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2.13. Métodos de Investigación y Tecnologías Emergentes (RES)
Métodos de Investigación y Tecnologías Emergentes equipa a los estudiantes con las metodologías para realizar investigaciones sistemáticas en arquitectura. Cubre el diseño de la investigación, los métodos cuantitativos y cualitativos, el diseño basado en evidencia, los enfoques de neurociencia, la IA en la investigación, los futuros especulativos, la IoT y la detección, y la evaluación post-ocupación. Los estudiantes aprenden a formular preguntas de investigación, recopilar y analizar datos, y aplicar los hallazgos a la práctica del diseño.
2.13.1. RES/Diseño de Investigación y Metodologías (Core Tier1: 1 hr, Core Tier2: 1 hr) ↑ Volver arriba
Cubre el diseño de la investigación arquitectónica: formulación de preguntas de investigación, selección de enfoques metodológicos, construcción de protocolos de investigación y abordaje de la validez y fiabilidad en la investigación arquitectónica.
Temas:
Core
- Formulación de preguntas de investigación en arquitectura: descriptivas, relacionales, causales; transformación de problemas de diseño en preguntas investigables
- Elección de una metodología de investigación: cuantitativa (prueba de hipótesis, estadística), cualitativa (interpretativa, estudio de caso), métodos mixtos
- Validez y fiabilidad en la investigación arquitectónica: validez interna, validez externa (generalizabilidad), validez de constructo
- ética de la investigación en la investigación arquitectónica: consentimiento informado, privacidad (anonimización de los usuarios del edificio)
- Investigación de métodos mixtos: diseños secuenciales (cualitativos luego cuantitativos) y concurrentes
Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:
- Describir las principales metodologías de investigación en arquitectura - cuantitativa, cualitativa, métodos mixtos, basada en la práctica - y explicar sus aplicaciones apropiadas [Familiarizarse]
- Desarrollar un diseño de investigación para una investigación arquitectónica, incluyendo la pregunta de investigación, la revisión de la literatura [Usar]
- Evaluar el diseño de investigación de un estudio arquitectónico publicado por su validez, fiabilidad y solidez ética, identificando fortalezas y debilidades metodológicas [Evaluar]
2.13.2. RES/Métodos Cuantitativos en la Investigación Arquitectónica (Core Tier1: 1 hr, Core Tier2: 1 hr) ↑ Volver arriba
Cubre los métodos de investigación cuantitativa en arquitectura: encuestas, experimentos, cuasi-experimentos, análisis estadístico (descriptivo e inferencial) y el uso de instrumentación para la recopilación de datos.
Temas:
Core
- Diseño de encuestas para la investigación arquitectónica: métodos de muestreo (probabilístico, de conveniencia), diseño del cuestionario (escalas Likert, diferencial semántico)
- Diseños experimentales: experimentos verdaderos (asignación aleatoria, grupo de control), cuasi-experimentos (no aleatorizados, pre-post, series temporales)
- Estadística descriptiva: medidas de tendencia central (media, mediana, moda), dispersión (desviación estándar, rango, rango intercuartil)
- Estadística inferencial: prueba de hipótesis (t-test, ANOVA, chi-cuadrado), correlación y regresión (lineal, múltiple) e interpretación de los valores p
- Instrumentación para la recopilación de datos cuantitativos: sensores ambientales (temperatura, luz, \(CO_{2}\)), contadores de ocupación
Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:
- Describir los principales métodos cuantitativos en la investigación arquitectónica - encuestas, experimentos, cuasi-experimentos - [Familiarizarse]
- Diseñar una encuesta o un experimento para probar una hipótesis sobre el efecto de una variable de diseño (iluminación, color, distribución) en la satisfacción del usuario [Usar]
- Evaluar un estudio arquitectónico cuantitativo por la validez del muestreo, la idoneidad del análisis estadístico y la interpretación correcta de los valores p [Evaluar]
2.13.3. RES/Métodos Cualitativos y Etnográficos (Core Tier1: 1 hr, Core Tier2: 1 hr) ↑ Volver arriba
Cubre métodos de investigación cualitativa para la arquitectura: entrevistas, grupos focales, observación participante, trabajo de campo etnográfico, análisis de contenido y teoría fundamentada para comprender la experiencia del usuario y los procesos de diseño.
