1. INTRODUCCIÓNTop

La gestión de la conservación del patrimonio se puede abordar desde múltiples enfoques, en nuestro caso hemos considerado de interés el poder conocer, con alguna certeza, la durabilidad en el tiempo del patrimonio edificado, como criterio a considerar para la toma de decisiones relacionadas con la programación y planificación de los distintos procesos de intervención.

Además, para predecir el tiempo de vida útil que puede tener un edificio hay que analizar los riesgos a los que se verá sometido durante su uso y cómo afronta o previene los posibles daños que estos riesgos le pueden causar.

Por otro lado, analizar la vulnerabilidad intrínseca de una edificación y ponerla en relación con los riesgos a la que está sometida, genera una gran cantidad de variables que deben ser procesadas y ordenadas de forma objetiva, por lo que parece oportuno plantear un modelo de análisis que nos permita predecir cuál va a ser la evolución y el estado de conservación en el tiempo de una edificación, a partir de un conjunto de variables aceptado por un grupo de expertos.

La necesidad de plantearnos el diseñar un modelo de predicción de la vida útil de un edificio, nos surge cuando analizamos un número elevado de bienes inmuebles, y que no están estudiados de forma conjunta. No es posible actuar simultáneamente en todos, ya que generalmente contamos con recursos limitados y, por tanto, debemos asignarlos de forma eficiente. Sabemos, que si realizamos una fotografía fija del estado de aptitud de una serie de edificios, comprobaríamos como en el futuro, cada uno de ellos habrá evolucionado de forma diferente. Todo esto se debe a la diversidad de factores de degradación a los que están sometidos los edificios, y la intensidad con que cada uno puede afectarle.

En edificación hay algunos modelos que ya utilizan el «diagnóstico», es decir: conocer el proceso, el origen, las causas, su evolución, síntomas y el estado actual, para predecir consecuencias. Es, por ejemplo el caso de la «Utilización de la Inteligencia Artificial en el diagnostico patológico de edificaciones de valor patrimonial» (1). Se trata de un modelo que al igual que en nuestro caso, usa un Sistema Experto planteado a partir de la Inteligencia Artificial y los Sistemas Basados en el Conocimiento, para identificar y diagnosticar patologías. Aunque, en este caso, únicamente se hace referencia a aquellas que presentan los materiales de Piedra Natural y Cerámicos, que se utilizan en construcción y nunca a los edificios en forma global. No obstante, tiene en común con nuestro sistema en que se crea un entorno informatizado que facilita la actualización e integración de datos relacionados con el deterioro de las edificaciones.

Por tanto, carecemos de una herramienta o modelo de predicción de la vida útil de cada edificio y tomamos las decisiones basándonos en el estado actual del inmueble. Normalmente no tenemos en cuenta la evolución del estado de conservación a lo largo de los años. No existen ni criterios, ni modelos que analicen estas situaciones, y consecuentemente se toman decisiones sin considerar como afecta el paso del tiempo a un conjunto de edificios diferentes, con los errores que pudieran conllevar.

Por ello, el diseño de una herramienta científico-técnica que le facilite la toma de decisiones con respecto a las estrategias que debe considerar para gestionar las acciones de su mantenimiento y restauración, nos parece de gran utilidad.

El primer paso en este sentido, es establecer las variables que intervienen en la vulnerabilidad y el riesgo, así como las relaciones que interactúan entre las mismas. Sin embargo, nos parece prácticamente imposible conseguir la unicidad de criterio si actuamos únicamente a partir de los datos y opiniones que puedan ofrecernos algunos expertos. Por ello, y con el fin de robustecer la fiabilidad y objetividad de las mismas, el modelo de análisis que hemos diseñado se sustenta sobre la teoría de conjuntos difusos o lógica difusa (también conocida como borrosa), planteada por Lofti Zadeh en 1965 (2), ya que se trata de una herramienta, capaz de relacionar matemáticamente un gran número de variables con alto grado de incertidumbre (3).

Partiendo de estas premisas, se plantea el presente trabajo de investigación enfocado al estudio de un conjunto de edificios que presentan características diferenciadas, pero que tienen en común el pertenecer a la Archidiócesis de Sevilla. Esto nos ha permitido estudiar edificios que no obedecen a ningún proceso de selección previo, sino que corresponden a un periodo cronológico de actuaciones profesionales que se han llevado a cabo en los mismos y cuyo objetivo común es: analizar su grado de aptitud actual y valorar las expectativas de vida útil a medio y largo plazo, con el fin de gestionar los recursos para su mantenimiento y restauración.

