Novasinergia 2025, 8(2), 113-139. https://doi.org/10.37135/ns.01.16.07 http://novasinergia.unach.edu.ec
Artículo de Investigación
De lo simulado a lo construido: optimización de materiales y energía en
viviendas sostenibles con BIM
From simulation to construction: optimization of materials and energy in sustainable
housing with BIM
Ricardo Andrés Valencia Robles1, Ghyslaine Romina Manzaba Carvajal1,
María Isabel Romero Jara1
1Facultad de Arquitectura y Urbanismo, Universidad de Guayaquil, Guayaquil, Ecuador, 091050;
ghyslaine.manzabacar@ug.edu.ec; maria.romeroj@ug.edu.ec
*Correspondencia: ricardo.valenciar@ug.edu.ec
Citación: Valencia, R.; Manzaba, G.
& Romero, M., (2025). De lo
simulado a lo construido:
optimización de materiales y
energía en viviendas sostenibles
con BIM. Novasinergia. 8(2). 113-
139.
https://doi.org/10.37135/ns.01.16.07
Recibido: 15 marzo 2025
Aceptado: 25 abril 2025
Publicado: 02 julio 2025
Novasinergia
ISSN: 2631-2654
Resumen: La eficiencia energética y la sostenibilidad en viviendas de interés social
dependen en gran medida de la selección de materiales. Este estudio explora el
potencial del uso de BIM en combinación con materiales sostenibles para identificar
estrategias que podrían reducir el consumo energético y la huella de carbono en
climas tropicales, a partir de un análisis digital realizado en fase de diseño. Se
modeló una vivienda de interés social en Revit 2025 y se utilizó Revit Insight para
evaluar su desempeño térmico y ambiental. Además, se construyó una base de
datos con propiedades térmicas, mecánicas y ambientales de materiales
convencionales y sostenibles. Los resultados obtenidos mediante simulación
indican que el bambú, con una conductividad térmica de 0.12 W/m·K y una
resistencia térmica de 8.33 m²·K/W, y el vidrio mejorado, con 0.78 W/m·K y 1.28
m²·K/W, presentan mejor desempeño térmico y menor impacto ambiental que el
hormigón estructural (1.75 W/m·K, 0.57 m²·K/W y 150 kg CO₂/m²). El acero, con
50.2 W/m·K y 250 kg CO₂/m², resulta ser el material de mayor impacto ambiental.
La vivienda modelada con materiales optimizados evidenció una reducción del
consumo energético en la envolvente térmica de 85 kWh/m²/año a 70 kWh/m²/año,
con una disminución estimada del 20 % en la demanda de climatización. Se
concluye que la integración de BIM con bases de datos estructuradas facilita la toma
de decisiones en el diseño arquitectónico y permite avanzar hacia soluciones
constructivas más eficientes y sostenibles para viviendas sociales en climas
tropicales.
Palabras clave: BIM, Eficiencia energética, Materiales de construcción,
Sostenibilidad, Vivienda social.
Copyright: 2025 derechos otorgados por
los autores a Novasinergia.
Este es un artículo de acceso abierto
distribuido bajo los términos y
condiciones de una licencia de Creative
Commons Attribution (CC BY NC).
(http://creativecommons.org/licenses/by
/4.0/).
Abstract: Energy efficiency and sustainability in social housing depend on material
selection. This study explores the potential of using Building Information Modeling (BIM)
in combination with sustainable materials to identify strategies that could reduce energy
consumption and carbon footprint in tropical climates based on digital analysis conducted
during the design phase. A social housing unit was modeled using Revit 2025, and its
thermal and environmental performance was evaluated through Revit Insight. Additionally,
a database was developed to compare the thermal, mechanical, and environmental properties
of both conventional and sustainable materials. Simulation results indicate that bamboo,
with thermal conductivity of 0.12 W/m·K and thermal resistance of 8.33 m²·K/W, and
enhanced glass, with 0.78 W/m·K and 1.28 m²·K/W, show better thermal performance and
lower environmental impact compared to structural concrete (1.75 W/m·K, 0.57 m²·K/W,
and 150 kg CO₂/m²). Steel, with 50.2 W/m·K and 250 kg CO₂/m², is identified as the
material with the highest environmental impact. The optimized housing model reduced
thermal envelope energy consumption from 85 kWh/m²/year to 70 kWh/m²/year, with an
estimated 20% decrease in cooling demand. It is concluded that integrating BIM with
structured material databases supports decision-making in architectural design and
promotes the development of more efficient and sustainable housing solutions in tropical
regions.
Keywords: BIM, Energy efficiency, Construction materials, Sustainability, Social
housing.
Novasinergia 2025, 8(2), 113-139 114
1. Introducción
El diseño de viviendas de interés social en climas tropicales enfrenta desafíos
significativos relacionados con la eficiencia energética, el confort térmico y la sostenibilidad
ambiental. En estos entornos, las condiciones climáticas extremas, caracterizadas por altas
temperaturas y elevados niveles de humedad, demandan soluciones constructivas que
minimicen el consumo energético sin comprometer la habitabilidad. A nivel global, la
creciente preocupación por la sostenibilidad en la edificación ha impulsado el desarrollo de
estrategias de optimización de materiales y sistemas constructivos que permitan reducir el
impacto ambiental de la construcción [1], [2].
El modelado BIM ha sido ampliamente utilizado para cuantificar y analizar materiales en
proyectos arquitectónicos, permitiendo la simulación de escenarios y la evaluación
comparativa de alternativas constructivas [3], [4]. En el estudio "Modelado BIM en el Diseño
Residencial: Estrategias Paramétricas de Arquitectura Digital", se exploraron estrategias
paramétricas aplicadas a la enseñanza del diseño arquitectónico en viviendas sociales, con
un enfoque en la integración de datos digitales y análisis de eficiencia energética [5]. En este
sentido, la presente investigación amplía estos enfoques mediante la recopilación y análisis
de información técnica de materiales de construcción utilizados en viviendas de interés
social en Guayaquil, integrando datos obtenidos a partir de un modelado BIM en Autodesk
Revit.
A pesar de los avances recientes en el análisis de materiales constructivos, persisten vacíos
sustanciales en la disponibilidad de información técnica sistematizada que facilite la
selección de soluciones constructivas sostenibles en contextos de vivienda social en climas
tropicales. Diversos estudios han abordado el desempeño térmico y ambiental de materiales
convencionales y alternativos; sin embargo, la dispersión de datos y la ausencia de
metodologías estandarizadas limitan su aplicación práctica en procesos de diseño
arquitectónico [1], [6]. Esta situación representa un desafío particular en el ámbito de la
eficiencia energética, donde la caracterización precisa de materiales resulta fundamental
para estimar su huella de carbono, reciclabilidad y desempeño térmico. Investigaciones
como las de [7], [8] han evidenciado cómo la composición y origen de materiales como el
concreto y los morteros pueden modificar sustancialmente su impacto ambiental,
reforzando la necesidad de contar con herramientas de análisis integrales y adaptadas al
entorno local.
