2.3. Tecnología de la Construcción y Edificación (BTC)

2.3. Tecnología de la Construcción y Edificación (BTC)

La Tecnología de la Construcción y la Edificación cubre el conocimiento técnico necesario para diseñar y especificar edificios que puedan ser realizados físicamente - desde la lógica de ensamblaje de la construcción convencional hasta la fabricación digital emergente, la construcción robótica y las innovaciones en materiales de base biológica. Esta área de conocimiento conecta la intención del diseño arquitectónico con la ejecución física, cubriendo sistemas constructivos, tecnología de la envolvente, y materiales convencionales y avanzados. Los estudiantes aprenden a tomar decisiones informadas sobre métodos de construcción, especificaciones de materiales y flujos de trabajo de fabricación que afectan el costo, el rendimiento, la sostenibilidad y la construibilidad. La coordinación BIM en obra, la programación y la estimación de costos se cubren en profundidad en el área de conocimiento dedicada a BIM (ver Coordinación Multidisciplinaria de Modelos , BIM 4D y Programación de la Construcción , BIM 5D y Estimación de Costos ).

Tabla 2.3: Lista de KUs del área de Tecnología de la Construcción y Edificación.

2.3.1. BTC/Sistemas Constructivos y Ensamblajes  (Core Tier1: 1 hr, Core Tier2: 1 hr) ↑ Volver arriba

Cubre la integración de los sistemas estructurales, de envolvente, mecánicos, eléctricos e interiores en un ensamblaje constructivo coherente, incluyendo coordinación, tolerancias y construibilidad.
Temas:
Core

  • Integración de sistemas constructivos: coordinación del marco estructural, sistemas mecánicos/eléctricos/fontanería (MEP), envolvente
  • Documentación de construcción para ensamblajes: detalles a escalas 1:5, 1:10 y 1:20; detalles de cortes de muro, condiciones de alféizar y dintel,
  • Tolerancias de construcción y coordinación: tolerancias dimensionales en hormigón, acero y mampostería; holguras para instalaciones de MEP
  • Impermeabilización y manejo de la humedad: sistemas de impermeabilización bajo rasante, planos de drenaje, barreras de vapor y goterones en penetraciones
  • Ensamblajes resistentes al fuego: ensamblajes de muros, pisos y techos listados por UL; sellado contra incendios en penetraciones, juntas intumescentes

Non Core

  • Ensamblajes prefabricados y modulares: construcción modular volumétrica, sistemas de paneles de muro

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:

  1. Identificar los principales sistemas constructivos y describir cómo se integran y coordinan dentro de un ensamblaje de edificio de múltiples pisos [Familiarizarse]
  2. Desarrollar detalles a nivel de construcción para un ensamblaje de edificio que coordine correctamente los sistemas estructurales, de envolvente [Usar]
  3. Evaluar un conjunto de documentos de construcción por la calidad de la coordinación del ensamblaje, identificando conflictos, detalles faltantes y riesgos de construibilidad [Evaluar]

2.3.2. BTC/Tecnología de Fachada y Envolvente  (Core Tier1: 1 hr, Core Tier2: 1 hr) ↑ Volver arriba

Cubre el diseño y especificación de envolventes de alto rendimiento: muros opacos, sistemas de acristalamiento, muros cortina y tecnologías de fachadas dinámicas y responsivas.
Temas:
Core

  • Criterios de rendimiento de la envolvente: transmitancia térmica (valor U), coeficiente de ganancia solar (SHGC), infiltración de aire, pérdida de transmisión acústica
  • Sistemas de acristalamiento: doble y triple acristalamiento, revestimientos de baja emisividad, vidrio electrocrómico y termocrómico, acristalamiento estructural de silicona
  • Muros cortina y sistemas de fachada ventilada: principio de fachada ventilada de presión igualada, fachadas con ventilación trasera, paneles de muro cortina unitizados
  • Aislamiento y hermeticidad al aire: estrategias de aislamiento continuo para la eliminación de puentes térmicos, sistemas de barrera de aire, pruebas de puerta soplante
  • Sistemas de muros opacos: revestimiento de mampostería, EIFS, paneles de hormigón prefabricado, paneles metálicos y fibrocemento

