El proyecto de investigación industrial y de desarrollo experimental ROBIM en el que se enmarca este trabajo, financiado en convocatoria CIEN ¹ , ha sido llevado a cabo entre 2017-2020. ROBIM abordaba el desarrollo de una tecnología automatizada para la inspección y diagnóstico de fachadas, parte de la envolvente difícilmente accesible con medios tradicionales. El sistema de inspección desarrollado se basa en dos tecnologías claves: el uso de un sistema robótico autónomo, para automatizar el proceso de recopilación de datos, y el uso de la metodología de trabajo colaborativa BIM (del inglés Building Information Modeling), para generar un modelo digital de cada fachada objeto de inspección que integre la información recopilada. La utilización de estas tecnologías en el ámbito de la construcción está alineada con iniciativas de la UE para promover su adopción por parte del sector y aprovechar su enorme potencial (19). En particular, BIM podría mejorar las operaciones de mantenimiento de edificios (20) y, para ello, ROBIM ha abordado el desarrollo de bases de datos interoperables que permitan aprovechar la capacidad de BIM para integrar datos de distinta naturaleza, contribuyendo además al conocimiento del parque edificado.

El trabajo que aquí se presenta resulta de la cooperación entre investigadores y profesionales expertos participantes en ROBIM, lo que ha permitido establecer un lenguaje común para codificar y elaborar tanto las fichas de sistemas constructivos aquí presentadas como otras de lesiones habituales desarrolladas en paralelo. Compartiendo la visión de Ornelas et al. (17) respecto a que sólo con un enfoque integrado se pueden plantear intervenciones adecuadas en edificios existentes, consideramos que esta colección de fichas aporta información con un valor añadido por formar parte de un trabajo más amplio.

La fachada de los edificios, como todo elemento constructivo, cuenta con prestaciones técnicas específicas e incorpora un importante conjunto de exigencias funcionales que determinan su “Función Constructiva” (7). Cada posible variante de fachada constituye una tipología constructiva, caracterizada por soluciones técnicas específicas (6) y con unas determinadas prestaciones asociadas. Constructivamente, los paramentos ciegos de las fachadas están constituidos por materiales diversos, dispuestos generalmente en varias hojas, con una hoja principal -hoja soporte- de mayor espesor. Esta hoja puede quedar vista hacia el exterior o incorporar diversos revestimientos, proporcionando a las fachadas determinadas propiedades estéticas y resistentes. Las fachadas pueden clasificarse según su capacidad portante, distinguiendo entre las que funcionan exclusivamente como cerramiento y aquellas con función estructural. La función estructural de algunas fachadas, propia de las tipologías constructivas más tradicionales, debe tenerse en cuenta al realizar operaciones de mantenimiento y de plantear intervenciones en ellas.

En el parque edificado a nivel nacional hay una amplia variedad de tipologías constructivas de fachada, con una gran dispersión de soluciones técnicas y diferentes prestaciones asociadas. La presencia de nuevos materiales y tecnologías empleados en el diseño y ejecución de fachadas (también en la renovación de las existentes), multiplica las variantes que podemos encontrar. Conocer las características constructivas del edificio, sus prestaciones técnicas y exigencias funcionales resulta esencial al llevar a cabo operaciones de mantenimiento (17) siendo, en consecuencia, también fundamental en trabajos de renovación. En fachadas existentes, ese conocimiento previo debe incluir la detección de posibles lesiones, empleando para ello las herramientas de inspección necesarias para realizar un diagnóstico correcto. Todo ello hace que los trabajos sobre las fachadas existentes sean complejos y demanden profesionales especializados, con los medios técnicos adecuados y conocimientos específicos.

