidad del Bío Bío.
rgarcia@ubiobio.cl
Concepción, Chile.
Pablo Fuentes Hernández
Depto. Diseño y Teoría de la Arquitectura
Universidad del Bío Bío.
pfuentes@ubiobio.cl
Concepción, Chile.
Natalia Caro Irarrázabal
Depto. Diseño y Teoría de la Arquitectura
Universidad del Bío Bío.
caronataliai@gmail.com
Concepción, Chile.
Frank Tinnap Dautzenberg
Depto. Ing. Mecánica
Universidad de Concepción.
ftinapp@udec.cl
Concepción, Chile.
Resumen Para la adecuada conservación de los edificios
se requieren registros fiables y expeditos. Las
fachadas en particular requieren acciones de
mantención y/o rehabilitación. Este trabajo
describe la evaluación de nuevas técnicas de
medición y visualización, comparando la
aplicación de Flexómetros, Distanciómetro
Láser, Taquímetro, Orto-fotos de Alta
resolución, Scanner3D y Drones (Vehículos
Aéreos No-tripulados), en la obtención de
dimensiones y constancias visuales de una
fachada del conjunto "Colectivos Obreros
Chollin", localizado en la costa de Coronel,
Chile. Este inmueble, ejecutado entre 1943-50
por la Compañía Carbonífera Schwager,
acomoda aún a 176 grupos familiares, en una
edificación patrimonial que fortalece la
identidad local, pero requiere efectuar re-
acondicionamientos para asegurar su
habitabilidad y reducir consumos energéticos,
que pueden utilizar subsidios estatales. Los
mejoramientos térmicos en esta zona,
contemplan la adición de revestimiento exterior
aislante y renovación de ventanas más
herméticas. Por esta razón, la experiencia se
dedicó a desarrollar procedimientos para revisar
la extensión dimensional de muros y vanos,
regularidad de las magnitudes y comprobación
visual de las superficies exteriores. Se
detectaron distintas estrategias de registro que
proveen antecedentes complementarios y
consistentes para estas acciones de
rehabilitación. Palabras claves: Levantamiento Crítico,
Rehabilitación Patrimonial, Reacondiciona-
miento Térmico, Drones, Chile
Abstract In order to proper maintenance of buildings,
quick and reliable surveys are required. In
particular for property conservation and/or
thermal reconditioning of facades. This paper
describes the evaluation of new techniques for
measurement and visualization, comparing the
application of Tapes, Laser EDM, Tachometer,
High resolution Ortho-photos, Scanner3D and
Drons (Unmanned Aerial Vehicles), in
obtaining dimensions and visual proof of a
front in the residential complex called
"Colectivos Obreros Chollin", located on the
coast of Coronel, Chile. This property, executed
between 1943-1950 by the Coal Company
Schwager, accommodates 176 households in a
heritage building that strengthens local identity
but perform overhauls required to ensure
habitability and reducing energy consumption.
The thermal improvement in this area is mainly
carried out with addition of insulating outer
coating and airtight windows renewal. For this
reason, experience focused on developing
procedures to review the dimensional extension
of walls and openings, regularity of the
magnitudes and visual inspection of the exterior
surfaces. Different survey strategies that
provide complementary and consistent data for
these rehabilitation actions were detected. Keywords: Critical Survey, Heritage
Rehabilitation, Thermal Reconditioning, UAV,
Chile.
1. Introducción.
Mantener edificios existentes, en particular
inmuebles patrimoniales que contribuyen a la
identidad cultural, requiere registrar cabalmente
sus condiciones (Jiménez y Pinto, 2003).
Además, las crecientes demandas ambientales
promueven reacondicionar las construcciones
para asegurar su calidad ocupacional y reducir
consumos energéticos (Neuhoff et al, 2011).
Los procesos de rehabilitación deben iniciarse
con información completa y precisa,
recolectada de una manera efectiva y pertinente
a las acciones de realizar (Corso, 2013).
Actualmente se dispone de nuevos dispositivos
y variadas técnicas de registro de edificios, sin
embargo se carece de evaluaciones específicas
para reacondicionamientos. Este trabajo analiza
procedimientos para registrar condiciones de
fachada que permitan una rehabilitación
ambiental en edificios residenciales existentes,
contribuyendo además a la conservación
patrimonial y social de conjuntos
habitacionales.
El reacondicionamiento térmico de viviendas en
climas templados como el centro-sur de Chile,
está destinado a otorgar un confort interior
adecuado con bajos gastos de combustible, e
implica fundamentalmente adicionar
revestimiento exterior aislante y cambiar las
ventanas (Escorcia et al, 2013). Debido a que
las demandas energéticas, en las tipologías
habitacionales recurrentes de esta zona, se
concentran en calefacción con pérdidas
térmicas por la alta transmitancia y baja
hermeticidad de la envolvente vertical. Estas
acciones permiten además remover deterioros
superficiales por humedad o desgaste, asegurar
estanqueidad frente agua lluvias, incrementar
aislación acústica, detener debilitamientos
estructurales, prolongar la vida útil y valoración
comercial de la edificación, renovar la
apariencia exterior con una expresión individual
y/o la recuperación de patrones tradicionales.