Temas:
Core
- Entrevistas y grupos focales: entrevistas estructuradas vs. semiestructuradas vs. no estructuradas, dinámica de grupos focales, estrategias de indagación (sondear, escalar)
- Etnografía y observación en arquitectura: observación participante (investigador como usuario), observación no participante (observador externo)
- Análisis de contenido y temático: codificación de datos cualitativos (codificación abierta, axial, selectiva), identificación de temas
- Enfoque de la teoría fundamentada en la investigación arquitectónica: generación de teoría a partir de los datos en lugar de la prueba de hipótesis; método comparativo constante
- Metodología de estudio de caso en arquitectura: diseño de caso único vs. múltiple, selección de casos (típico, extremo, revelador), triangulación de datos (documentos
Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:
- Describir los principales métodos cualitativos en la investigación arquitectónica - entrevistas, grupos focales, etnografía, teoría fundamentada - [Familiarizarse]
- Realizar un estudio cualitativo (entrevista, observación o grupo focal) para investigar cómo los usuarios experimentan un espacio construido [Usar]
- Evaluar el rigor de un estudio arquitectónico cualitativo basándose en los criterios de credibilidad, transferibilidad, dependencia y confirmabilidad (Lincoln & Guba) [Evaluar]
2.13.4. RES/Diseño Basado en Evidencia (Core Tier1: 1 hr, Core Tier2: 1 hr) ↑ Volver arriba
Cubre la aplicación de la evidencia de la investigación a la toma de decisiones de diseño: revisiones sistemáticas, guías de práctica, traslación del conocimiento y la integración de la mejor evidencia disponible con la experiencia en diseño y los valores del cliente.
Temas:
Core
- Marco del diseño basado en evidencia (EBD): formulación de una pregunta clínica o de diseño, búsqueda de la mejor evidencia (jerarquía de la evidencia)
- Jerarquía de la evidencia en arquitectura: revisiones sistemáticas y metaanálisis, ensayos controlados aleatorizados (ECA) en el diseño de atención médica
- Revisiones sistemáticas y metaanálisis en EBD: pasos (protocolo, estrategia de búsqueda, criterios de inclusión, extracción de datos, síntesis), uso de las directrices PRISMA
- Guías de práctica a partir de la evidencia: Guías de Diseño del AIA para Instalaciones de Atención Médica, documentación de evidencia del Estándar WELL Building
- Evaluación post-ocupación (POE) como retroalimentación de evidencia: comparación de la intención de diseño con los resultados medidos (satisfacción, productividad, seguridad)
Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:
- Describir el proceso del diseño basado en evidencia: formulación de la pregunta, búsqueda de evidencia, evaluación crítica, integración y evaluación de resultados - [Familiarizarse]
- Aplicar un enfoque de diseño basado en evidencia a un problema de diseño específico (por ejemplo, habitación de paciente, aula, oficina abierta) [Usar]
- Evaluar una afirmación o guía de diseño por su base de evidencia, evaluando la calidad de los estudios citados (diseño, tamaño de la muestra, significación estadística) [Evaluar]
2.13.5. RES/Neurociencia y Enfoques Cognitivos ↑ Volver arriba
Cubre el campo emergente de la neurociencia y la ciencia cognitiva aplicada a la arquitectura: medición de las respuestas cerebrales a los entornos construidos, carga cognitiva, respuesta emocional y la base neuronal de la experiencia espacial.
Temas:
Non Core
- Métodos de neurociencia para la arquitectura: EEG (electroencefalograma) para la carga cognitiva y la activación emocional en tiempo real
- Cognición espacial y orientación: mapas cognitivos, navegación basada en puntos de referencia, actividad de células de cuadrícula y células de lugar en el hipocampo
- Neurociencia del estrés y la restauración: el efecto de las vistas a la naturaleza, las ventanas, la luz diurna y la altura del techo en la reducción del cortisol
- Neuroestética en arquitectura: respuesta cerebral a la curvatura vs. la angularidad, la complejidad vs. la simplicidad, la simetría vs.
- Carga cognitiva y diseño ambiental: el impacto del desorden, el ruido, el parpadeo de la iluminación
Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
NonCore:
- Describir los métodos de neurociencia (EEG, fMRI, seguimiento ocular) utilizados para estudiar la respuesta del cerebro a los entornos construidos [Familiarizarse]
- Diseñar un protocolo de investigación utilizando métodos de neurociencia para probar una hipótesis sobre el efecto de una variable de diseño (altura del techo, curvatura [Usar]
- Evaluar la validez y la generalización de un estudio de neurociencia en arquitectura, evaluando el tamaño de la muestra, el control de las variables de confusión [Evaluar]
2.13.6. RES/IA y Aprendizaje Automático en la Investigación Arquitectónica (Core Tier1: 1 hr, Core Tier2: 1 hr) ↑ Volver arriba
Cubre la aplicación de la inteligencia artificial y el aprendizaje automático a la investigación arquitectónica: modelos generativos para la exploración del diseño, visión por computadora para el análisis urbano, procesamiento del lenguaje natural para los códigos de construcción y aprendizaje por refuerzo para la optimización espacial.