Autores como Ornelas et al. (21) han señalado la necesidad de crear inventarios y catálogos detallados con datos generales de los edificios existentes, para su efectiva gestión. Carecemos actualmente de repositorios de información específicos que integren datos sobre los diversos elementos de los edificios, con detalles de sus características constructivas o del grado de cumplimiento de los estándares técnicos actuales, pero también de su estado de conservación e historial de lesiones. Pese a haber habido intentos, aún no hay ningún repositorio de información operativo que sea habitualmente utilizado por profesionales del sector y autoridades encargadas de gestionar el patrimonio edificado. Sí existen bases de datos con información general relativa a los edificios existentes (22) que manejan distintos datos estadísticos y operan a varios niveles (e.g. el observatorio europeo EU Building Stock Observatory (23), a nivel europeo, y el Instituto Nacional de Estadística (24), a nivel nacional). La UE está apremiando a los países miembros a realizar un censo completo del patrimonio edificado, incluyendo datos de su comportamiento energético (25). Consideramos, por tanto, que es inaplazable realizar este trabajo de documentación dirigido a facilitar análisis específicos de las características y el estado de las fachadas existentes, para determinar también sus riesgos (12), abordando el desarrollo de una colección de fichas que puede contribuir a generar esas bases de datos técnicos.

Existen trabajos previos que abordan el estudio del parque edificado mediante la recopilación de datos para realizar clasificaciones tipológicas. Por ejemplo, el “Catálogo de Soluciones Constructivas de Rehabilitación” que realizó el Instituto Valenciano de la Edificación (IVE) (6), dirigido a la mejora energética de edificios residenciales (especialmente a los construidos entre 1950 y 1980), incluye una exhaustiva recopilación de información como base para proponer actuaciones de mejora adecuadas. Este documento del IVE constituye una fuente de información importante a nivel teórico y práctico, con una detallada guía de propuestas para realizar rehabilitaciones energéticas de esos edificios residenciales que incluyen medidas pasivas aplicables sobre sus fachadas. En el marco del proyecto europeo TABULA se realizó también un repositorio de información (26), codificando distintas tipologías edificatorias presentes en 13 países europeos. TABULA estudió y clasificó tipologías también de edificios residenciales, teniendo en cuenta, entre otros aspectos, el comportamiento energético del edificio (22). En el proyecto español SHERIFF se trabajó específicamente en la clasificación de fachadas, pero nuevamente enfocándose en edificios residenciales con necesidad de renovación (27), en este caso limitado a determinadas áreas de Madrid.

En las fichas de clasificación de fachadas aquí presentada se codifican específicamente los sistemas constructivos que definen distintas tipologías, identificando patrones comunes y aspectos característicos de éstas. Como diferencias fundamentales entre estas fichas y trabajos anteriores podemos destacar que:

En definitiva, las fichas realizadas recogen información dirigida a mejorar la gestión de las fachadas existentes, facilitando la elaboración de diagnósticos para su adecuado mantenimiento.

La colección de fichas se concibe como un repositorio de información vinculado a la normativa vigente en España, para facilitar a los técnicos la aplicación en fachadas existentes de los requerimientos técnicos establecidos. Así, el CTE se ha utilizado como base fundamental de información para desarrollar las fichas, que emplean la terminología del CTE e incluyen información complementaria considerada de interés para los técnicos. Dentro de los múltiples documentos que integran el CTE podemos encontrar el Catálogo de Elementos Constructivos ² (26) (en adelante, CEC-CTE), un documento-guía, sin carácter reglamentario, para la aplicación del CTE y que dedica una parte (sección 4.2) a las fachadas. El CEC-CTE recoge “información de las características de los materiales, de las prestaciones higrotérmicas y acústicas de los elementos constructivos genéricos”. El CEC-CTE ha sido una herramienta de apoyo clave en el planteamiento y elaboración de este trabajo, utilizándolo como base para identificar y codificar los sistemas constructivos recogidos en las fichas.

La colección incluye una ficha específica para cada sistema constructivo identificado, llevando asignado un código alfanumérico y una breve descripción de su configuración. El código sigue el esquema Fn₁.A.n₂ y permite tanto clasificar los sistemas constructivos como relacionar las fichas con el CEC-CTE. Cada uno de los caracteres del código aporta la siguiente información:

La colección incluye algunas variaciones respecto al CEC-CTE, planteadas considerando la funcionalidad de las fichas como herramienta de apoyo a la inspección de las fachadas (ver Sección 2). Así, los sistemas del CEC-CTE “F14-Fachadas de paneles industrializados de GRC”, “F15-Fachada de entramado estructural de madera” y “F16- Muro cortina” no han sido incluidos en esta colección. Mientras que el sistema F14, poco utilizado en el parque edificado de cierta antigüedad, se ha integrado en fichas correspondientes a sistemas industrializados (F10.I.3 o F11.J.0, según su configuración), los sistemas F15 y F16 no se incluyen en la colección de fichas debido, respectivamente, a su escasa presencia en edificios existentes y a la singularidad de las lesiones que presentan. Las fichas incorporan sistemas constructivos (siete, en total) ―clasificados bajo los códigos F20 y F21― que a pesar de ser muy habituales en edificios existentes de cierta antigüedad no están recogidos en el CEC-CTE por no cumplir las exigencias técnicas actuales. La antigüedad y carencias técnicas de estos sistemas convierten a las fachadas donde los encontramos en especialmente vulnerables, con presencia habitual de lesiones más o menos graves, y en ineficientes desde el punto de vista energético, siendo su renovación una prioridad.

La información sobre cada sistema constructivo recogida en las fichas es de doble naturaleza:

Para recopilar toda la información (IF1 y IF2) se han utilizado otras fuentes documentales y bases de datos reconocidas además del CEC-CTE. El instituto de Tecnología de la Construcción de Cataluña - ITeC, institución de referencia en el sector de la construcción por su labor de difusión de información tecnológica, ha sido una fuente fundamental para este trabajo. Podemos destacar el uso de su ‘Banco de Precios’ (incluido en la plataforma BEDEC, que integra bases de datos con información sobre productos de la construcción) para elaborar la información relativa a algunas prestaciones (e.g. coste) que incluyen las fichas. La otra fuente de información clave ha sido el programa informático CE3X (y la versión de 2015 de su manual de usuario), desarrollado para la obtención de la calificación energética de edificios existente (29). Además, para la recopilación de características específicas de materiales y de información sobre sus prestaciones técnicas (información tipo IF2), se han consultado estándares y fichas técnicas de los propios productos. Otros datos técnicos e información adicional incluida en las fichas proceden de la literatura científica y de la propia experiencia profesional de los autores y participantes en ROBIM. El conocimiento adquirido mediante la práctica profesional ha sido esencial para generar la información más cualitativa (e.g. generalidades), que, si bien cuenta con mayor grado de subjetividad, resulta de gran valor a la hora de aplicar las fichas a la práctica y de aportar conocimiento sobre fachadas existentes.

El modo de sistematizar y presentar la información sobre cada sistema constructivo se consideró una cuestión fundamental desde el inicio del trabajo. El diseño definitivo responde al tipo de información recopilada (IF1 y IF2), adaptándose a la distinta naturaleza de los datos incluidos. Tiene también presente las necesidades de los técnicos, persiguiendo la usabilidad y facilidad de lectura de las fichas. Así, cada ficha se compone de tres partes (sub-fichas), que combinan datos de tipo IF1 y IF2, recopilados en una serie de bloques que articulan cada sub-ficha. El conjunto de las tres sub-fichas permite identificar las fachadas construidas con el sistema constructivo descrito, conocer las características generales, particularidades y problemas asociados a cada tipología constructiva, incorporando también información sobre sus posibilidades de mejora. El resultado obtenido es una completa colección de fichas de sistemas constructivos y tres anexos con información adicional, como detalla la siguiente sección.

La colección de fichas desarrollada constituye un repositorio de información sobre fachadas existentes que puede integrarse en bases de datos interoperables con información complementaria, habiendo sido concebidas para ser adaptadas a formatos digitales (en BIM, por ejemplo), con las siguientes propiedades:

La información recogida en las fichas se completa con la incluida en los tres Anexos señalados. El Anexo I incluye información adicional sobre las lesiones más relevantes asociadas a cada sistema constructivo (indicadas en el bloque SF1.4). Una matriz pone en relación los sistemas constructivos descritos en las fichas (filas) con las lesiones que pueden presentar (columnas), indicando su frecuencia de aparición y gravedad. El Anexo II presenta información adicional sobre las prestaciones incluidas en el bloque SF1.2 de cada ficha y el procedimiento para su cuantificación. El Anexo III amplía la información de las características físicas y térmicas de los cerramientos, incluyendo datos específicos de los revestimientos exteriores más habituales empleados en fachadas de edificios existentes. Se incluyen distintas soluciones de ‘Fábrica vista’ (código 0); de ‘Revestimiento continuo’ (código 1), como distintos revocos y pinturas; y de ‘Revestimiento por elementos’, colocados adheridos al soporte (código 2) o anclados mediante elementos auxiliares (código 3). De los materiales considerados más habituales se incluye información de los siguientes parámetros físicos: Espesor (mm), Rugosidad (escala propia) y Resistencia a compresión (N/mm²).