Contribuyendo de este modo al bienestar
familiar, como también a la preservación
histórica y cohesión social. Por esta razón,
desde el año 2009 se desarrolla en el país, de
manera pionera en Latinoamérica, el Programa
de Protección del Patrimonio Familiar del
Ministerio de Vivienda y Urbanismo, con
subsidios estatales de reacondicionamiento
térmico (DS N° 255/2006). Los cuales otorgan
fondos de rehabilitación para viviendas de bajo
costo (100 a 130 UF para propiedades de hasta
650 UF (USD 26.668), y por tanto requieren
acciones proporcionales de planificación y
ejecución. Una evaluación independiente ha
revelado buenos resultados de este programa
(Fissore y Colonelli, 2013), pero también una
escasa utilización del financiamiento disponible
y la necesidad de aplicar estrategias específicas,
priorizando las viviendas antiguas, con
renovación de muros y ventanas. En Chile
existen más de cinco millones de unidades
habitacionales, la gran mayoría ejecutada sin
regulaciones térmicas (Bardi, 2010), cuando
este sector genera más del 30% del consumo
energético, la emisión de carbono y generación
de residuos, por lo que la meta al 2020 es
reducir un 20% de estas magnitudes (DITEC,
2013).
La información requerida para efectuar una
rehabilitación de la envolvente edificada
consiste fundamentalmente en la configuración
geométrica de las fachadas y condiciones
constructivas superficiales. Para esto se aplica
normalmente una medición con huinchas
flexibles e inspección ocular, pero que presenta
dificultades en la conciliación del volumen
edificado e interpretación de la información
(Jiménez y Pinto, 2003). Recientemente han
surgido tecnologías de registro fotográfico y
procesamiento digital, con aparatos de
posicionamiento, medición laser y/o captura
aérea (Santa Cruz, 2003; Ott et al, 2011; Corso,
2013; Reich et al, 2013), que se han
experimentado en algunos casos, pero sin
evaluaciones directas para reacondicionamiento
habitacional patrimonial. Considerando estos
procesos pueden ser muy onerosos o complejos
para los datos específicos requeridos,
especialmente en tareas de rehabilitación
parcial de viviendas.
Por tanto este artículo plantea una revisión de
técnicas recientes aplicadas en una edificación
residencial de relevancia histórica y social, y
destinadas a una rehabilitación térmica acogida
a los subsidios existentes, con procesos y
productos de construcción disponibles
localmente. En una primera parte se describen
las condiciones del conjunto habitacional
estudiado, colectivo Chollin (fig. 1), localizado
en Schwager, comuna de Coronel, que fue
edificado entre los años 1943 a 1950, y aloja
actualmente a 196 grupos familiares.
Posteriormente se analizan instrumentos de
registros; los flexómetros o huinchas, los
taquímetros, distanciómetros láser, orto
fotografías, scanner 3D y unidades aéreas
autónomas (drones).
Fig. 1. Ubicación caso de estudio y fachada estudiada.
Fuente: Elaboración autor
Luego se comenta un ejercicio de medición
efectuada en un segmento de fachada con
ventanas, revisando la extensión, precisión,
codificación y visualización obtenida con
distintas técnicas. Finalmente se evalúan los
resultados obtenidos en relación a un
reacondicionamiento térmico con revestimiento
aislante exterior y cambio de ventanas,
analizando los procesos desarrollados.
2. Descripción del Caso de Estudio.
El colectivo Chollin (fig. 2), diseñado por los
arquitectos Ramón Acuña, Mario Valdivieso y
Alberto Risopatrón para la Empresa
Carbonífera Schwager, es el resultado de una
acción empresarial descomunal que da vivienda
y servicios higiénicos básicos de una forma
revolucionaria y temprana, inédita en el país
para esa época. El edificio se inserta en el
conjunto minero de Puchoco que ya contaba
desde 1920 con una serie de equipamientos, en
una península abierta al Océano Pacífico,
confrontando la vastedad del paisaje marino
(Perez y Catriao, 2010). El conjunto abarca
cinco bloques habitacionales conectados y un
edificio adicional donde funcionaba el
Apostolado Popular que ayudaba a los obreros.1
Los bloques se organizan con prolongadas
circulaciones y originan patios de encuentro y
recreación de dimensiones mayúsculas.
Es un edificio cuya conformación
arquitectónica guarda similitud con los
magnánimos conjuntos de Europa del Este: los
dom-komuna, la “casa-comuna”. La longitud
de sus bloques y el tipo de circulaciones y
articulaciones, parece inspirado en las
“Stroikom”, realizadas por M. O. Barshch y V.
Vladimirov en los años veinte. Era un modelo
de organización socialista que favorecía los
intercambios comunitarios, lo suficientemente
paradigmático como para influir en una
solución arquitectónica con fundamentos
colectivistas (Fuentes y Mayorga, 2011;
Fuentes, 2012).
El conjunto, para 176 grupos familiares y 20
habitaciones de solteros, muestra unos largos
cuerpos habitables, que se contraponen a dos
series de rampas transparentes. En esta
oposición se funda la forma arquitectónica.
Particularmente, las rampas de ascenso, hacen
de plazas-miradores elevadas. Diseñadas para
subir el carbón que abastecía las cocinas de los
departamentos, constituyen un elemento de
inusitada modernidad. Si cada edificio
resguarda el hábitat familiar, cada rampa
evidencia el deseo por albergar el encuentro y
control visual. Como focos de un panóptico que
admite la relación colectiva, y por otro,
permiten la contemplación del paisaje y el
encuentro social.2
1 El Apostolado Popular era una institución donde las esposas de los
administrativos de la empresa con mayor rango enseñaban labores de
sastrería, moda, peluquería a las mujeres de obreros y empleados, así
como daban comida a los necesitados. Esta institución funcionaba bajo
el amparo de la iglesia.