Frente a esta problemática, la presente investigación plantea la siguiente pregunta central:
¿Cómo puede el uso de modelos BIM, integrados con bases de datos de materiales
sostenibles, optimizar el desempeño energético y ambiental de viviendas de interés social
en climas tropicales? Para responder a este interrogante, se propone la hipótesis de que la
implementación de un modelo BIM con materiales seleccionados mediante criterios
térmicos y ambientales permite mejorar la eficiencia energética y reducir la huella de
carbono en viviendas de interés social. Con base en ello, el objetivo general de este estudio
es evaluar el potencial del modelado BIM como herramienta para la optimización de la
selección de materiales sostenibles en este tipo de edificaciones. Los objetivos específicos
incluyen: sistematizar información técnica sobre materiales de construcción convencionales
Novasinergia 2025, 8(2), 113-139 115
y sostenibles mediante revisión bibliográfica especializada; modelar una vivienda de interés
social utilizando Revit 2025 e integrar datos de desempeño térmico y ambiental; y comparar
los resultados de eficiencia energética y huella de carbono entre materiales seleccionados,
simulados mediante Revit Insight. Este enfoque metodológico se articula con estudios
previos sobre sostenibilidad en la construcción [9], [10] y se fortalece mediante la aplicación
de herramientas de simulación energética digital [11], [12], las cuales permiten proyectar
escenarios comparativos de eficiencia desde las etapas iniciales del diseño.
2. Metodología
La metodología aplicada en este estudio sigue un enfoque mixto, combinando
análisis cuantitativos y cualitativos. El enfoque cuantitativo se sustenta en la recopilación y
análisis de datos numéricos provenientes de la bibliografía científica sobre propiedades
térmicas, mecánicas y ambientales de materiales de construcción, así como en la
cuantificación de materiales y simulaciones energéticas realizadas en el entorno BIM. El
enfoque cualitativo, por su parte, se basa en la evaluación crítica de la literatura y la
estructuración de una base de datos que permita un análisis comparativo de los materiales
seleccionados [1], [11]. La investigación se desarrolló en cuatro fases principales (Fig. 1), que
permitieron estructurar y analizar la información de manera sistemática.
Figura 1. Resumen del Desarrollo Metodológico.
2.1. Revisión bibliográfica
Se recopiló información proveniente de literatura científica publicada entre 2018 y
2024, centrada en estudios vinculados a eficiencia térmica, resistencia mecánica y
sostenibilidad de materiales de construcción. La búsqueda se realizó en bases de datos
académicas como Scopus, ScienceDirect y Web of Science, utilizando combinaciones de
palabras clave como BIM, construction materials, carbon footprint, energy efficiency y
tropical housing. En total, se identificaron 47 publicaciones relevantes, de las cuales se
seleccionaron 23 estudios tras aplicar criterios de inclusión como revisión por pares,
aplicación directa en vivienda social o climas cálidos, y disponibilidad de datos técnicos. Se
Novasinergia 2025, 8(2), 113-139 116
excluyeron estudios con enfoques exclusivamente teóricos, sin resultados aplicables a
modelos BIM o con carencia de información térmica o ambiental cuantificable (Tabla 1). Esta
revisión permitió estructurar una base de datos comparativa centrada en indicadores como
la conductividad térmica, la resistencia térmica, la huella de carbono y la reciclabilidad de
los materiales.
Tabla 1. Aportaciones bibliográficas.
Eje Temático
Aportaciones clave
Relevancia para el estudio
Referencias
Eficiencia energética de
materiales
Evaluación de conductividad y
resistencia térmica. Identificación
de nanomateriales y polímeros
con propiedades aislantes.
Fundamenta la selección
comparativa de materiales en
función de su rendimiento
térmico.
[1], [6], [10]
Impacto ambiental
Análisis de huella de carbono y
energía embebida. Estrategias de
reciclabilidad.
Soporte para indicadores
ambientales en la base de
datos.
[2], [7], [12]
Innovaciones en materiales
Aplicación de concretos con fibras
recicladas. Cementos activados
con residuos industriales.
Amplía las alternativas
sostenibles incluidas en el
modelado BIM.
[8], [13], [14]
Aplicación de BIM en
arquitectura
Uso de modelado paramétrico en
vivienda social. Simulación
energética con herramientas
digitales.
Justifica el enfoque
metodológico basado en Revit
y Revit Insight.
[3], [5]
Desempeño mecánico y
durabilidad de materiales
Ensayos de resistencia a
compresión, tracción y
envejecimiento estructural.
Criterio de evaluación técnica
para materiales estructurales.
[11], [15], [16]
Sostenibilidad y reutilización
de materiales
Uso de residuos en nuevos
compuestos. Inclusión de fibras
naturales.
Enfoque hacia economía
circular en el análisis de
materiales.
[9], [17], [18]
Diseño para climas tropicales
Estrategias pasivas de
enfriamiento. Selección de
materiales de baja conductividad
térmica.
Contextualiza el estudio en
climas cálidos húmedos como
el de Guayaquil.
[1], [5]
2.2. Modelado BIM y cuantificación de materiales
El modelado desarrollado corresponde a una dimensión BIM 6D, ya que incorpora el
análisis energético y ambiental vinculado al ciclo de vida del edificio en fase de diseño
(Fig. 2). En Revit 2025 se integraron materiales con propiedades térmicas y ambientales
específicas, las cuales fueron modificadas manualmente en el entorno de Revit Insight a
partir de los datos recopilados en la revisión bibliográfica. Se reemplazaron los valores por
defecto del software para lograr una simulación más ajustada al comportamiento esperado
de materiales sostenibles como el bambú, el vidrio mejorado o el hormigón con aditivos
(Fig. 3). Este procedimiento permitió generar una evaluación comparativa más realista del
desempeño térmico de la envolvente y su influencia en el consumo energético total del
prototipo modelado [3], [5]. L
Figura 3. Metodología BIM. Revit 2025. Fuente: Elaboración Propia.a selección de los materiales
utilizados en el modelo BIM no fue arbitraria ni sujeta únicamente al criterio del diseñador.
Por el contrario, se basó en una revisión técnica fundamentada, considerando propiedades
térmicas y ambientales obtenidas de literatura científica especializada. Esta información fue
incorporada en la base de datos del proyecto y utilizada para simular distintas
combinaciones de materiales en Revit Insight, permitiendo evaluar su impacto en la
eficiencia energética de la vivienda.
Novasinergia 2025, 8(2), 113-139 117
Figura 2. Resumen esquemático del Proceso BIM. Fuente: Elaboración Propia.
Figura 3. Metodología BIM. Revit 2025. Fuente: Elaboración Propia.
Novasinergia 2025, 8(2), 113-139 118
Figura 4. Tabla de Planificación elaborada en Revit 2025
Para este estudio, se realizó la cuantificación de materiales (Fig.4) mediante la extracción de
métricas directas desde Revit, lo que permitió determinar el volumen y el área total de cada
material. Posteriormente, los datos fueron organizados y analizados en función de su
impacto en la eficiencia energética y ambiental de la vivienda, considerando estudios
previos sobre propiedades térmicas y mecánicas de materiales en la construcción [1], [3].