Recopilar datos sobre edificios existentes que aporten información de aspectos técnicos determinantes en su comportamiento sigue siendo un reto. Para obtener información precisa sobre las características y lesiones de edificios existentes se han empleado tradicionalmente técnicas destructivas que requieren de la demolición o sustitución de partes de éstos para conocer sus principios estructurales, puentes térmicos, estado de conservación de sus elementos o patologías de sus fachadas (4). Junto a la propia complejidad de los edificios, la diversidad y fragmentación que caracteriza a la industria de la construcción (30), ha dificultado la generación sistemática de información sobre el patrimonio edificado. El desarrollo de bases de datos colaborativas, como la aquí planteada, permitiría establecer relaciones entre elementos constructivos del edificio, parámetros técnicos y sus prestaciones. Este trabajo se ha abordado adoptando un modelo de generación conocimiento DIKW (del inglés data-information-knowledge-wisdom), que plantea una relación secuencial entre datos, información, conocimiento y saber (22).

Evaluar el comportamiento de un edificio existente, valorar sus prestaciones y cómo repercuten esos aspectos en su calidad constructiva no es una tarea sencilla ni hay consenso entre los expertos respecto a cómo realizarlo (31). Ferraz et al. (32) proponían desarrollar un sistema de inspección informatizado para mejorar los diagnósticos y poder adoptar decisiones informadas al intervenir en edificios. Ortega et al. (10) apuntaban la necesidad de desarrollar guías de apoyo para mejorar el mantenimiento de edificios y prevenir lesiones, prolongando su durabilidad. También Bortolini & Forcada (33) han señalado la importancia de obtener información sobre los daños (grietas, humedades, etc.), indicando su severidad en los diagnósticos. Los expertos sí coinciden, por tanto, en que recopilar los datos adecuados para transformarlos en información relevante es fundamental para la correcta toma de decisiones de diseño.

Muchos autores coinciden también en la importancia que esta información tiene para un mejor control económico de los trabajos sobre edificios existentes (e.g. (34)), señalando la incertidumbre financiera como una de las principales barreras para acometer renovaciones. De hecho, los expertos en conservación de edificios que participaron en el estudio Delphi realizado también en el marco de ROBIM (35), señalaban como una importante limitación en estos trabajos la escasa disponibilidad de información en la práctica, dificultando también el control económico. Disponer, por ejemplo, de datos fiables sobre el comportamiento energético de los edificios, vinculados a aspectos particulares como su estado de conservación, facilitaría una toma de decisiones adaptada a cada caso y el control de la inversión. La toma de decisiones adecuada en cualquier actuación sobre edificios existentes requiere entonces de información completa, precisa y pertinente, recopilada y analizada con un enfoque amplio e integral. A lo largo de su vida útil, los edificios establecen relaciones con sus usuarios y con su entorno que resultan determinantes para su evolución y comportamiento, debiendo ser también consideradas (21). El análisis conjunto de datos relativos a aspectos técnicos intrínsecos y extrínsecos al edificio permitiría una mejor planificación de las operaciones de mantenimiento, incluyendo la aplicación de medidas correctoras necesarias para cada caso particular. El intercambio de información es, por tanto, esencial para que los edificios sean usados y mantenidos según sus necesidades, garantizando también la adecuación de los diseños al renovarlos (33).