Non Core

  • Sistemas de fachada responsivos y dinámicos: fachadas cinéticas (laminadas, de origami, neumáticas), paneles electrocrómicos y BIPV, y fachadas mediáticas

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:

  1. Describir los principales tipos de sistemas de envolvente y sus características de rendimiento, incluyendo propiedades de control térmico, de humedad, acústico y solar [Familiarizarse]
  2. Seleccionar y detallar un sistema de envolvente apropiado para un clima y programa de construcción específicos, justificando la elección en términos de rendimiento, costo [Usar]
  3. Evaluar un diseño de fachada por su rendimiento térmico, de humedad y solar, identificando deficiencias en el detalle [Evaluar]

2.3.3. BTC/Materiales de Construcción Convencionales  (Core Tier1: 1 hr, Core Tier2: 1 hr) ↑ Volver arriba

Cubre las propiedades, el comportamiento estructural y las aplicaciones arquitectónicas de los principales materiales de construcción convencionales: hormigón, acero, madera y mampostería.
Temas:
Core

  • Propiedades y tipos de hormigón: resistencia a la compresión, trabajabilidad, durabilidad; hormigón armado (HA), postensado (PT), prefabricado
  • Propiedades del acero estructural: límite elástico, ductilidad, soldabilidad; perfiles laminados (W, HSS, ángulo, canal), uniones atornilladas y soldadas,
  • Propiedades de la madera y productos de madera diseñada: madera aserrada, madera laminada encolada (glulam), madera laminada cruzada (CLT), LVL y madera clavada (NLT)
  • Propiedades y sistemas de mampostería: ladrillo cerámico, bloque de hormigón (CMU), piedra natural y adobe
  • Criterios de selección de materiales: rendimiento estructural, propiedades térmicas, durabilidad, carbono incorporado, costo, disponibilidad local

Non Core

  • Sistemas de materiales híbridos: compuestos de hormigón-acero, compuestos de madera-hormigón, híbridos de CLT-acero

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:

  1. Identificar los principales materiales de construcción convencionales - hormigón, acero, madera y mampostería - y describir sus propiedades estructurales, térmicas [Familiarizarse]
  2. Seleccionar y especificar materiales de construcción convencionales apropiados para un proyecto de edificación, justificando la elección en términos de requisitos estructurales [Usar]
  3. Evaluar la especificación de materiales de un proyecto de construcción por su idoneidad estructural, rendimiento ambiental [Evaluar]

2.3.4. BTC/Materiales de Base Biológica y Micelio  (Core Tier1: 1 hr, Core Tier2: 1 hr) ↑ Volver arriba

Cubre materiales de construcción emergentes de base biológica - cáñamo, bambú, compuestos de micelio, sistemas de tierra - y sus aplicaciones estructurales, ambientales y arquitectónicas.
Temas:
Core

  • Construcción con bambú: propiedades estructurales (resistencia a tracción y compresión comparable al acero por peso), sistemas de unión, tratamiento contra insectos y humedad,
  • Construcción con tierra: adobe, tapia (pisé), bloques de tierra comprimida (BTC) y cob; propiedades de masa térmica, vulnerabilidad a la humedad, limitaciones estructurales
  • Construcción con cáñamo-cal (hempcrete): diseño de la mezcla, encofrado, curado y rendimiento higrotérmico
  • Materiales compuestos de micelio: preparación del sustrato de crecimiento, moldeo, eliminación por calor y propiedades mecánicas
  • Evaluación del ciclo de vida de materiales de base biológica: carbono incorporado, secuestro de carbono biogénico, compostabilidad al final de su vida útil