2.3. Integración de Datos en una Base de Datos de Materiales
La recopilación de datos a partir de fuentes bibliográficas permitió la estructuración
de una base de datos comparativa que integra propiedades físicas, térmicas y ambientales
de materiales empleados en la construcción de viviendas de interés social. Este análisis
facilita la identificación de alternativas constructivas más sostenibles en términos de
eficiencia energética y huella de carbono, proporcionando una herramienta valiosa para la
optimización del diseño arquitectónico y la toma de decisiones en proyectos de edificación
[1], [2].
Para la integración de estos datos, se organizaron las propiedades de los materiales en tres
categorías fundamentales: propiedades físicas, propiedades térmicas y propiedades
ambientales. Las propiedades físicas incluyen la resistencia a la compresión, densidad y
absorción de humedad, mientras que las propiedades térmicas abarcan la conductividad
térmica y el coeficiente de transmitancia térmica (U-value). Finalmente, las propiedades
ambientales consideran la huella de carbono y la energía embebida de cada material. Esta
sistematización permite comparar el desempeño de distintos materiales y evaluar su
impacto en el consumo energético y la sostenibilidad de la vivienda modelada en BIM.
Novasinergia 2025, 8(2), 113-139 119
La Tabla 2. Resumen Comparativo de Propiedades de Materiales para Vivienda de Interés Social resume los
principales materiales analizados, organizando sus propiedades clave con base en la
información obtenida de la bibliografía revisada.
Tabla 2. Resumen Comparativo de Propiedades de Materiales para Vivienda de Interés Social.
D.
(kg/m³)
R. (MPa)
Abs. (%)
C.T (W/m·K)
R.T
(m²·K/W)
H.C (kg
CO₂/m²)
Recicl. (%)
Desempeño
2400
25
5.2
1.75
0.57
150
25
Alto
impacto
1700
12
14.5
0.80
1.25
100
40
Medio
700
20
12.0
0.12
8.33
50
70
Bajo
impacto
2500
-
-
0.78
1.28
60
90
Bajo
impacto
7850
>250
-
50.2
0.02
250
—
Alto
impacto
En la Tabla 2, algunas propiedades como la energía embebida, el potencial de reciclabilidad
o el coeficiente de transmitancia térmica (U-value) no se incluyen para todos los materiales
en la tabla debido a la inexistencia o inconsistencia de datos en las fuentes científicas
revisadas. Se priorizó la presentación de variables con disponibilidad uniforme y confiable
entre los distintos materiales, con el fin de asegurar una comparación metodológicamente
válida. Cuando fue posible, estos valores se incorporaron de forma complementaria en las
secciones de análisis térmico y ambiental.
El análisis comparativo permite evidenciar que ciertos materiales, como el bambú, el vidrio
mejorado, y la lana de vidrio, presentan un mejor desempeño en términos de conductividad
térmica y huella de carbono, lo que sugiere su potencial uso en estrategias de eficiencia
energética. Asimismo, los materiales con mayor resistencia a la compresión, como el acero
de construcción y el concreto reforzado con fibra de acero, son idóneos para elementos
estructurales que requieran alta capacidad de carga.
La base de datos elaborada servirá como insumo clave para estudios futuros orientados a la
optimización del diseño de viviendas de interés social, permitiendo analizar cómo la
combinación de materiales puede mejorar el desempeño energético y la sostenibilidad de
los proyectos arquitectónicos [1], [2].
2.4. Propuesta y Líneas de Investigación Futuras
La metodología utilizada en este estudio permite identificar diversas oportunidades
de investigación que contribuirían al desarrollo de soluciones más eficientes y sostenibles
en la construcción de viviendas de interés social. Estas líneas de investigación se centran en
la validación experimental de los materiales analizados, la integración de metodologías
avanzadas en el modelado BIM y el desarrollo de estrategias optimizadas para la selección
de materiales en función de su impacto ambiental y desempeño energético [5].
El enfoque adoptado en este trabajo proporciona una base de datos estructurada y una
evaluación comparativa de los materiales más utilizados en la construcción, permitiendo la
identificación de aquellos con mayor potencial para mejorar la eficiencia térmica y reducir
la huella de carbono. En este sentido, la optimización de la selección de materiales a través
Novasinergia 2025, 8(2), 113-139 120
de simulaciones BIM y análisis paramétricos representa una de las principales áreas de
exploración futura.
La Tabla 3 presenta una síntesis de las líneas de investigación propuestas, destacando su
relevancia y posibles aplicaciones:
Tabla 3. Futuras Líneas de Investigación.
Línea de investigación futura
Descripción
Justificación
Incorporación de análisis de ciclo de
vida completo (LCA)
Evaluar desde la extracción de materiales hasta
la fase de operación y mantenimiento.
Permite una medición integral del
impacto ambiental.
Aplicación de modelado BIM 7D
Incluir mantenimiento, costos y operación
energética en un mismo modelo BIM.
Optimiza la planificación de proyectos
sostenibles a largo plazo.
Evaluación económica comparativa
Comparar el costo-beneficio de usar materiales
convencionales vs. sostenibles.
Fundamenta la toma de decisiones
con datos financieros concretos.
Validación experimental de
simulaciones
Medición en campo del comportamiento
térmico real de los materiales seleccionados.
Fortalece la credibilidad del modelo y
permite calibraciones.
Optimización energética por zona
climática
Adaptar modelos a diferentes zonas tropicales
para establecer estándares regionales.
Amplía la aplicabilidad de los
resultados en otros contextos
similares.
Inclusión de materiales reciclados o
emergentes
Explorar nuevos compuestos basados en
residuos agroindustriales u orgánicos.
Fomenta la economía circular y reduce
residuos.
La consolidación de estas líneas de investigación permitirá fortalecer el conocimiento sobre
el desempeño de los materiales de construcción en viviendas de interés social y generar
estrategias innovadoras para su optimización en términos de sostenibilidad y eficiencia
energética. El uso de metodologías BIM avanzadas, combinado con validaciones
experimentales, ofrecerá un marco de referencia para futuras investigaciones y aplicaciones
prácticas en el sector de la arquitectura y la construcción [5].
3. Resultados
En la Figura 5, se observa la distribución de los materiales en términos de volumen.
Se evidencia que ciertos materiales poseen un volumen significativamente mayor que otros,
especialmente aquellos que constituyen la estructura principal de la vivienda, como el
hormigón estructural y los bloques de mampostería.
Novasinergia 2025, 8(2), 113-139 121
Figura 5. Distribución de Volumen de materiales. Revit 2025. Fuente Elaboración Propia.
Los materiales incluidos corresponden a los elementos constructivos más representativos
en volumen y área dentro del modelo BIM de la vivienda, como se observa en las Figuras 4
y 5. La selección priorizó aquellos materiales cuya presencia incide significativamente en el
desempeño térmico y ambiental del prototipo, tales como muros estructurales,
cerramientos, cubiertas, vidrios y aislamientos. Algunos materiales específicos, como
elementos de cubierta o detalles constructivos menores, no fueron incluidos en esta
comparación por su impacto limitado o falta de datos completos en la literatura revisada.
Los materiales con menor volumen, como paneles de vidrio, metales y recubrimientos
delgados presentan una menor participación en la composición volumétrica del proyecto.