2 Las rampas, como sistemas medulares, tenían antecedentes en la
arquitectura obrera chilena en los colectivos ejecutados al por la Caja
del Seguro Obrero, al norte del país a partir de 1939. Ese caso se puede
observar en los Colectivos para la zona norte como el de Antofagasta
(1939).
Las fachadas de los bloques familiares, por su
parte, son paños regulares de cuatro alturas
sobre cuyas superficies se disponen
fenestraciones regulares, consecutivas y
rítmicas que revelan las dependencias
habitacionales. Las fachadas del bloque de
obreros solteros son más cerradas, con ventanas
altas en franjas horizontales. Ambos tipos de
edificios cuentan con balcones para cada
departamento. La obra impone un sistema de
cohabitación colectiva ideal que obliga al
habitante a ser parte de un sistema mayúsculo,
administrado por una entidad superior: la
Carbonífera Schwager, que brindaba
necesidades básicas: carbón para calefacción,
electricidad, etc., pero que supeditaba al obrero
a una estructura espacial incapaz de controlar.
El estudio se concentra en la fachada norte del
bloque central, que constituye un tramo
representativo de la composición general.
Fig. 2. Vista “Colectivo Chollin”.
Fuente: Elaboración autor
3. Instrumentos.
Actualmente se dispone de una amplia variedad
de dispositivos para registrar condiciones
constructivas, como los siguientes;
3.1. Flexómetro
También conocido como huincha de medir o
cinta métrica, consiste en una banda graduada,
de metal, tela o madera que se puede enrollar o
plegar para facilitar su transporte, y se utiliza
comparando la graduación numerada con los
bordes físicos del componente a dimensionar.
La variabilidad del soporte, limitaciones de
longitud y de acercamiento, así como distintas
modalidades para compilar secuencias de
medidas en elementos mayores o complejos
generan incertidumbres, que se regulan, en
parte, en el trazado gráfico posterior. Su bajo
costo (desde 5 a 20 US$), movilidad y
simplicidad de funcionamiento lo han
convertido en el dispositivo más popular para
estas actividades.
3.2. Distanciómetro Láser
Es un dispositivo portátil de tamaño manual
destinado a medir distancias por medio de un
haz láser desde el propio elemento hasta un
elemento físico que se le interponga. Existen
distintos modelos, algunos incluyen memoria
de medidas y cálculos básicos, hasta
variaciones angulares, nivel horizontal y
transmisión inalámbrica de datos, con costos
que varían entre 50 a 400 US$. Permite
registrar medidas longitudinales desde un
extremo del componente proyectando el láser
hasta el borde del otro extremo, pero también
implica una compilación posterior.
3.3. Taquímetro
Es un sistema de registro de posiciones a partir
de una localización base por verificación óptica
en las superficies de objetos según trazado
horizontal y ángulos verticales de acuerdo a la
distancia. El instrumento que se utiliza es un
visor con soporte estacionario y gaveta de
transporte, en que se obtienen los ángulos
electrónicamente y la distancia por haz láser, y
las coordenadas se pueden calcular al instante.
Los equipos varían en alcance, precisión,
cálculo, almacenamiento y transmisión de
datos. Sus costos oscilan entre 600 a 3000 US$.
Es el procedimiento más fiable técnicamente y
aplicable a distancia en áreas despejadas, pero
requiere preparación e implementación, además
de una transcripción posterior.
3.4. Fotografía HR/Orto Las cámaras fotográficas registran la
composición grafica del campo visual en un
archivo digital (en los equipos recientes) según
tramas de pixeles, en diferente magnitudes de
resolución (detalle) según la capacidad óptica
del lente y la memoria de almacenamiento. Para
las tomas se puede estabilizar posición con
trípode. Sus valores varían entre 50 a 3000US$.
La revisión de características mensurables en
las imágenes se conoce como fotogrametría.
3.5. Scanner 3D Son dispositivos manuales con haz luminoso
láser que recogen distancias en un entorno u
objeto tridimensional, recogiéndola en un
archivo geométrico tridimensional. A través de
coordenadas polares que se derivan de las
desviaciones angulares y espaciales del rayo
láser. Los scanner de mayor alcance (LTS; laser
terrestrial scanning) se estabilizan en una
posición y poseen un amplio alcance, pero
mayor costo y complejidad de uso, a diferencia
de los manuales que recorren cercanamente un
elemento a escanear.
3.6. Dron Aeronave de tamaño reducido que se conduce
sin tripulación, utilizando un sistema de vuelo
autónomo dirigido por un piloto en tierra (o por
trayectoria programada) ajustando la posición y
altura. Puede trasladar equipos de fotografía o
video digital de bajo peso.
Fig. 3. Vista de los instrumentos y sus características.
1.
• Cinta Métrica Global Plus de Stanley • Cinta métrica con botón de tranca.
• Gancho cero-absoluto permite mayor precisión.
• Resorte tratado a calor para una vida útil mayor. • Cinta recubierta con Nylon.
• Caja bi-material.
• Ancho Hoja 3/4 pulgadas • Ancho Hoja 19 mm
• Largo 16 pies
• Largo 5 m • Valor comercial: $8.5 (USD)
2.