Siendo cada edificio único y presentando problemas diferentes, es posible identificar patrones de comportamiento comunes en edificios con similares características (32), generando conocimiento sobre el parque edificado. La coherencia en la recopilación de los datos e integración de toda información relevante sobre los edificios, cubriendo su ciclo de vida completo, resulta clave para la UE de cara a mejorar la gestión del parque edificado, generar sinergias y mejorar el intercambio de información (15). El DBL impulsado por la UE (ver Sección 1) aborda la creación de un repositorio único de información sobre el patrimonio construido, planteando la necesidad de un enfoque sistemático en la organización y actualización de la información (15). Compartiendo ese planteamiento, la información generada mediante el desarrollo de las fichas aquí presentadas pretende contribuir al conocimiento sobre un elemento como la fachada, clave para la gestión del parque edificado, de sus características, prestaciones y vulnerabilidades asociadas a las distintas tipologías constructivas. La colección de fichas persigue también aportar información relevante sobre las lesiones más habituales y severas que afectan a fachadas existentes, dado que buena parte de las lesiones no estructurales que presentan los edificios podrían resolverse de una manera sistemática (32).

La información sobre las tipologías constructivas de fachada recogida en las fichas puede ser empleada entonces por los técnicos como guía para recopilar los datos necesarios para caracterizar las fachadas, emitir diagnósticos sobre su estado y estimar su comportamiento energético. Pueden utilizarse, por ejemplo, para una caracterización térmica de las fachadas más fiel a la realidad al utilizar programas simplificados de certificación energética de edificios (como el CE3X), evitando la selección de ‘valores por defecto’ para obtener resultados más afinados. El vínculo entre las fichas y el CTE favorecerá también la adaptación de las fachadas a los estándares técnicos requeridos actualmente. Un mayor control de las intervenciones, de sus beneficios y riesgos, podría servir como catalizador de renovaciones de mayor envergadura dirigidas a mejorar el comportamiento del edificio en su conjunto, influyendo directamente tanto en su valor patrimonial como en su capacidad para mejorar los entornos urbanos (12). Esta aceleración de la renovación del parque edificado, además de revalorizar los edificios, es imprescindible para cumplir los compromisos europeos en materia de clima y energía que ha de asumir el sector de la construcción.

La gestión eficiente y sostenible de los edificios existentes es necesaria para reducir los consumos energéticos y las emisiones de GEI actuales, pero también para mejorar sus prestaciones, garantizando la seguridad y el confort de sus usuarios. La gestión sostenible está directamente relacionada con lo que Rubio de Val (36) denominaba gestión «inteligente», capaz de incrementar el valor del edificio y reducir los costes de uso y mantenimiento. Esta visión estratégica permite inferir información procedente de datos de distinta naturaleza, pero que influyen entre sí, relevante para mejorar el mantenimiento del edificio. Para ello, es necesario una interacción cooperativa entre diferentes agentes implicados en el uso y explotación del edificio. Generar conocimiento mediante una comunicación e intercambio de información más fluido implica cambiar ciertas dinámicas actuales, mejorando el funcionamiento del sector de la edificación en su conjunto (15).

Las 47 fichas elaboradas permiten caracterizar las tipologías constructivas más habituales en fachadas de nuestro entorno. Establecer generalidades con relación a las fachadas construidas en España, como se ha señalado, supone un gran reto y puede ser un tanto arriesgado debido a su complejidad. Los datos aquí recogidos proceden de la información extraída de bibliografía científica, normativa vigente, bases de datos y estándares técnicos. Para abordar el desafío que supone sistematizar la información relativa a elementos constructivos tan complejos se ha tenido en cuenta también el conocimiento procedente de la experiencia trabajando en casos reales. Este conocimiento ha sido clave, por ejemplo, para determinar las ‘generalidades’ o prestaciones como el mantenimiento o la capacidad de mejora de cada tipología de fachada, incluidas en la SF1 (ver Sección 4.1.1). Si bien la información así obtenida cuenta con un cierto nivel de subjetividad, hemos considerado que es mayor el valor que aporta a las fichas de cara a estudiar casos reales, es decir, las fachadas en su contexto. La evaluación de una fachada puede resultar incompleta o, incluso, errónea si no se caracterizan y estudian adecuadamente determinados datos relativos al edificio (e.g. fecha de construcción o uso del edificio), a su entorno (e.g. condiciones climáticas o contaminación exterior) o a sus ocupantes (e.g. régimen de uso). Esta “ruta de información” (en inglés, “knowledge path”), como denominaba de Santoli (37) a ese conocimiento de todo lo que rodea al edificio, es clave para realizar diagnósticos adecuados.