El número de estos inmuebles, dispersos por toda la provincia de Sevilla (Figura 1), supera los setecientos edificios y aunque la actividad, en casi todos ellos, es de uso religioso, las características arquitectónicas y constructivas son muy diferentes. Además, tanto la fecha de construcción de cada uno de ellos, como las actuaciones de conservación, reconstrucción o rehabilitación llevadas a cabo en los mismos han sido múltiples y variadas, por lo que nos encontramos con gran número de factores que deberán ser considerados a la hora de diseñar un modelo de predicción.

Se estima, para el diseño del modelo, que todos estos edificios tienen una importancia similar dentro de la estructura social, cultural y patrimonial de la provincia. Cada uno de ellos requiere unas intervenciones muy particulares y adaptadas a cada caso, desde un punto de vista estrictamente técnico y económico. Esto hace que sea inviable la posibilidad de acometer tales trabajos de forma inmediata y simultánea.

La propia estructura interna de funcionamiento de la Archidiócesis proporciona los criterios de prioridad de intervención, tanto con fines de mantenimiento como de su posible restauración, también hay que sumar los criterios de orden pastoral o de disponibilidad y aportaciones económicas de cada parroquia.

Por todo ello, un modelo de predicción como el que se propone, sustentado en el establecimiento de un criterio de análisis homogéneo, estamos seguros que podrá ser una herramienta de utilidad, en la toma de decisiones de los gestores y técnicos encargados del mantenimiento y restauración de este patrimonio.

2. CONSIDERACIONES PREVIASTop

Antes de proceder al diseño de un modelo de predicción eficiente, es necesario analizar los factores de vulnerabilidad y riesgo a los que se encuentran sometidos los edificios.

Citemos entre otros documentos, la Carta del Riesgo de Italia (4) que se presenta como la primera experiencia para valorar, de forma global, los factores de degradación del Patrimonio Monumental. En la actualidad, sigue siendo una herramienta muy completa para abordar cuestiones de esta magnitud. No obstante, en nuestra opinión, aunque analiza distintos riesgos a los que puede estar sometido un edificio, utiliza la probabilidad estadística para sus determinaciones, lo que le proporciona un carácter demasiado aleatorio. Por otro lado, no aborda la noción de la vulnerabilidad (5), esto es: «la capacidad que el edificio tiene para soportar estos riesgos, teniendo como base su concepción arquitectónica y constructiva, así como su estado de conservación». Tampoco determina la vida útil de la edificación.

En segundo lugar citemos, la reciente, norma ISO 15686 Standards on Service Life Planing publicada en enero de 2011 (6), que puede ser un referente en cuanto al estudio y análisis de la vida útil de un edificio. Para su valoración plantea diversas metodologías de predicción sustentadas en datos de probabilidad estadística.

En nuestra opinión, las dos herramientas pueden ser mejoradas, ya que lo óptimo es conjugar ambas en un único modelo más completo que determinará de manera concreta el tiempo de vida útil del edificio, analizando la vulnerabilidad intrínseca del mismo y la pusiera en relación con los riesgos a los que está sometido. El problema es que todo este proceso genera una gran cantidad de variables que hay que ordenar y procesar de una forma objetiva. La praxis habitual resuelve esta incertidumbre recurriendo al concurso de expertos (7) sobre esta materia para que se pronuncien en tal sentido. El inconveniente está en que a veces la convergencia de criterios entre los expertos no es fácil. Por ello, nuestra aportación incorpora un modelo matemático que recoge este nivel de incertidumbre.

3. OBJETIVOS DE LA PROPUESTATop

Hemos considerado básico para la definición del modelo en primer lugar, definir una serie de factores necesarios y suficientes para determinar la posible evolución en el tiempo del edificio. Una vez concretado el objetivo anterior, nos planteamos diseñar un modelo o sistema experto de predicción de la vida útil del conjunto de los edificios que vamos a inspeccionar, basado en los principios de la lógica difusa. El resultado de esta herramienta nos va a permitir establecer una calificación de carácter general, para cada uno de los cincuenta inmuebles, en base a la aplicación del modelo predictivo definido.