Non Core

  • Investigación de vanguardia en materiales bio-basados: hormigón autocurativo bacteriano, paneles de fachada a base de algas, materiales transparentes derivados de la madera

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:

  1. Describir los principales materiales de construcción de base biológica - bambú, sistemas de tierra, cáñamo-cal y compuestos de micelio - [Familiarizarse]
  2. Seleccionar y especificar un sistema de material de base biológica apropiado para un proyecto de construcción, integrándolo con elementos estructurales convencionales [Usar]

NonCore:

  1. Evaluar el rendimiento ambiental del ciclo de vida de una especificación de material de base biológica, cuantificando el carbono incorporado, el secuestro biogénico [Evaluar]

2.3.5. BTC/Materiales Circulares y Reciclados  (Core Tier1: 1 hr, Core Tier2: 1 hr) ↑ Volver arriba

Cubre los principios de la economía circular aplicados a la construcción: reutilización de materiales, especificaciones de contenido reciclado, diseño para el desmontaje y marcos de pasaporte de materiales.
Temas:
Core

  • Economía circular en la construcción: la jerarquía de la reutilización (renovar, reutilizar, reciclar, recuperar)
  • Diseño para el desmontaje: conexiones reversibles (atornilladas vs. soldadas, uniones secas vs. húmedas), fijaciones accesibles, dimensiones estandarizadas de componentes
  • Pasaportes de materiales y declaraciones digitales de productos: documentación de la composición del material, propiedades estructurales y potencial de reutilización
  • Especificaciones de contenido reciclado: acero reciclado (EAF vs. BF), árido de hormigón reciclado (RCA), madera recuperada
  • Evaluación técnica de la reutilización adaptativa: evaluación de la capacidad estructural de edificios existentes, compatibilidad de alturas entre pisos para nuevos usos

Non Core

  • Minería urbana y deconstrucción: metodologías de demolición selectiva, tasas de recuperación de materiales, pruebas de contaminación

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:

  1. Describir los principios de la construcción circular, incluyendo el diseño para el desmontaje, los pasaportes de materiales y la especificación de contenido reciclado, [Familiarizarse]
  2. Aplicar los principios de la economía circular a un diseño de edificio, especificando materiales reciclados y recuperados y diseñando conexiones [Usar]
  3. Evaluar un diseño de edificio o proyecto de renovación para el cumplimiento de la economía circular, calificándolo con un marco de pasaporte de materiales [Evaluar]

2.3.6. BTC/Materiales Inteligentes y Responsivos  (Core Tier1: 1 hr, Core Tier2: 1 hr) ↑ Volver arriba

Cubre materiales con propiedades programables o adaptativas - aleaciones con memoria de forma, materiales de cambio de fase, recubrimientos termocrómicos - y su integración en envolventes y estructuras.
Temas:
Core

  • Materiales de cambio de fase (PCMs) en la construcción: PCMs basados en parafina y sales hidratadas incorporados en paneles de yeso, hormigón y fachadas
  • Aleaciones con memoria de forma (SMAs) en la arquitectura: actuadores de nitinol para protección solar adaptativa, estructuras autodesplegables y amortiguación de vibraciones
  • Recubrimientos termocrómicos y fotocrómicos: cambio de color y transmitancia en función de la temperatura o la exposición a los rayos UV
  • Materiales de construcción autocurativos: hormigón bacteriano (Bacillus pseudofirmus), agentes curativos encapsulados en compuestos poliméricos
  • Fotovoltaica integrada en edificios (BIPV): células solares de silicio cristalino, película fina y perovskita integradas en elementos de cubierta, fachada y acristalamiento

Non Core

  • Robótica blanda en sistemas de fachada: fachadas de polímeros accionados neumáticamente para seguimiento solar, control de ventilación natural y protección solar dinámica

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:

  1. Identificar las principales categorías de materiales inteligentes y responsivos - PCMs, SMAs, recubrimientos crómicos, BIPV - [Familiarizarse]
  2. Seleccionar e integrar un material inteligente o sistema responsivo apropiado en una envolvente o estructura de edificio [Usar]