Temas:
Core
- Aprendizaje automático en datos arquitectónicos: clasificación de imágenes de estilos arquitectónicos (CNN), agrupamiento de planos (PCA, t-SNE)
- Diseño generativo utilizando ML: GAN (redes generativas antagónicas) para la generación de planos y fachadas
- Visión por computadora para la investigación urbana y de edificios: segmentación semántica de imágenes de vista de calle para el análisis de la forma urbana (caminabilidad
- Procesamiento del lenguaje natural para la investigación arquitectónica: extracción automatizada de requisitos de diseño de los briefs de los clientes
- Aprendizaje por refuerzo para la distribución espacial: entrenamiento de agentes de RL para generar planos que satisfagan restricciones (área, adyacencia, circulación)
Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:
- Describir los principales métodos de IA y ML - visión por computadora, modelado generativo, PLN, aprendizaje por refuerzo - aplicados a problemas de investigación arquitectónica [Familiarizarse]
- Entrenar o ajustar un modelo de aprendizaje automático (CNN para clasificación, GAN para generación de imágenes o RL para diseño) en un conjunto de datos arquitectónico modesto [Usar]
- Evaluar el rendimiento y las limitaciones de un modelo de IA en la investigación arquitectónica, evaluando la calidad de los datos, el sobreajuste [Evaluar]
2.13.7. RES/Investigación Especulativa y Orientada al Futuro ↑ Volver arriba
Cubre los métodos de diseño especulativo y crítico utilizados para explorar futuros posibles, desafiar supuestos y provocar el debate a través de artefactos de investigación de diseño.
Temas:
Non Core
- Metodología del diseño especulativo: creación de artefactos (objetos, narrativas, escenarios) que representan presentes o futuros alternativos
- Ficción de diseño como investigación: redacción de comunicados de prensa de futuros, creación de catálogos de productos ficticios
- Diseño crítico (Dunne & Raby): uso del diseño para criticar normas sociales, técnicas y culturales; ejemplos en arquitectura (interiores críticos
- Métodos de investigación de futuros: planificación de escenarios (futuros alternativos), retrospectiva desde el futuro deseado a las acciones presentes
- ética de la investigación especulativa: evitar el alarmismo o el pesimismo distópico sin agencia; involucrar a las partes interesadas en la co-especulación
Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
NonCore:
- Describir los métodos del diseño especulativo y crítico, la ficción de diseño y los estudios de futuros, [Familiarizarse]
- Producir un artefacto de diseño especulativo (escenario, prototipo, narrativa) que investigue una condición futura para la arquitectura - cambio climático, IA [Usar]
- Evaluar un proyecto de arquitectura especulativa por su rigor crítico, la plausibilidad de su escenario futuro [Evaluar]
2.13.8. RES/IoT, Sensores e Investigación de Edificios Inteligentes ↑ Volver arriba
Cubre el uso de sensores de Internet de las Cosas (IoT) y análisis de datos en la investigación arquitectónica: monitoreo de ocupación, detección ambiental, seguimiento del rendimiento del edificio y los desafíos éticos de la recopilación de datos en espacios ocupados.
Temas:
Non Core
- Tipos de sensores IoT para edificios: ocupación (PIR, \(CO_{2}\), cámara, contadores de asientos), ambientales (temperatura, humedad, luz, ruido, calidad del aire)
- Canalización de datos para IoT en edificios: colocación de sensores (densidad, calibración), recopilación de datos (borde vs.
- Modelado de la ocupación a partir de datos de sensores: uso de \(CO_{2}\) y movimiento para estimar patrones de ocupación en tiempo real, tiempo de permanencia
- Cuadros de mando de rendimiento para edificios: visualización del uso de energía en tiempo real, calidad ambiental interior (IEQ) y ocupación
- Cuestiones éticas en el IoT de edificios: consentimiento informado para la recopilación de datos en espacios públicos
Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
NonCore:
- Describir los tipos de sensores IoT utilizados en la investigación de edificios y los datos que recopilan (ocupación, entorno, energía) para la evaluación post-ocupación [Familiarizarse]
- Diseñar un plan de detección IoT para una pregunta de investigación de edificios (por ejemplo, utilización del espacio, confort térmico), especificando el tipo de sensor [Usar]
- Evaluar la adecuación ética y técnica de un despliegue de detección IoT en un edificio, evaluando las protecciones de privacidad, la calidad de los datos [Evaluar]
2.13.9. RES/Evaluación Post-Ocupación y Ciencia de la Construcción (Core Tier1: 1 hr, Core Tier2: 1 hr) ↑ Volver arriba
Cubre la evaluación sistemática del rendimiento de los edificios después de la ocupación: métodos para evaluar el rendimiento técnico (energía, confort térmico, calidad del aire interior) y la satisfacción del usuario (confort, bienestar, productividad), y la retroalimentación de los hallazgos a la práctica del diseño.