Así mismo El modelo de predicción de la vida útil que planteamos, hay que acotarlo bajo las siguientes premisas:

1. Tanto los factores que vamos a utilizar, como las reglas que estableceremos entre ellos, se refieren a un conjunto de edificios con características propias, en cuanto a su uso religioso y en cuanto a su emplazamiento en diversos municipios de la provincia de Sevilla. Para aplicar este modelo a otros conjuntos edificatorios habría que realizar los ajustes oportunos de factores, funciones y reglas.
2. El modelo se aplica a un conjunto de edificios y establece un orden de prelación entre ellos en cuanto a la vida útil estimada.

4. METODOLOGÍATop

Podemos decir, de manera esquemática, que el desarrollo de la investigación se centra en diseñar un modelo que permita ordenar, según el criterio de vida útil, una serie de edificios patrimoniales, teniendo como base su vulnerabilidad a los riesgos a los que está sometido, con el fin de aportar datos cuantitativos y cualitativos a las acciones de gestión del patrimonio. Y para comprobar su validez, lo hemos aplicado a cincuenta edificios pertenecientes a la Archidiócesis de Sevilla [1].

En este sentido el proceso metodológico para la creación del modelo, se ha estructurado en cuatro fases:

1. Determinar, según las fuentes existentes, los factores de vulnerabilidad y riesgo de mayor incidencia que pueden afectar a una edificación y que pueden influir en su durabilidad o vida útil.
2. Validar y ponderar, utilizando el concurso de un conjunto de expertos, los factores obtenidos en el paso anterior.
3. Diseñar un modelo experto, capaz de tratar los datos obtenidos en el concurso de los expertos, tomando como base la teoría de los conjuntos «borrosos o difusos», así como implementar el modelo con Xfuzzy_3.0.
4. Tratar de manera interactiva los datos en cada uno de los cincuenta edificios y ordenarlos según su vida útil estimada.

5. VALIDACIÓN DEL MODELOTop

El modelo pretende ser un indicador de tendencias de evolución del edificio en el futuro, por ello nos interesa comprobar, al menos de manera inicial, su validez. Para ello hemos utilizado tres vías que nos han permitido realizar comparaciones entre diversos sistemas de predicción.

En primer lugar, en un trabajo previo que fue la primera aportación que se realizó (12), ya teníamos propuesta una tabla de predicción de durabilidad realizada a partir de datos técnicos cuyas conclusiones fueron las siguientes:

Comparamos «durabilidad» con «vulnerabilidad y el riesgo», para concluir que la siguiente formulación se ajusta a estas relaciones:

Durabilidad = 1/|(Vulnerabilidad - Vulnerabilidad x Riesgo)|

La Durabilidad es el resultado de valorar la vulnerabilidad y el riesgo entre los valores de uno a cuatro como ya hemos indicado. Por tanto obtenemos valores de 1,00 para una durabilidad muy favorable y de 0,08 para una durabilidad muy desfavorable.

Analizando los resultados obtenidos, constatamos lo siguiente:

1. Cuando el riesgo disminuye la durabilidad tiende a infinito, parece lógico ya que el bien patrimonial si no estuviera sometido a ningún riesgo su durabilidad aumentaría, es lo que pretenden los museos conservando las obras de arte. Así mismo cuando el riesgo aumenta la durabilidad disminuye más rápidamente.
2. Para situaciones de riesgo entre el valor 1 y 2 (situaciones de riesgo bajo) es donde las variaciones con respecto a la durabilidad son mayores, también parece lógico este resultado: si las situaciones de riesgo son bajas, la durabilidad es alta.

Estudiando el entorno de valores obtenidos de los riesgos en función de la vulnerabilidad y la durabilidad constatamos lo siguiente:

1. La formula nos indica que cuando la vulnerabilidad disminuye la durabilidad aumenta, no hasta el infinito como ocurría antes, sino hasta un valor concreto donde la gráfica interseca con el valor 1 de mejor vulnerabilidad posible. Parece lógico ya que valores de vulnerabilidad por debajo de uno corresponderían a edificios perfectos, y esto no se da nunca en arquitectura.
2. Para vulnerabilidad alta la durabilidad no decrece bruscamente, también parecía lógico ya que los edificios se realizan con estándares constructivos similares y porque el mantenimiento es el que garantiza ese nivel óptimo o no de vulnerabilidad.