• Medidor laser BOSCH DLE 40
• Diodo láser: 635 nm < 1Mw Margen de medición: 0,05-40 m • Clase de láser: 2
• Exactitud de medida: ± 1,5 mm
• Tiempo medio de medición: 0,5 s • Tiempo máx. de medición: 4 s
• Desconexión automática: 5 min • Unidades de medida: m/cm
• Alimentación de tensión: 4 x 1,5-V-LR03(AAA)
• Medidas: 32x59x100 mm • Peso: 0,18 kg
• Valor comercial: $136 (USD)
3.
• Teodolito Spectra precisión DET-2
• Precisión de 2 segundos • Aumentos del visor 30X
• Plomada Física
• Pantalla LCD • Resistente a lluvia y polvo (IP54)
• Compensador a 1 eje
• Base nivelante tipo Tribach • Paquete de baterias recargables NiMH con su cargador
• Carcasa para baterías AA alcalinas
• Herramientas de ajuste • Cubierta protectora ambiental
• Valor comercial: $1.182+IVA (1.406) (USD)
4.
• Cámara Nikon D600
• Lente Nikkor AF-S 50 mm 1:1.4 G • diafragma: f/8 obturador: 1/60 s
• ISO: 100
• Pixeles: 6006x4016
• Resolución: 300 pixeles x pulgadas
• Formato de compresión: JPG
• Batería ión de litio EN-EL15 • Peso 850 gr.
• Dimensiones 141x113x82
• Valor comercial: $2.091 (Cuerpo sin lente) + $510 (Lente Nikkor AF-S 50)
5.
• Sense 3D scanner Tech specs
• Maximum power consumption 225 watts
• Volumen Min: 0.2m x 0.2m x 0.2m/ Max: 3m x 3m x 3m • Dimensiones 17.8cm x 12.9cm x 3.3cm
• Rango de operación Min: 0.35m/ Max: 3m
• Tamaño de imagen 240(w) x 320(h) px • Campo de visión Horizontal: 45/ Vertical: 57.5°/ Diagonal: 69°
• Spatial x/y resolution @ 0.5m 0.9mm
• Resolución de profundidad 1mm • Data interface USB 2.0/USB 3.0
• Valor comercial: $230.655 (CLP)
6.
Multicóptero de 4 rotores
Sistema de control de vuelo marca Ardupilot 2.6
Batería de Litio-Polímero de 4500 mAh
Sistema autopiloto a través de sensores GPS.
Acelerómetros, giróscopos y barómetros
Sistema de cámara de vídeo que transmite en tiempo real
Graba el vídeo HD en una tarjeta de memoria
Valor comercial: $550.000 (Solo drone) + equipos $2.200.000
Fuente: Elaboración autor
3.7. Resumen de los Instrumentos.
En la siguiente tabla se analizan las
distintas características de los
instrumentos descritos anteriormente, en
base a los siguientes ítems:
a) Costo: valor comercial de los
distintos instrumentos. Los rangos son
diferenciados según el cumplimiento
relativo (bajo, medio, alto y muy alto.
b) Requerimiento: magnitud de
equipamientos adicionales que se
necesitan para utilización.
c) Alcance: distancia máxima de las
medidas
d) Precisión: grado de exactitud de
los valores logrados
e) Complejidad: conocimiento previo
de utilización.
Tabla 1. Características/Precisión.
Instrumento
Costo Requerimiento
Alcance
Precisión
Complejidad
Flexómetro (huincha)
Bajo Bajo Bajo Medio Bajo
Distanciómetro Laser
Medio Medio Alto Alto Bajo
Taquímetro
Alto Alto Muy Alto
Muy Alto
Muy Alto
Fotografía HR
Muy Alto
Alto Medio
Bajo Medio
Scanner 3d
Medio Alto Bajo Bajo Alto
Dron Muy Alto
Muy Alto
Alto Bajo Muy Alto
Fuente: Elaboración autor
Según esta tabla el distanciómetro laser es
el que alcanza una capacidad más
integral en las exigencias que fueron
comparados los distintos instrumentos.
4. Experimentación de Técnicas.
Para revisar nuevas técnicas de registro
constructivo se realizó un ejercicio de
medición exterior de un segmento de
fachada del caso de estudio (fig. 4)
(aprox. 15x15 mts., incluyendo ventanas),
con el fin de determinar condiciones
adecuados para un reacondicionamiento
térmico. Realizando una visita a terreno
de aproximadamente dos horas de
duración (en día despejado) para aplicar
los instrumentos en una parte del edificio
adecuadamente visible (eventualmente se
puede requerir una segunda visita
similar). Obteniendo para los residentes,
un informe técnico sobre la muestra
realizada, que indica la factibilidad para
optar a subsidios estatales de
reacondicionamiento térmico (DS N°
255/2006, V. y U. (Título II del Programa
de Protección del Patrimonio Familiar) u
otras ayudas de recuperación patrimonial
o habitacional. El reacondicionamiento
térmico permite renovar las condiciones
arquitectónicas de las viviendas
(especialmente de envolvente),
mejorando sus condiciones ambientales
interiores (temperatura, humedad),
reduciendo gastos en calefacción,
aumentando la plusvalía y durabilidad de
las construcciones.
Fig. 4. Fachada de estudio (con código de
ventanas del primer nivel).
Fuente: Elaboración autor
El registro para estos fines requiere tres
antecedentes principales;
-Extensión: dimensión acumulada de los
muros y distribución de vanos.
-Precisión: dimensión interior de vanos
con una tolerancia inferior a 5 mm.
-Apariencia: constatación visual del
estado material superficial.