Pese a haber tratado de contemplar múltiples casuísticas asociadas a cada tipología constructiva recogida en las fichas, se pueden encontrar en el parque edificado variantes de éstas capaces de alterar el comportamiento de la fachada respecto al indicado de manera genérica. Puede haber soluciones tipológicas propias de ciertas regiones geográficas y/o ciertos periodos históricos que difieran de las recogidas en este documento. El conjunto de la fachada suele contar también con elementos propios (añadidos con fines ornamentales o parte del edificio, como forjados pasantes) capaces de afectar al comportamiento general o interferir en el patrón de lesiones asociado a la tipología constructiva, generando lesiones distintas o aumentando su gravedad. Los edificios son sistemas en los que si algún elemento constructivo no funciona correctamente pueden provocar problemas en otras partes, por ejemplo, grietas en la fachada y/o filtraciones (33). Por tanto, las fichas elaboradas constituyen un punto de partida y aportan una buena base de conocimiento sobre la que trabajar, para adecuar después la información al objeto de estudio. Cada fachada particular debe ser evaluada de manera profunda para elaborar un diagnóstico que permita establecer las medidas a aplicar y, si procede, diseñar adecuadamente su renovación buscando no sólo subsanar las deficiencias detectadas sino también mejorar el comportamiento global del edificio.

La propia vinculación de las fichas con el Proyecto ROBIM podría entenderse como una limitación de este repositorio de información, planteado para dar soporte al sistema de inspección y diagnóstico de fachadas desarrollado. Las fichas de sistemas constructivos de fachada incorporan información relevante para la aplicación de la tecnología de ROBIM, como factores que pueden afectar a sus condiciones operacionales (e.g. accesibilidad, seguridad, etc.). No obstante, el trabajo se ha abordado de manera holística e integradora, vinculándolo a la normativa vigente para garantizar su aplicabilidad más allá de su uso con el sistema automatizado de inspección de ROBIM. Consideramos que el trabajo realizado es de interés para que investigadores y agentes del sector trabajen sobre la información desarrollada para mejorar los trabajos de inspección y diagnóstico de edificios existentes, en general. Las fichas podrían ser objeto de futuras aplicaciones e integraciones, siendo deseable que el repositorio de información, desarrollado en el ámbito académico, sea complementado y actualizado con datos procedentes de la práctica. Será importante profundizar en la relación identificada entre el estado de conservación de las fachadas y su tipología constructiva, comprobando las particularidades de las distintas tipologías de fachada sobre el terreno. Otra oportunidad sería sistematizar el diseño de operaciones de mantenimiento adaptadas a cada tipología para mejorar su efectividad, trabajando además en fomentar la agregación de proyectos para hacer los trabajos de renovación más atractivos a los inversores (38). Se podría también analizar la potencial reducción de emisiones de GEI asociada a cada tipología constructiva y su capacidad de adaptación al cambio climático, proponiendo soluciones estratégicas para mejorar la resiliencia del parque edificado y acelerar su descarbonización.

Se plantean también nuevas líneas de investigación relativas a la digitalización de la información generada. Como el DBL, el repositorio de información aquí desarrollado aspira a que la digitalización de los datos aumente su accesibilidad, pudiendo incorporar funcionalidades adicionales aplicando tecnologías digitales. Estando prevista la integración de la información generada en modelos BIM, sería deseable explorar su compatibilidad con herramientas de simulación para ampliar sus beneficios (39). La información vinculada sobre los sistemas constructivos de fachadas y sus lesiones podría integrarse en bases de datos existentes, generales (e.g. certificados energéticos) o propias del edificio (e.g. sistemas de gestión interna), para su interoperabilidad. Recomendamos profundizar en el conocimiento de los materiales y productos que componen cada sistema constructivo para generar ‘pasaportes digitales’ de materiales y actualizarlos a lo largo de su ciclo de vida. Estos pasaportes permitirían aumentar la trazabilidad en los trabajos del sector de la construcción, mejorando el flujo de información para guiar a los usuarios, equipos de mantenimiento o autoridades, contribuyendo a una conservación y renovación sostenible de los edificios.