Temas:
Core
- Métodos de evaluación post-ocupación (POE): recorridos, encuestas (cuestionario de POE, Metodología BUS), grupos focales, diagnósticos de edificios (medición de energía
- Métricas de satisfacción del usuario: satisfacción térmica, calidad del aire percibida, satisfacción acústica, calidad de la iluminación, confort visual, privacidad
- Brecha de rendimiento del edificio: diferencia entre el rendimiento previsto (modelo energético, intención de diseño)
- Técnicas de medición de la ciencia de la construcción: termografía para el rendimiento de la envolvente, registradores de datos para T/HR
- Cierre del bucle de retroalimentación: integración de los hallazgos de la POE en las guías de diseño
Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:
- Describir los métodos de la evaluación post-ocupación - encuestas, recorridos, diagnósticos de edificios - y el concepto de la brecha de rendimiento del edificio [Familiarizarse]
- Realizar una evaluación post-ocupación de un edificio (encuesta, recorrido, registro limitado de datos) [Usar]
- Evaluar un informe de POE por su rigor metodológico, la representatividad de los encuestados, la alineación de las preguntas con la intención del diseño [Evaluar]
2.13.10. RES/Marco Teórico y Revisión de la Literatura (Core Tier1: 1 hr, Core Tier2: 1 hr) ↑ Volver arriba
Proceso sistemático de identificación, análisis y síntesis de la literatura científica y técnica existente para construir el marco teórico y conceptual que fundamenta un trabajo de investigación, incluyendo la gestión de referencias bibliográficas y la identificación de vacíos de conocimiento.
Temas:
Core
- Búsqueda sistemática de literatura científica y técnica: bases de datos especializadas (Scopus, Web of Science, ASCE Library), palabras clave y operadores booleanos
- Lectura crítica y síntesis de artículos científicos, normas técnicas e informes de investigación previos
- Construcción del marco conceptual y teórico: definición de conceptos clave, relaciones entre variables y modelos teóricos de referencia
- Identificación de vacíos de conocimiento (research gap) y justificación de la originalidad del aporte propuesto
- Gestión de referencias bibliográficas y normas de citación (APA, IEEE) con herramientas como Zotero o Mendeley
Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:
- Explicar la estructura y el propósito de un marco teórico dentro de un proyecto de investigación en ingeniería civil [Familiarizarse]
- Realizar una búsqueda sistemática de literatura científica y técnica sobre un tema de investigación elegido, usando bases de datos especializadas [Usar]
- Sintetizar el estado del arte de un tema de investigación en un marco teórico coherente que identifique un vacío de conocimiento [Evaluar]
2.13.11. RES/Hipótesis y Variables de la Investigación (Core Tier1: 1 hr, Core Tier2: 1 hr) ↑ Volver arriba
Formulación de hipótesis de investigación y la identificación, clasificación y operacionalización de las variables involucradas en un estudio de ingeniería, estableciendo la relación entre el marco teórico y el diseño experimental o de recolección de datos.
Temas:
Core
- Tipos de hipótesis: nula, alternativa, direccional y no direccional, y su relación con las preguntas de investigación
- Clasificación de variables: independientes, dependientes, de control y de confusión (confounding)
- Operacionalización de variables: definición de indicadores medibles y escalas de medición (nominal, ordinal, intervalo, razón)
- Relación entre hipótesis, variables y pruebas estadísticas de contraste: nivel de significancia, error tipo I y tipo II
- Representación gráfica de la relación entre variables mediante modelos conceptuales u operacionales
Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:
- Distinguir entre hipótesis nula y alternativa, y entre variables independientes, dependientes y de control, en un problema de investigación de ingeniería civil [Familiarizarse]
- Formular una hipótesis de investigación comprobable y operacionalizar sus variables para un problema específico del área de especialización elegida [Usar]
- Evaluar la consistencia entre el marco teórico, la hipótesis planteada y el diseño de recolección de datos propuesto [Evaluar]