Este patrón es consistente con investigaciones previas que han señalado la relación entre el
uso de materiales estructurales y su impacto en la eficiencia térmica y mecánica de
edificaciones [4], [11].
En la Figura 6. Materiales de mayor a menor Área en M2. Fuente: Elaboración Propia. se visualiza la
distribución de materiales en términos de área cubierta. En este caso, los materiales
predominantes son aquellos utilizados en acabados y revestimientos, como el enlucido y la
pintura interior, seguidos por elementos de cerramiento como láminas de zinc y paneles de
hormigón.
Novasinergia 2025, 8(2), 113-139 122
Figura 6. Materiales de mayor a menor Área en M2. Fuente: Elaboración Propia.
Los materiales con menor área cubierta suelen estar relacionados con elementos
estructurales internos o componentes específicos del diseño arquitectónico, como detalles
en madera o acero. Esto confirma hallazgos previos que indican que los revestimientos
exteriores y materiales de terminación tienen un impacto significativo en la eficiencia
energética de las viviendas [2], [14].
3.1. Propiedades térmicas y eficiencia energética.
Los valores de conductividad y resistencia térmica de los materiales analizados
presentan diferencias significativas según su composición y función en la construcción. La
conductividad térmica, que mide la capacidad de un material para transferir calor, muestra
que los materiales convencionales como el acero de construcción, el hormigón estructural y
el vidrio mejorado poseen valores elevados en comparación con alternativas sostenibles
como el bambú (Tabla 4. Conductividad y resistencia térmica de los materiales analizados) [19].
El análisis de los datos indica que el acero de construcción presenta la mayor conductividad
térmica (~50.2 W/m·K), lo que indica que es un excelente conductor de calor. En contraste,
el hormigón estructural (~1.75 W/m·K) y el vidrio mejorado (~0.78 W/m·K) muestran valores
más bajos dentro de los materiales convencionales (Tabla 4. Conductividad y resistencia térmica de los
materiales analizados) [4], [6]. Por otro lado, el bambú, con una conductividad térmica de 0.12
W/m·K, demuestra una menor transferencia de calor, lo que sugiere una mejor eficiencia
energética en edificaciones situadas en climas cálidos [9].
Tabla 4. Conductividad y resistencia térmica de los materiales analizados
Novasinergia 2025, 8(2), 113-139 123
Material
Conductividad térmica (W/m·K)
Resistencia térmica
(m²·K/W)
Desempeño térmico
Bambú
0.12
8.33
Excelente aislante
Vidrio mejorado
0.78
1.28
Moderado
Bloque de arcilla
0.80
1.25
Moderado
Hormigón estructural
1.75
0.57
Deficiente
Acero estructural
50.20
0.02
Muy deficiente
En términos de resistencia térmica, los datos reflejan una clara ventaja de los materiales
sostenibles. El bambú presenta la mayor resistencia térmica con 8.33 m²·K/W, lo que lo
posiciona como un material con alto potencial de aislamiento térmico. En contraste, el
hormigón estructural tiene una resistencia térmica de 0.57 m²·K/W, mientras que el vidrio
mejorado presenta un valor moderado de 1.28 m²·K/W (Tabla 4. Conductividad y resistencia térmica
de los materiales analizados) [4], [6]. En el caso del acero, debido a su alta conductividad térmica,
su resistencia térmica es despreciable y no se considera en análisis de aislamiento térmico.
El gráfico de comparación de conductividad y resistencia térmica (Figura 7. Comparación de
Conductividad Térmica entre Materiales. Fuente: Elaboración Propia) ilustra la relación inversa entre ambas
propiedades. Se observa que los materiales convencionales tienen alta conductividad y baja
resistencia térmica, mientras que el bambú exhibe el comportamiento opuesto, lo que
sugiere su potencial para estrategias de aislamiento térmico sostenible (Figura 8. Comparación
de Resistencia Térmica entre Materiales. Fuente: Elaboración Propia).
Figura 7. Comparación de Conductividad Térmica entre Materiales. Fuente: Elaboración Propia.
Figura 8. Comparación de Resistencia Térmica entre Materiales. Fuente: Elaboración Propia.
Novasinergia 2025, 8(2), 113-139 124
El análisis de estas propiedades térmicas permite evaluar la eficiencia energética de los
materiales en construcción, evidenciando que la selección adecuada puede contribuir a la
reducción del consumo energético en edificaciones. La incorporación de materiales con baja
conductividad térmica y alta resistencia térmica, como el bambú, podría mejorar el
desempeño ambiental de las construcciones en climas tropicales [1], [2].
3.2. Impacto ambiental y huella de carbono.
El análisis del impacto ambiental de los materiales de construcción se ha centrado en
dos indicadores clave: la huella de carbono (kg CO₂/m²) y el potencial de reciclabilidad (%).
Los resultados evidencian diferencias significativas en los materiales convencionales y
sostenibles en términos de su contribución a las emisiones de carbono y su capacidad de ser
reutilizados en procesos productivos (Tabla 5. Huella de carbono y potencial de reciclabilidad de los
materiales analizados).
Tabla 5. Huella de carbono y potencial de reciclabilidad de los materiales analizados.
Material
Huella de carbono (kg
CO₂/m²)
Reciclabilidad (%)
Evaluación ambiental
Bambú
50
70
Bajo impacto
Vidrio mejorado
60
90
Bajo impacto
Bloque de arcilla
100
40
Impacto medio
Hormigón estructural
150
25
Alto impacto
Acero estructural
250
—
Muy alto impacto
Los valores de huella de carbono y reciclabilidad presentados en la Tabla 5 fueron utilizados
como criterios de comparación para orientar la elección de materiales dentro del modelo
BIM. Si bien el software no permite la simulación directa del impacto ambiental, estos
parámetros fueron fundamentales para analizar el desempeño ambiental de cada
alternativa constructiva, en conjunto con sus propiedades térmicas. Así, la evaluación no se
limita a un análisis aislado, sino que integra el criterio ambiental dentro del proceso de
selección técnica de materiales.
Los valores obtenidos muestran que el acero de construcción posee la mayor huella de
carbono (~250 kg CO₂/m²), lo que indica un alto impacto ambiental. Este material es
ampliamente utilizado en estructuras por sus propiedades mecánicas, pero su proceso de
fabricación es intensivo en energía y emisiones (Tabla 5. Huella de carbono y potencial de reciclabilidad
de los materiales analizados) [2]. El hormigón estructural, con una huella de carbono de
aproximadamente 150 kg CO₂/m², sigue siendo un material con impacto ambiental
considerable, aunque en menor medida que el acero [7].
Por otro lado, el vidrio mejorado presenta un impacto intermedio, con una huella de
carbono de 90 kg CO₂/m², mientras que el bambú destaca por su menor huella de carbono,
con un valor de 50 kg CO₂/m², lo que refuerza su potencial como alternativa sostenible en la
construcción [9].