Considerando además el alcance de las
técnicas, como la magnitud abarcable con
los instrumentos. Las técnicas
comparadas son las siguientes;
-Medición directa; registro manual de
dimensiones con flexómetro. Este
constituye el método usual de referencia.
-Triangulación; medición a distancia con
distanciómetro, estimando dimensiones
por trigonometría.
-Taquigrafía; medición a distancia con
taquímetro.
-Digitalización; registro laser de corta
distancia.
-Ortofoto: fotografía digital de alta
resolución.
-Registro aéreo; fotografía desde vehículo
no tripulado (dron).
4.1. Medición directa (con
flexómetro):
Para esta técnica se realizó un registro
cercano con flexómetro quien a través de
una sumatoria restituida fue posible
alcanzar el largo total de la fachada de
estudio, dado el alcance de solo 5mt. que
poseía el instrumento (fig. 5a).
La sumatoria fue realizada
consecutivamente para tomar el resto de
las medidas, y de esta manera revisar
diferencias significativas por el bajo
alcance del flexómetro. Los datos
obtenidos de este registro fueron
traspasados a formato digital (fig. 5b),
para componer la fachada en su primer
nivel.
4.2. Triangulación (con
distanciómetro laser):
Para el uso de este instrumento se
establecieron las siguientes metodologías.
Se comenzó por determinar un plano de
rotación del puntero laser adherido a un
trípode (fig. 5c). Luego se determinaron
los puntos de medición deseados, con
base en la fachada se puede identificar la
planta exterior de la edificación, con el
puntero laser se determinan las distancias
a cada punto, A1 y A2 y así
consecutivamente realizando el mismo
procedimiento cambiando solo la
posición del instrumento (trípode). Este
proceso se identifica como método
numérico. Al traspasar los datos se
descubrió que al cambiar el instrumento
de posición daba infinitos resultados que
se volvían imprecisos. Para esto se tomó
la determinación de crear una nueva
metodología siguiendo las bases de la
anterior mencionada, que se identifica
como método gráfico. En que se resuelve
por trigonometría para obtener la
distancia “a”, registrando las distancias
“b” y “c” desde un solo punto, sin
necesidad de cambiar de posición el
distanciómetro laser.
Para comprobar los datos de ambas
metodologías se realiza la comparación
de las distintas fachadas en planta (fig.
5d). Lo que dio como resultado que el
método grafico fue más cercano a los
registros de las diferentes técnicas.
4.3. Taquigrafía (Taquímetro):
Para la medición del área de la fachada
del edificio (fig. 5e), se considera la
siguiente relación:
Área total= Área edificio – Σ Áreas vanos
1) Se procede a determinar la
verticalidad y horizontalidad del
edificio.
2) Siendo vertical y horizontal se
procede a calcular su ancho y alto por
métodos trigonométricos y topográficos.
3) A continuación se multiplica el
ancho y el alto obteniendo el área de la
fachada (sin descontar los vanos)
Área Vanos;
1) Para facilitar el cálculo de las
diferentes superficies de vanos se procede
a crear una matriz que representan a las
ventanas, con filas del 1 al 4 y columnas
de A a E. esta quedara de la siguiente
forma:
Matriz de distribución de ventanas
A4 B4 C4 D4 E4
A3 B3 C3 D3 E3
A2 B2 C2 D2 E2
A1 B1 C1 D1 E1
2) Se procede a determinar la
verticalidad y horizontalidad de cada
vano descrito en la matriz anterior.
3) Siendo vertical y horizontal se
procede a calcular su ancho y alto por
métodos trigonométricos y topográficos.
4) A continuación se multiplica el
ancho y el alto obteniendo el área cada
vano descrito en la matriz anterior.
Área Total;
1) Al área del edificio se le
descontara el área total de los vanos, y así
obtendremos el área de la fachada.
Principales formulas a utilizar:
DH = 100 * (Ls – Li) * Sen2Z
Dónde:
DH: distancia horizontal.
Ls: lectura superior.
Li: lectura inferior.
Z: Ángulo cenital.
Ar = (1/Tg Zsup – 1/Tg Zinf) * DH
Dónde:
DH: distancia horizontal.
Ar: Altura remota.
Z: Ángulo cenital.
2) Teorema del coseno.
4.4. Fotogrametría (Foto HR/Orto):
Las fotografías fueron tomadas desde una
posición frontal a la fachada con una
distancia focal (longitud entre el objeto
fotografiado y la cámara) de unos 25
metros (fig. 5g). Posteriormente las
imágenes digitales fueron sometidas a una
edición en el software Photoshop, para
efectuar un paralelaje (determinar la
ortogonalidad), temperatura de color y
contraste (fig. 5h). Efcetuando luego el
análisis de apariencia de la superficie y
registro de medidas.
4.5. Digitalización (Scanner 3D):
Las ventanas de primer piso fueron
registradas con el dispositivo manual de
digitalización (fig. 5i), grabando la
información directamente en computador,
en archivos formato .stl. Este formato fue
exportado y convertido en el programa
Blender a formato .3ds para visualizarlo
luego en el programa Sketchup (fig. 5j)
de donde se revisaron las medidas.
Mediante trazados lineales en el modelo
poligonal tridimensional.
4.6. Registro Aéreo (Dron/UAV):
Se utilizó un sistema de vuelo autónomo
tipo multicóptero de 4 rotores con un
sistema de control de vuelo marca
Ardupilot 2.6. Con la batería de Litio-
Polímero de 4500 mAh de capacidad, el
sistema es capaz de realizar un vuelo
estacionario durante máx. 6 minutos (fig.
