Renovación Digital: Evaluación de nuevas técnicas de registro patrimonial en fachada del Conjunto...

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.

[email protected]

Concepción, Chile.

Pablo Fuentes Hernández



[email protected]

Concepción, Chile.

Natalia Caro Irarrázabal



[email protected]

Concepción, Chile.

Frank Tinnap Dautzenberg

Depto. Ing. Mecánica

Universidad de Concepción.

[email protected]

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

mailto:[email protected]




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”.


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)

http://es.wikipedia.org/wiki/Aeronave

http://es.wikipedia.org/wiki/Tripulaci%C3%B3n

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


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


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).


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.


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


Tabla 3. Extensión.

Técnicas Largo total (mt)

Estrategia


14,07 Restitución por sumatoria

Triangulación (Distanciómetro

Laser)

13,8 Restitución por sumatoria y

calculo trigonométrico


14,09 Métodos trigonométricos y topográficos

Fotogrametría Fotografía HR

(alta resolución)

14,188 Restitución digital

(grado de deformación)

Digitalización Scanner 3d

x No aplica


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


0-1 mt Alto

Triangulación (Distanciómetro

Laser)

5-15 mt Medio


15-50 mt Bajo

Fotogrametría Fotografía HR

(alta resolución)

15-50 mt Bajo

Digitalización Scanner 3d

0,2-2 mt Alto


1-5 mt Muy Alto


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


Alto Alto Alto Media

Fotogrametría

(Foto HR)

Alto Media Bajo Media

Digitalización (Scanner 3d)

Bajo Bajo Alta Media


Alto Bajo Muy Bajo

Alta


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.


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.

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