El potencial de reciclabilidad también presenta variaciones significativas entre los
materiales analizados. El vidrio mejorado, con una reciclabilidad del 90%, es el material con
mayor capacidad de reutilización en comparación con el hormigón estructural, que alcanza
un 60% de reciclabilidad (Figura 9. Comparación de Huella de Carbono y Reciclabilidad en Materiales de
Novasinergia 2025, 8(2), 113-139 125
Construcción) [6]. En el caso del acero estructural, no se incluyó un valor numérico de
reciclabilidad en la tabla debido a la ausencia de un dato específico y uniforme en las fuentes
revisadas. No obstante, diversos estudios industriales y normativos reconocen que el acero
es uno de los materiales más reciclables a nivel global, con tasas que superan el 90 % en
muchos contextos productivos. Esta característica se menciona en el texto como una
valoración cualitativa respaldada por la práctica industrial, aunque no se visualiza
cuantitativamente en la tabla por razones metodológicas (Figura 9. Comparación de Huella de
Carbono y Reciclabilidad en Materiales de Construcción).
Figura 9. Comparación de Huella de Carbono y Reciclabilidad en Materiales de Construcción. Fuente: elaboración
Propia.
El análisis comparativo resalta la necesidad de incorporar materiales con menor huella de
carbono y mayor reciclabilidad en el diseño de viviendas sostenibles. En particular, el
bambú emerge como una alternativa viable para reducir el impacto ambiental en climas
tropicales, mientras que la optimización del uso de materiales como el hormigón y el vidrio
mejorado puede contribuir a estrategias de economía circular en la construcción [1], [2].
3.3. Comparación con datos de consumo energético en la vivienda modelada.
Además del análisis individual de propiedades térmicas y ambientales, este estudio
implementó un análisis comparativo de escenarios constructivos, modelando diferentes
configuraciones de materiales convencionales y sostenibles dentro del entorno BIM. A
través de esta comparación, fue posible evaluar el desempeño energético simulado en la
vivienda bajo distintas combinaciones de cerramientos, estructuras y elementos de la
envolvente. Esta estrategia permitió cuantificar cómo las decisiones de diseño basadas en la
selección de materiales inciden directamente en el consumo energético total estimado.
(Figura 10. Consumo Energético por Categoría y su Relación con Materiales).
Novasinergia 2025, 8(2), 113-139 126
Figura 10. Consumo Energético por Categoría y su Relación con Materiales. Fuente: Elaboración Propia.
El consumo energético de los sistemas de climatización alcanza 50 kWh/m²/año, lo que
sugiere que su eficiencia está estrechamente vinculada a la capacidad aislante de los
materiales empleados en la construcción. La selección de materiales con alta inercia térmica,
como el hormigón denso, puede contribuir a reducir las oscilaciones de temperatura y
minimizar el uso de sistemas mecánicos de climatización (Tabla 6. Resumen del consumo energético
del modelo BIM) [1], [4].
Tabla 6. Resumen del consumo energético del modelo BIM
Categoría
Consumo energético
(kWh/m²/año)
% del consumo total
Observación técnica / impacto
Envolvente térmica
85
44.7 %
Principal factor de consumo.
Mejora posible con aislamiento.
Sistemas de climatización
50
26.3 %
Reducción esperada si se
optimizan cerramientos.
Iluminación y ventilación
35
18.4 %
Afectado por diseño pasivo y
ubicación de aberturas.
Agua caliente sanitaria
20
10.5 %
Alta dependencia de fuentes
energéticas.
Consumo total estimado
190
100%
Potencial de reducción general
mediante diseño integrado.
Los valores de consumo energético presentados en la Tabla 6 fueron estimados a partir de
simulaciones realizadas en Revit Insight, considerando escenarios con materiales
convencionales y sostenibles. Si bien el software permite calcular la carga térmica en función
de las propiedades de los elementos constructivos, no incorpora directamente indicadores
como la reciclabilidad o la huella de carbono. No obstante, estos valores ambientales (Tabla
5) fueron utilizados como criterios adicionales de análisis para seleccionar combinaciones
materiales más sostenibles, sin alterar los parámetros energéticos del software. En este
sentido, la reciclabilidad del acero (90 %) y del bambú (70 %) se consideran en el análisis
global, aunque no afectaron directamente los cálculos energéticos del modelo.
En cuanto a la iluminación y ventilación, el consumo estimado es de 35 kWh/m²/año,
influenciado en gran medida por la distribución de aberturas y el uso de materiales que
permitan la entrada de luz natural sin incrementar la carga térmica. El empleo de vidrios de
baja emisividad y materiales reflectantes podría optimizar la iluminación y reducir la
Novasinergia 2025, 8(2), 113-139 127
necesidad de iluminación artificial (Figura 10. Consumo Energético por Categoría y su Relación con
Materiales) [6].
El consumo energético del sistema de agua caliente sanitaria se estima en 20 kWh/m²/año,
dependiendo en gran medida del uso de fuentes renovables y de la eficiencia de los sistemas
de aislamiento térmico en tuberías y depósitos. La aplicación de aislantes térmicos en las
conducciones de agua caliente podría reducir significativamente estas pérdidas de energía
(Tabla 6. Resumen del consumo energético del modelo BIM) [17].
Finalmente, el consumo total estimado de la vivienda es de aproximadamente 190
kWh/m²/año, lo que evidencia un potencial de optimización energética mediante estrategias
de selección de materiales más eficientes. Se observa que la reducción del consumo en la
envolvente térmica y los sistemas de climatización podría generar una mejora sustancial en
la eficiencia del edificio (Figura 10. Consumo Energético por Categoría y su Relación con Materiales) [2].
Estos resultados refuerzan la importancia del uso de materiales con baja conductividad
térmica, alta inercia térmica y propiedades reflectantes en la optimización energética de
viviendas en climas tropicales. Además, la incorporación de estrategias de iluminación
natural y aislamiento térmico en instalaciones sanitarias puede contribuir a una reducción
significativa del consumo energético, mejorando el desempeño ambiental del edificio [1],
[5].
4. Discusión
4.1. Materiales y eficiencia energética: el dilema entre conductividad y sostenibilidad
El principal hallazgo de este estudio evidencia que la selección de materiales en la
construcción de viviendas de interés social en climas tropicales tiene un impacto
determinante en la eficiencia energética y el desempeño ambiental de los proyectos. La
conductividad térmica de los materiales analizados presenta una relación directa con la
demanda energética de climatización, lo que resalta la importancia de optar por materiales
con baja transferencia de calor para reducir el consumo energético del edificio (Tabla 6.
Resumen del consumo energético del modelo BIM).
En este contexto, los materiales sostenibles como el bambú han demostrado ventajas
térmicas y ambientales al exhibir una resistencia térmica significativamente mayor en
comparación con materiales convencionales como el hormigón estructural y el acero [9]. La
baja conductividad térmica del bambú (~0.12 W/m·K) permite minimizar la ganancia de
calor en el interior de la vivienda, reduciendo la necesidad de climatización artificial (Figura
7. Comparación de Conductividad Térmica entre Materiales. Fuente: Elaboración Propia). Además, su baja huella
de carbono y alto potencial de reciclabilidad lo posicionan como una alternativa viable para
proyectos de construcción sostenible en climas tropicales [2], [6].
Novasinergia 2025, 8(2), 113-139 128
Figura 11. Interfaz Insight. https://insight.autodesk.com/OneEnergy/Insight/230648. Fuente: Elaboración Propia.