NonCore:

  1. Evaluar un sistema de material inteligente propuesto para una aplicación en edificio, evaluando su madurez técnica, rendimiento del ciclo de vida, requisitos de mantenimiento [Evaluar]

2.3.7. BTC/Fabricación Digital y Manufactura CNC  (Core Tier1: 1 hr, Core Tier2: 1 hr) ↑ Volver arriba

Cubre el uso de tecnologías de fabricación controladas por computadora en la arquitectura: fresado CNC, corte láser, impresión 3D y ensamblaje robótico - desde el prototipo hasta la construcción a escala real.
Temas:
Core

  • Fundamentos de CNC y fabricación aditiva: generación de código G, estrategias de trayectoria de herramienta (desbaste, acabado, contorneo)
  • Corte láser y fabricación de chapa metálica: compensación de la anchura de corte (kerf), anidado para eficiencia de material, bisagras vivas, uniones de presión
  • Impresión 3D en arquitectura: FDM, SLA, inyección de aglutinante e impresión 3D de hormigón (COBOD, ICON)
  • Flujos de trabajo de fabricación digital a física: modelo paramétrico \(\rightarrow\) archivo de fabricación \(\rightarrow\) máquina \(\rightarrow\) ensamblaje
  • Uniones impulsadas por la fabricación: mortaja y espiga cortadas por CNC, uniones de presión y a presión, conexiones de lengüeta y ranura,

Non Core

  • Construcción robótica y CNC a escala real: colocación robótica de ladrillos (Hadrian X), atado automático de barras de refuerzo

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:

  1. Describir las principales tecnologías de fabricación digital - fresado CNC, corte láser e impresión 3D - [Familiarizarse]
  2. Desarrollar un flujo de trabajo de fabricación digital para un elemento arquitectónico - desde el modelo paramétrico hasta la generación de trayectorias de herramienta - [Usar]

NonCore:

  1. Evaluar la viabilidad de aplicar un método de fabricación digital a escala de edificio, evaluando la madurez técnica, el costo, la velocidad, la generación de residuos [Evaluar]

2.3.8. BTC/Construcción Robótica y Automatizada ↑ Volver arriba

Cubre la aplicación de sistemas robóticos a la construcción: robots en obra, vehículos autónomos, drones y exoesqueletos - y las implicaciones para el diseño y el detalle arquitectónico.
Temas:
Non Core

  • Tipos de robots de construcción: robots colocadores de ladrillos (SAM100), robots de montaje de acero, pórticos de impresión de hormigón, plataformas móviles autónomas
  • Diseño para la construcción robótica: tolerancias, repetición y estandarización requeridas para el ensamblaje robótico
  • Vehículos de construcción autónomos: excavadoras autónomas, motoniveladoras y compactadoras; movimientos de tierra guiados por GPS/LiDAR
  • Inspección y topografía de construcción basada en drones: modelado fotogramétrico de lo construido, monitoreo del progreso contra el BIM. Ver también: Coordinación Multidisciplinaria de Modelos
  • Robótica colaborativa (cobots) en obras de construcción: intercambio de tareas humano-robot, exoesqueletos para asistencia en la carga, sistemas de monitoreo de seguridad
  • Flujos de trabajo de construcción robótica: desde el modelo BIM hasta las instrucciones robóticas; formatos de intercambio de datos (IFC, código G). Ver también: Fundamentos y Autoría BIM

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
NonCore:

  1. Identificar los principales tipos de sistemas de construcción robóticos y automatizados y describir sus capacidades, limitaciones actuales [Familiarizarse]
  2. Diseñar un elemento arquitectónico o una secuencia de construcción que explote la fabricación o el ensamblaje robótico, especificando el tipo de robot [Usar]
  3. Evaluar la viabilidad y el costo-beneficio de introducir la construcción robótica en un proyecto de construcción específico, considerando las restricciones del sitio [Evaluar]

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