5k). La posición y altura son controladas
por el sistema autopiloto a través de
sensores GPS (Global Position Sytem),
acelerómetros, giróscopos y barómetros.
El piloto en tierra solamente ajusta la
posición y altura que el sistema debe
mantener durante el tiempo de
observación. El multicóptero lleva una
cámara de vídeo que transmite en tiempo
real el vídeo de baja resolución, además
de otra cámara que graba en vídeo de alta
resolución (fig. 5l) en una tarjeta de
memoria. Este vídeo HD se descarga una
vez finalizada la misión. La recuperación
del multicóptero es automática, al
finalizar la misión el sistema vuelve al
punto de despegue y aterriza sólo,
descendiendo con una velocidad de 0.2
m/s. Luego el video es procesado para
extraer fotogramas y mediciones sobre la
imagen digital.
Figura 5. Vista de procedimientos.
Fuente: Elaboración autor
5. Resultados
Este ejercicio de recopilación se puede
resumir en las siguientes tablas de datos:
a) Dimensión: Comparación las
medidas de una de las ventanas de
la fachada.
b) Extensión: Comparación de las
medidas totales de la fachada
Tabla 2. Dimensiones registradas.
Técnicas Vista Ancho (mt)
Largo (mt)
Sumatoria (Flexómetro)
0,87 1,22
Triangulación (Distanciómet
ro Laser)
1,01 x
Taquigrafía (Taquímetro)
0,86 1,23
Fotogrametría (Fotografía HR)
0,88 1,22
Digitalización (Scanner 3d)
0,86 1,20
Registro Aéreo (Dron)
x x
Fuente: Elaboración autor
Tabla 3. Extensión.
Técnicas Largo total (mt)
Estrategia
Sumatoria (Flexómetro)
14,07 Restitución por sumatoria
Triangulación (Distanciómetro
Laser)
13,8 Restitución por sumatoria y
calculo trigonométrico
Taquigrafía (Taquímetro)
14,09 Métodos trigonométricos y topográficos
Fotogrametría Fotografía HR
(alta resolución)
14,188 Restitución digital
(grado de deformación)
Digitalización Scanner 3d
x No aplica
Registro Aéreo (Dron)
x No aplica
Fuente: Elaboración autor Además la inspección ocular del estado
superficial de la fachada en estudio por
parte de cada una de las técnicas.
Tabla 4. Apreciación / Visualización.
Técnicas Distancia de apreciación
Definición de
Detalles
Sumatoria (Flexómetro)
0-1 mt Alto
Triangulación (Distanciómetro
Laser)
5-15 mt Medio
Taquigrafía (Taquímetro)
15-50 mt Bajo
Fotogrametría Fotografía HR
(alta resolución)
15-50 mt Bajo
Digitalización Scanner 3d
0,2-2 mt Alto
Registro Aéreo (Dron)
1-5 mt Muy Alto
Fuente: Elaboración autor
6. Análisis.
En la Tabla 5 se presenta una evaluación
general de las técnicas para estas
aplicaciones en las cuatro variables
estudiadas, considerando como Alto; una
recopilación completa de información en
condiciones regulares; Medio;
información parcial; y Bajo; información
insuficiente. Asumiendo que la medición
directa es el método usual de referencia,
que en estos casos posee un bajo alcance
(solo puede medir donde se puede
acceder directamente, o sea primeros
pisos desde fuera), una extensión media
(ya que frecuentemente hay errores de
transcripción o sumatoria de medidas para
completar el total), la precisión también
es media (por variación de la huincha o la
postura de medida), pero la apreciación es
alta (ya que se puede observar de manera
próxima la superficie de muros). Las
técnicas experimentadas presentan un
desempeño variable, algunas poseen
mayor alcance para revisar toda la
fachada a distancia (como la
triangulación, la taquigrafía,
fotogrametría y registro aéreo),
permitiendo un proceso expedito, pero
adolecen de otros factores. La
triangulación logra un registro coherente
de medidas completas, pero con
variaciones locales. La taquigrafía
permite una revisión completa y precisa,
aunque a mayor costo y preparación, y sin
apreciación detallada. La digitalización
manual genera una recopilación
geométrica minuciosa, pero en lugares
parciales. De manera similar el vehículo
aéreo otorga una buena apreciación, pero
particularizada y desvinculada de los
otros medios. De modo que la estrategia
complementaria a la técnica de referencia
podría ser una combinación cruzada,
preferentemente entre taquigrafía y dron
(si se dispone de condiciones), o
distanciómetro y scanner manual y/o
dron, que permitiría registrar de manera
expedita y fiable para una rehabilitación
edilicia.
Tabla 5. Comparación General de Técnicas.
Técnicas Alcance
Extensión
Precisión
Apreciación
Medición Directa
(Flexómetro)
Bajo Media Media Alta
Triangulación (Distancióme
tro)
Alto Alto Bajo Media
Taquigrafía (Taquímetro)
Alto Alto Alto Media
Fotogrametría
(Foto HR)
Alto Media Bajo Media
Digitalización (Scanner 3d)
Bajo Bajo Alta Media
Registro Aéreo (Dron)
Alto Bajo Muy Bajo
Alta
Fuente: Elaboración autor
7. Aplicación.
Con el conjunto de información
recopilada se constituyeron luego los
antecedentes necesarios para estimar el
reacondicionamiento térmico de una
unidad habitacional representativa del
conjunto. Elaborando el registro
fotográfico y documentación gráfica de
fachadas y vanos (fig. 6), que se revisó
con representantes de proveedores para
verificar la consistencia de información, y
requerimientos técnicos para las
soluciones constructivas aplicables.