Por otro lado, los materiales convencionales como el acero y el hormigón estructural
presentan altos valores de conductividad térmica (~50.2 W/m·K y ~1.75 W/m·K,
respectivamente), lo que aumenta la demanda energética debido a la rápida transferencia
de calor hacia el interior del edificio [19]. A su vez, estos materiales poseen una huella de
carbono elevada, especialmente el acero (~250 kg CO₂/m²), lo que incrementa el impacto
ambiental del proyecto (Figura 11. Interfaz Insight.
https://insight.autodesk.com/OneEnergy/Insight/230648. Fuente: Elaboración Propia). Estos resultados
coinciden con investigaciones previas que han señalado al acero y el hormigón como
materiales con alto consumo energético en su producción y ciclo de vida [1].
Si bien el vidrio mejorado ofrece una conductividad térmica moderada (~0.78 W/m·K) y una
alta reciclabilidad (~90%), su capacidad de aislamiento térmico sigue siendo inferior a la de
materiales naturales como el bambú o los compuestos de fibras vegetales [6]. Estudios
previos han demostrado que la combinación de vidrios de baja emisividad con sistemas de
ventilación pasiva puede mejorar la eficiencia térmica sin necesidad de aumentar el uso de
materiales de alta densidad [9].
Estos hallazgos confirman la importancia de replantear los criterios de selección de
materiales en viviendas de interés social, priorizando alternativas con baja conductividad
térmica y menor impacto ambiental. La adopción de materiales como el bambú, combinados
con estrategias de diseño pasivo, podría representar una solución efectiva para reducir el
consumo energético y la huella de carbono en edificaciones en climas tropicales. Sin
embargo, futuras investigaciones deben enfocarse en la validación empírica de estos
materiales en condiciones reales, considerando variables como la degradación con el
tiempo, la resistencia estructural y la eficiencia en el desempeño térmico a largo plazo [4].
4.2. ¿Sostenibilidad o rendimiento estructural? Análisis de materiales en la construcción.
Los resultados obtenidos en este estudio confirman que la conductividad y la
resistencia térmicas de los materiales influyen directamente en el consumo energético de las
edificaciones. En particular, los materiales con baja conductividad térmica y alta resistencia
térmica ofrecen mejores condiciones de aislamiento, lo que reduce la demanda de
Novasinergia 2025, 8(2), 113-139 129
climatización y mejora la eficiencia energética de la vivienda modelada (Tabla 4. Conductividad
y resistencia térmica de los materiales analizados).
El bambú destacó como una opción viable para construcciones sostenibles debido a su baja
conductividad térmica (~0.12 W/m·K) y su elevada resistencia térmica (~8.33 m²·K/W), lo
que sugiere un importante potencial de ahorro energético en climas tropicales [9]. Este
resultado refuerza hallazgos previos sobre el uso de materiales naturales en edificaciones
con criterios de eficiencia energética [6].
Figura 12. Estructura y modelado de Cubierta, soporte bambú. Fuente: Elaboración Propia.
En contraste, el acero presentó la conductividad térmica más alta (~50.2 W/m·K), lo que lo
convierte en un material ineficiente en términos de aislamiento térmico y, por ende, requirió
un mayor consumo energético para regular la temperatura interior [19]. Además, el acero y
el hormigón estructural exhibieron la mayor huella de carbono (~250 kg CO₂/m² y ~150 kg
CO₂/m², respectivamente), lo que resalta su impacto ambiental y refuerza la necesidad de
buscar alternativas más sostenibles (Figura 12. Estructura y modelado de Cubierta, soporte bambú.
Fuente: Elaboración Propia.).
En términos de potencial de reciclabilidad, el vidrio mejorado mostró un desempeño
favorable (~90%), aunque su huella de carbono sigue siendo considerable (~90 kg CO₂/m²)
[6]. Estos datos sugieren que la sostenibilidad en la construcción no solo debe considerar el
rendimiento térmico de los materiales, sino también su impacto ambiental a lo largo de su
ciclo de vida [2].
Desde el punto de vista del consumo energético, el análisis BIM evidenció que la envolvente
térmica representa la categoría con mayor demanda energética (~85 kWh/m²/año), seguida
por los sistemas de climatización (~50 kWh/m²/año) y la iluminación y ventilación (~35
kWh/m²/año). Este resultado indica que la selección de materiales adecuados podría reducir
considerablemente la carga térmica de la edificación, mejorando así su eficiencia energética
y disminuyendo el impacto ambiental asociado a su operación [1].
Novasinergia 2025, 8(2), 113-139 130
En conclusión, este análisis resalta el dilema entre sostenibilidad y rendimiento estructural
en la selección de materiales para la construcción. Si bien los materiales convencionales
como el acero y el hormigón ofrecen resistencia mecánica, su alto impacto ambiental y su
baja eficiencia térmica los convierten en opciones menos sostenibles. En contraste,
materiales como el bambú y el vidrio mejorado pueden optimizar el desempeño energético
y reducir la huella de carbono, promoviendo un enfoque más sustentable en el diseño de
viviendas en climas tropicales. No obstante, futuras investigaciones deben abordar la
viabilidad estructural y la durabilidad a largo plazo de estos materiales, así como evaluar
su comportamiento en condiciones climáticas reales y su integración con tecnologías de
construcción avanzada [4].
4.3. Construcción tradicional vs. innovación: lo que la bibliografía nos dice.
Los resultados de este estudio son consistentes con investigaciones previas, que han
destacado la relevancia de los materiales naturales y reciclables en la reducción de la
demanda energética y la minimización del impacto ambiental en edificaciones sostenibles
[1], [2]. En particular, estudios recientes han demostrado que la selección de materiales con
alta resistencia térmica y baja huella de carbono desempeña un papel fundamental en la
optimización de la eficiencia energética de los edificios.
Los datos obtenidos en este estudio reafirman que los materiales convencionales como el
acero y el hormigón estructural tienen una huella de carbono significativamente alta (~250
kg CO₂/m² y ~150 kg CO₂/m², respectivamente), lo que los convierte en materiales menos
sostenibles dentro del sector de la construcción (Figura 9. Comparación de Huella de Carbono y
Reciclabilidad en Materiales de Construcción. Estos valores coinciden con reportes previos que
identifican a estos materiales como principales contribuyentes a las emisiones globales de
CO₂ [20].
Sin embargo, a diferencia de estudios anteriores que han enfatizado únicamente el impacto
ambiental, este análisis incorpora la relación directa entre las propiedades térmicas de los
materiales y el consumo energético de la vivienda modelada en BIM. Los datos revelan que
la envolvente térmica es el factor de mayor consumo (~85 kWh/m²/año), seguido por los
sistemas de climatización (~50 kWh/m²/año) y la iluminación y ventilación (~35
kWh/m²/año) (Figura 13. Modelado de Cubierta y análisis energético de Bambú. Fuente: Elaboración
Propia). Estos hallazgos refuerzan la necesidad de considerar estrategias de diseño pasivo y
la utilización de materiales con baja conductividad térmica y alta capacidad de aislamiento
para reducir la demanda de climatización artificial [5].