Como primer resultado de todo el proceso, obtuvimos una clasificación ordenada de los edificios según la necesidad de intervención sobre el bien, aplicando el criterio que eligiéramos de clasificación (por situaciones de riesgo, vulnerabilidad, peligro, situación geográfica, etc.).

Los resultados obtenidos, aplicados a los cincuenta edificios objeto de estudio, los hemos comparado con los resultados obtenidos con el nuevo modelo FBSL. Para ello se ha utilizando el coeficiente de correlación de Pearson, obteniendo un valor de 0,65, lo que interpretamos como que, aunque siendo dos metodologías diferentes, ambas apuntan en una misma dirección, lo que nos da cierta fiabilidad.

En segundo lugar, se le ha pedido a dos expertos que aportaran su opinión en relación a quince de los edificios estudiados y se han comparado sus respuestas con los datos obtenidos con el modelo FBSL. En este caso la valoración estimada de vida útil realizada por los profesionales, a partir de la media aritmética entre los datos aportados por cada uno y los valores obtenidos por nuestro modelo, muestran gran afinidad, ya que se obtiene una correlación de 0,90, considerada muy alta.

En tercer lugar, y dado que el Modelo de la norma ISO 15686-1, es el único de los métodos que hemos encontrado en la literatura, que analiza la vida útil de un edificio, a partir de los criterios propuestos por el Politécnico de Milán y de la utilización del método de Montecarlo [3], la hemos aplicado a los 50 edificios de la Archidiócesis de Sevilla. Los resultados obtenidos por ambos modelos no muestran correlación alguna. A nuestro entender, los motivos de esta diferencia podrían ser los siguientes:

La norma ISO proporciona resultados basados en la probabilidad estadística. Es decir, indica que la probabilidad más alta está en una fecha determinada, pero además se fija con una probabilidad que está entre los porcentajes del 25% y el 30%, en relación a la referencia de vida útil estimada en el proyecto. (RLS).

1. El método de Montecarlo, supone la selección del tipo de distribución de cada factor considerado, con lo que la falta de correlación observada puede deberse a la forma de aplicación del método y no al método en sí mismo.
2. Con la norma ISO no se tiene constancia que se hayan realizado análisis aplicados a edificios completos, ya que se trata de un modelo que está orientado a elementos constructivos, no a sistemas constructivos y aún menos al edificio en su conjunto.
3. La norma ISO parte de la premisa de la estimación a nivel de proyecto de la referencia de la vida de servicio (RSL). En nuestro caso, los edificios estudiados son en su mayor parte muy antiguos, por lo que no se dispone del proyecto arquitectónico y en consecuencia tampoco de la vida útil de servicio que se estimó para el edificio.

6. CONCLUSIONESTop

Tras el proceso de diseño del Modelo FBSL, la validación y su aplicación en cincuenta edificios objeto del estudio, comprobamos que permite las siguientes acciones:

1. Interrelacionar factores que afectan a la evolución en el tiempo de los edificios y ponderar su incidencia.
2. Establecer una estructura jerárquica de relaciones entre los factores, y realizar los ajustes oportunos en función de los datos de monitorización del edificio que realmente se dispongan.
3. Medir, de forma parcial, la incidencia de cada factor, lo que nos permite saber en que factor actuar y su efecto en el resultado final.
4. Corrige la incertidumbre inherente a la opinión de los expertos, lo que aporta objetividad a los resultados obtenidos.
5. Proporciona valores de la vida útil en años (en una escala de uno a cien años, en función de una durabilidad: 1 muy alta, 2 alta, 3 baja, 4 muy baja), en un entorno de fiabilidad razonable.
6. En general sus resultados son validos si son comparados con muestras amplias de edificios.

Sólo cabe añadir que en caso de que se decida aplicar este modelo de valoración de la vida útil a un conjunto de edificaciones patrimoniales con características diferentes al estudiado, será necesaria una revisión de los criterios de ponderación. La causa principal, es que al cambiar el entorno son necesarios ajustes debidos a factores que interaccionan con: la tipología, los usos y, lógicamente los emplazamientos específicos de los inmuebles.