Considerando en este caso, un
revestimiento exterior EIFS (Pro pasta
elastomérica (pegamento adhesión directa
muro existente), Poliestireno de 40 mm,
Malla de fibra de vidrio, Sellante cal-
acrílico, Textura elastomérica
(terminación muro)) y ventanas de
termopanel (Perfil de PVC (calcio-zinc)
Kommerling (proyectante/fija), Refuerzo
interior acero galvanizado de 3 mm,
Manilla ref.: 099F /1757, Bisagra oculta
en marco, Termopanel Incoloro 4-12-4,
Sellante acrílico).
Para ambas soluciones constructivas la
información provista ha sido adecuada
para los proveedores, quienes utilizaron
los antecedentes recopilados para la
realización de sus cubicaciones y
presupuestos. Solo fue necesaria una
inspección ocular general para analizar
procesos de ejecución en altura media y
gestión general.
Con las estimaciones entregadas por los
proveedores se desarrolló un presupuesto
de reacondicionamiento para la unidad
habitacional más desfavorable
(departamento esquina), que se comparó
con el monto de subsidio estatal
disponible para estas actividades.
Considerando, que según estudios en la
zona una rehabilitación de fachadas
permite reducir hasta un 80% de las
demandas energéticas regulares, con el
consiguiente ahorro de gastos familiares y
mejoramiento del confort interior
(Escorcia et al, 2013).
Figura 6. Planta Departamentos y revestimiento
considerado.
Fuente: Elaboración autor
La relación de costos (Tabla 6), revela
que las obras implicadas pueden ser
financiadas dentro del subsidio. Aunque
la diferencia es estrecha y la magnitud
puede variar según los procesos de
gestión posterior, el presupuesto es más
holgado para los departamentos centrales
(con sólo una fachada) que son
mayoritarios en el conjunto. Lo que puede
compensar el ajuste de estos montos, ya
que usualmente se ejecutan de manera
colectiva. De modo que el registro de
información realizada demostró la
capacidad de obtener antecedentes
suficientes para una rehabilitación de
fachada y estimar su factibilidad.
Tabla 6. Relación de costos.
DEPTO TIPO “A”
Cantidad
Precio Unitario
Sub-Total
Revestimiento EIFS
45 m2 $ 13.325 $599.625
Ventanas DVH
12 m2 $127.347 $1.100.364
Gastos Generales y Utilidades
15% respectivamente del Total (Materiales+ Maquinaria + Mano de obra)
$5.710 (EIFS)
$15.318 (Vent)
$256.950 $183.816
Impuestos 19% $ 4.465 (EIFS)
$20.332 (Vent)
$200.925 $243.984
Total $2.585.664
Subsidio 110 UF $2.646.935,5
Diferencia $61.271 Fuente: Elaboración autor
- Valor referencial UF del 1 de agosto de 2014 =
$24.063,05 CLP, USD $40,91)
- Subsidios estatales de reacondicionamiento térmico
(DS N° 255/2006), según zona, correspondiente a un
total de 55 UF, por situación patrimonial 110 UF.
- Impuesto al Valor Agregado IVA 19%.
8. Conclusiones.
Esta experiencia revisa la utilización de
nuevos recursos de medición y
visualización comparadas con procesos
tradicionales, para su aplicación en el
registro de fachadas para re-
acondicionamiento térmico patrimonial.
En esta tarea, se reconocen diversas las
técnicas con distintas capacidades que
requieren estrategias complementarias.
Considerando tanto el registro directo en
terreno con instrumentos, y la posterior
restitución de información, como también
entre los distintos recursos. En la revisión
de extensiones dimensionales de las
fachadas, la utilización del taquímetro
resulta el procedimiento más completo y
preciso, aunque con mayores
requerimientos. El flexómetro o el
distanciómetro involucran un menor costo
y formación, y otorgan a la vez una
mayor aproximación visual, pero son
limitados para áreas en altura o con
obstrucciones y la compilación de
información resulta sustancial. En la
regularidad dimensional la taquigrafía y
el scanner manual logran resultados
adecuados, pero con distintas
condiciones, el primero desde una
posición distante y el segundo con una
aproximación directa. En el registro
visual, la fotografía permite una
recopilación general, pero el
acercamiento es necesario en algunos
sectores extremos. Los vehículos aéreos
no-tripulados complementan cabalmente
en lugares inaccesibles. Por lo que se
advierten distintas capacidades y
limitaciones de cada instrumento para
esta actividad, que pueden
complementarse.
La información recopilada permitió
verificar con proveedores los
requerimientos constructivos adecuados
para un subsidio estatal de re-
acondicionamiento térmico en unidades
residenciales tipológicas. Por ende, se
permite constatar la capacidad
complementaria de las técnicas. Se debe
decantar procedimientos regulares con
recursos determinados de acuerdo a
distintas condiciones de magnitud
requeridas, y desarrollar dispositivos más
completos y/o integrar capacidades para
apoyar una conservación patrimonial
expedita y precisa.