Novasinergia 2025, 8(2), 113-139 131
Figura 13. Modelado de Cubierta y análisis energético de Bambú. Fuente: Elaboración Propia
Desde la perspectiva de la innovación en la construcción, se evidencia que materiales
alternativos como el bambú y el vidrio mejorado presentan una menor huella de carbono y
un mayor potencial de reciclabilidad (~90%), lo que refuerza su viabilidad como sustitutos
sostenibles en edificaciones de interés social [6]. Estos resultados coinciden con estudios
recientes que sugieren que la integración de materiales renovables y estrategias de diseño
bioclimático podría reducir significativamente el impacto ambiental del sector de la
construcción [2], [12].
Es importante destacar que los materiales modelados no fueron seleccionados de manera
subjetiva, sino a partir de criterios técnicos previamente definidos. Las decisiones se
fundamentaron en datos documentados sobre conductividad térmica, huella de carbono y
reciclabilidad, lo que permitió evaluar su comportamiento a través de simulaciones
energéticas con mayor rigor metodológico.
En conclusión, este estudio demuestra que la eficiencia energética y la sostenibilidad no
deben considerarse de manera aislada, sino como parte de un enfoque integral en el diseño
de viviendas en climas tropicales. La incorporación de modelos BIM ha permitido
cuantificar de manera precisa la relación entre selección de materiales, impacto ambiental y
demanda energética, proporcionando herramientas para mejorar la toma de decisiones en
el sector [3]. Sin embargo, futuras investigaciones deberían profundizar en la combinación
de materiales innovadores con tecnologías de construcción digital para optimizar aún más
el desempeño térmico y la sostenibilidad de las edificaciones.
4.4. Más allá del diseño: la importancia de optimizar la huella de carbono en vivienda social.
El análisis de la huella de carbono en materiales de construcción ha cobrado gran
relevancia en los últimos años, especialmente en el contexto de la vivienda social en climas
tropicales, donde la demanda energética y las condiciones ambientales pueden acentuar el
Novasinergia 2025, 8(2), 113-139 132
impacto ambiental de las edificaciones. Los resultados obtenidos en este estudio confirman
que los materiales tradicionalmente utilizados en la construcción, como el acero y el
hormigón estructural, presentan altos valores de emisiones de CO₂ (~250 kg CO₂/m² y ~150
kg CO₂/m², respectivamente), lo que refuerza la necesidad de optimizar la selección de
materiales para mitigar su impacto ambiental (Figura 9. Comparación de Huella de Carbono y
Reciclabilidad en Materiales de Construcción. Fuente: elaboración Propia.).
Este hallazgo es consistente con estudios previos, que han identificado que el sector de la
construcción es responsable de una parte significativa de las emisiones globales de gases de
efecto invernadero [20]. Sin embargo, en este estudio se ha abordado el problema desde una
perspectiva más integral, considerando la relación entre la huella de carbono, la
reciclabilidad de los materiales y su eficiencia energética en la edificación. Se ha evidenciado
que materiales como el vidrio mejorado presentan una moderada huella de carbono (~90 kg
CO₂/m²), pero un alto potencial de reciclabilidad (~90%), lo que lo convierte en una
alternativa viable en el marco de la sostenibilidad [6].
Figura 14. Modelado de Superficies Analíticas Revit Insight. Fuente: Elaboración Propia
En contraste, los materiales renovables, como el bambú, han demostrado ser opciones
altamente sostenibles, ya que presentan una de las menores huellas de carbono (~50 kg
CO₂/m²) y un excelente desempeño térmico, con alta resistencia térmica y baja
conductividad térmica (~8.33 m²·K/W y 0.12 W/m·K, respectivamente) (Figura 14. Modelado
de Superficies Analíticas Revit Insight. Fuente: Elaboración Propia. Estos resultados coinciden con
estudios que promueven el uso de materiales de rápido crecimiento y baja energía embebida
para disminuir el impacto ambiental de las construcciones [9].
Desde la perspectiva de la vivienda social, la optimización de la huella de carbono debe
abordarse no solo desde la selección de materiales, sino también desde la integración de
estrategias de diseño bioclimático y el uso de herramientas digitales para mejorar la
eficiencia energética de los edificios. El modelado BIM ha permitido cuantificar el impacto
Novasinergia 2025, 8(2), 113-139 133
de los materiales en la huella ambiental de la vivienda modelada, lo que facilita la toma de
decisiones fundamentadas para futuras construcciones de interés social [5].
A pesar de estos avances, el desafío radica en equilibrar costos, accesibilidad y
sostenibilidad. En muchos casos, los materiales de menor impacto ambiental pueden tener
costos iniciales más elevados o requerir adaptaciones en los procesos constructivos
tradicionales. Sin embargo, el análisis de consumo energético realizado en este estudio
demuestra que la inversión en materiales más eficientes térmicamente puede traducirse en
una reducción significativa de la demanda de climatización (~50 kWh/m²/año), lo que a
largo plazo genera ahorros en consumo energético y contribuye a la reducción de emisiones
de CO₂ [2].
En conclusión, la optimización de la huella de carbono en la vivienda social no puede
depender únicamente de la elección de materiales, sino que debe integrarse en un enfoque
sistémico que incluya diseño bioclimático, selección estratégica de materiales y
herramientas digitales como BIM para mejorar la precisión en la cuantificación del impacto
ambiental [3]. Las estrategias de optimización energética y reducción de la huella de carbono
deben estar alineadas con políticas públicas y normativas que fomenten una construcción
más sostenible y accesible.
4.5. ¿Qué tan precisos son los modelos digitales? Limitaciones del análisis en BIM.
El uso de Building Information Modeling (BIM) en el análisis de materiales y
consumo energético ha demostrado ser una herramienta fundamental para la optimización
de diseños arquitectónicos y la cuantificación de insumos en la construcción [5]. Sin
embargo, su precisión está condicionada por ciertos factores que limitan su aplicabilidad en
escenarios reales.
En primer lugar, las simulaciones en BIM se basan en valores teóricos y parámetros
predefinidos, lo que implica que no se contemplan de manera exhaustiva las variaciones
ambientales a las que estarán expuestos los materiales en el tiempo. Factores como la
humedad, la radiación solar y la calidad del aire pueden influir significativamente en la
durabilidad y eficiencia de los materiales, afectando sus propiedades térmicas y mecánicas
a largo plazo [2]. Estudios previos han demostrado que los valores de conductividad y
resistencia térmicas pueden presentar diferencias notables cuando se contrastan mediciones
experimentales con datos simulados [1].
Otra limitación clave es que el análisis realizado en este estudio no considera variaciones en
el diseño arquitectónico, tales como la ventilación cruzada, el uso de estrategias de
sombreamiento pasivo o la orientación de la edificación, aspectos que podrían optimizar
significativamente el desempeño térmico sin necesidad de modificar los materiales
utilizados [9]. Modelos más avanzados de simulación energética, como los que incluyen
análisis dinámicos de cargas térmicas y flujos de aire, permitirían integrar estos factores y
ofrecer una evaluación más representativa de la realidad [3].