9. Agradecimientos.
Se agradece la colaboración de Guillermo
López, Alejandra Bancalari, Nicolás
Sáez, Jaime Opazo, Gerth Wandersleben,
Jaime Soto, Fernando Herrera y alumnos
Ing. Construcción, Nilson Guerra, Juan
Camilo Isaza, Empresas CODELPA
(Jorge Cartes y Claudio Poblete),
KOMMERLING (Guillermo Bückle),
Junta de Vecinos Chollin y FONDECYT
1120165.
10. Bibliografía.
-Pérez, L.; Catriao J. (2010). El paisaje cultural de Puchoco (Schwager): Procesos
participativos para su revalorización urbana. Labor & Engenho, v 4 (4), p 1-24.
-Pérez, L. (2008), El Barrio Puchoco en Schwager. Cuando la industria construye el paisaje
cultural. Revista Urbano, v 11 (18), p 47-58.
- Ortiz D. (2006). Patrimonio minero en Schwager : el patrimonio como alternativa de
desarrollo, Seminario Escuela de Arquitectura, U. del Bío-Bio.
- Fuentes P.; Mayorga E. (2011), Colectivo Chollin, Arquitecturas del Sur, v 40, p 6-15.
-Fuentes, P. (2012) Híbrido y vanguardista, del familisterio al condensador social. El
Colectivo Chollín como arquetipo moderno, en GAZZANEO, Luiz Manoel. Patrimonio e
Paisagem em espacos lusófonos e hispanicos. Tendencias e projecoes: o futuro aquí e
agora. UFRJ Río de Janeiro 2012, pp. 101-121.
- Minvu (2006).DS N° 255/2006. Recuperado en junio de 2014, de:
http://www.minvu.cl/opensite_det_20110502134513.aspx
- (2011) Ley 17.288. Recuperado en junio de 2014, de:
http://www.leychile.cl/Navegar?idNorma=28892
-CDT (2009), Manual de Tolerancias en Edificación Habitacional, Corporación de
Desarrollo Tecnológico, Cámara Chilena de la Construcción, Santiago, v 1.
- Escorcia O.; García R.; Trebilcock M.; Celis F.; Sanchez R. (2013), Validación del
reacondicionamiento térmico de viviendas para la reconstrucción pos- terremoto 2010.
Dichato, Chile, Revista de la Construcción, v 12 (2).
- Fissore A.; Colonelli P. (2013); Evaluación Independiente del Programa de
Reacondicionamiento Térmico. Informe Final, ArqEnergia.
- Bardi, C. (2011); Regulación Térmica y Reacondicionamiento de Viviendas Sociales en
Chile, Ministerio de Energía, Chile. Recuperado en junio de 2014, de:
http://www.energiabc.gob.mx/files/public/downloads/CierreBID/07%20Ppt%20DEE%20M
exicali%202011%20%5BModo%20de%20compatibilidad%5D.pdf
- DITEC (2013), Calificación Energética de Viviendas, Ministerio de Vivienda y
Urbanismo, Chile. Recuperado en junio de 2014, de:
http://www.acee.cl/sites/default/files/noticias/documentos/Presentacion%20Ragnar%20%2
0Branth.pdf
- Jimenez A.; Pinto F. (2003); Levantamiento y Análisis de Edificios, Tradición y Futuro,
U. de Sevilla, Arquitectura & Restauración, v 9, p 80-93.
- Ott, S.; Hernandez-Maetschel, S.; Lattke, F. (2011). D41 Guidelines Preliminaries Survey
E2ReBuild, European Community's Seventh Framework Programme (FP7/2007-2013)
n°260058.
- Canosa, S. Levantar Geometricamente los Edificios Existentes, Universidad Politécnica
de Cataluña. Recuperado en junio de 2014, de:
http://www.rehabimed.net/Publicacions/Metode_Rehabimed/II.%20Rehabilitacio_Ledifici/
ES/2a%20Parte.%20Herramienta%204.pdf
- Larsen, K.; Lattke, F.; Ott, S.; Winter, S. (2011). Surveying and digital workflow in
energy performance retrofit projects using prefabricated elements; Automation in
Construction, v 20 (8), p. 999–1011.
- Corso J. (2013). Definiciones de Levantamiento Arquitectónico y Proyectos
Representativos a Escala Urbana de la Tecnología Escáner Laser terrestre TLS,
Universidad Politécnica de Cataluña.
- Núñez, M. A.; Buill, F.; Regot, J.; de Mesa, A. (2012), Levantamiento arquitectónico de
la Puerta de Antioquía (Alepo); Informes de la Construcción, v 64, No 528.
- Neuhoff, K.; Amecke, H.; Novikova, A.; Stelmakh K. (2011); Thermal Efficiency Retrofit
of Residential Buildings: The German Experience; CPI Report, Climate Policy Initiative,
Berlin.
- Reich, M.; Wiggenhagen, M.; Muhle, D. (2013). Filling the holes – Potential of UAV-
based photogrammetric façade modelling. Institute of Photogrammetry, Alemania.
- García-Gómez, I.; Fernández de Gorostiza, M.; Mesanza, A. (2011). Láser escáner y
nubes de puntos. Un horizonte aplicado al análisis arqueológico de edificios. Arqueología
de la Arquitectura, No 8, p 25-44.
- Dore, C.; Murphy, M. (2014); Semi-automatic generation of as-built BIM façade
geometry from laser and image data. Journal of Information Technology in Construction
(ITcon), v 19.
- Santa Cruz J. (2003); La fotogrametría digital en el levantamiento de planos de edificios,
Informes de la Construcción, Vol 55, No 48.