Novasinergia 2025, 8(2), 113-139 134
Figura 15. Configuración Energética de Modelo Revit Insight. Fuente: Elaboración Propia
Por otro lado, el consumo energético calculado en BIM depende de los valores
predeterminados de los softwares de simulación (Fig. 15), que pueden no reflejar con
exactitud el comportamiento real de un material en diferentes condiciones climáticas. La
incorporación de datos empíricos obtenidos de mediciones en campo sería esencial para
mejorar la confiabilidad de los resultados y reducir la brecha entre la simulación y la
aplicación práctica [4]. Finalmente, si bien la modelación BIM facilita la cuantificación
precisa de materiales y la estimación de impactos ambientales, este estudio no aborda el
ciclo de vida completo de los materiales, incluyendo su fabricación, transporte, instalación
y disposición final. Evaluaciones basadas en Análisis de Ciclo de Vida (ACV) y modelos
híbridos que combinen datos de simulación con mediciones empíricas permitirían un
enfoque más integral en futuras investigaciones [20].
A pesar de estas limitaciones, la implementación de BIM en este estudio demuestra su
potencial como herramienta de planificación en la construcción sostenible. No obstante, la
precisión de los modelos digitales debe ser complementada con estudios experimentales y
validaciones empíricas que permitan generar un conocimiento más robusto y aplicable a
diversos contextos climáticos y constructivos.
4.6. BIM y bases de datos inteligentes: el futuro de la selección de materiales en arquitectura.
Los avances en tecnología digital y modelado de información para la construcción
(BIM) han transformado la manera en que se seleccionan y evalúan los materiales en
proyectos arquitectónicos. En este estudio, el uso de BIM en combinación con bases de datos
estructuradas de materiales permitió cuantificar de manera precisa la cantidad de materiales
empleados en la vivienda modelada, así como analizar su impacto en el consumo energético
y la huella de carbono [5]. Esta metodología facilita la toma de decisiones fundamentadas
en información cuantitativa, lo que resulta esencial en la construcción sostenible y la
optimización de recursos en viviendas de interés social.
Novasinergia 2025, 8(2), 113-139 135
Desde una perspectiva aplicada, los resultados obtenidos pueden integrarse en estrategias
de eficiencia energética en arquitectura, permitiendo a arquitectos, ingenieros y urbanistas
seleccionar materiales que reduzcan el consumo energético de los edificios y minimicen su
impacto ambiental. En climas tropicales, donde las altas temperaturas y la humedad
condicionan el desempeño térmico de las edificaciones, la elección de materiales con baja
conductividad térmica y alta resistencia térmica puede contribuir significativamente a la
reducción de la demanda de climatización artificial [2].
Figura 16. Modelos Comparativos de Consumo Energético Autodesk Insight. Fuente: Elaboración Propia.
Los hallazgos también aportan a la construcción de modelos integrados de diseño
arquitectónico, proporcionando una base cuantitativa para futuras decisiones en
construcción sostenible. A través del uso de bases de datos inteligentes, se pueden
identificar tendencias en el rendimiento de los materiales, evaluar su viabilidad en distintos
entornos y generar modelos predictivos que optimicen la selección de materiales en función
de su desempeño térmico, impacto ambiental y costo energético. Estudios recientes han
destacado la importancia de desarrollar sistemas BIM vinculados con bases de datos
dinámicas para mejorar la eficiencia en la planificación y gestión de proyectos [3].
Además, la incorporación de metodologías digitales como BIM no solo mejora la precisión
en la evaluación de materiales, (Figura 16. Modelos Comparativos de Consumo Energético
Autodesk Insight. Fuente: Elaboración Propia, sino que también permite explorar el impacto de
nuevos materiales con baja huella de carbono en el diseño de edificaciones más sostenibles.
Materiales como el bambú, los concretos reciclados y los polímeros reforzados presentan un
alto potencial para ser integrados en bases de datos inteligentes de selección de materiales
[9].
A pesar de sus ventajas, la integración de BIM con bases de datos de materiales sigue
enfrentando desafíos, particularmente en la estandarización de información y la
accesibilidad a datos precisos sobre las propiedades mecánicas, térmicas y ambientales de
los materiales. Estudios previos han señalado que la falta de estandarización en las bases de
datos de materiales dificulta la comparabilidad de datos entre diferentes plataformas y
herramientas digitales [1].
Novasinergia 2025, 8(2), 113-139 136
En este sentido, el presente estudio destaca la importancia de fortalecer la vinculación entre
BIM y bases de datos inteligentes, con el objetivo de mejorar la precisión en la selección de
materiales y facilitar el diseño de edificaciones energéticamente eficientes. La consolidación
de estos modelos permitirá no solo reducir la huella de carbono y el impacto ambiental de
la construcción, sino también mejorar la accesibilidad a herramientas de análisis de
materiales para arquitectos y diseñadores, promoviendo una construcción más sostenible y
eficiente a nivel global.
4.7. De la teoría a la práctica: desafíos y oportunidades en la construcción sostenible.
Los hallazgos obtenidos en este estudio evidencian que la selección de materiales
tiene un impacto directo en la eficiencia energética y la sostenibilidad ambiental de las
viviendas de interés social en climas tropicales. En particular, los materiales convencionales,
como el acero y el hormigón estructural, si bien poseen ventajas en resistencia y durabilidad,
presentan valores elevados de conductividad térmica y una alta huella de carbono, lo que
incrementa la demanda energética de los edificios [4], [19]. En contraste, los materiales
sostenibles, como el bambú y el vidrio mejorado, exhiben menor impacto ambiental y
mejores propiedades térmicas, lo que los convierte en alternativas viables para optimizar el
desempeño energético de edificaciones en regiones de altas temperaturas [6], [9].
Desde una perspectiva aplicada, estos resultados presentan implicaciones significativas en
el sector de la construcción, ya que proporcionan evidencia cuantitativa que respalda la
integración de criterios de sostenibilidad en la selección de materiales. El uso de
herramientas BIM, en particular Revit y Revit Insight, ha permitido cuantificar con precisión
la cantidad de materiales empleados y analizar su impacto en el consumo energético del
edificio modelado [3], [5]. Esta metodología refuerza la utilidad de la simulación digital para
optimizar la elección de materiales en función de sus propiedades térmicas, mecánicas y
ambientales.
No obstante, aún persisten desafíos para lograr una transición efectiva hacia prácticas
constructivas más sostenibles. Uno de los principales retos es la falta de normativas
específicas que regulen el uso de materiales alternativos en la construcción de vivienda
social en climas tropicales. A pesar de los beneficios del bambú y otros materiales reciclados,
su adopción en proyectos de gran escala sigue siendo limitada debido a barreras
regulatorias, costos de producción y resistencia estructural en comparación con materiales
tradicionales [1], [9]. Por otro lado, si bien las herramientas BIM permiten una evaluación
detallada del comportamiento térmico de los materiales, el estudio aún no incorpora
mediciones en condiciones reales, lo que podría ofrecer una validación empírica más
robusta de los resultados obtenidos [2].
5. Conclusiones
Este estudio ha demostrado que la selección de materiales desempeña un papel
determinante en la eficiencia energética y el impacto ambiental de las viviendas de interés
social en climas tropicales. A través del modelado BIM en Revit, se logró una cuantificación
precisa de los materiales empleados y un análisis detallado de su comportamiento térmico
y ambiental. Los resultados evidencian que materiales convencionales como el acero y el
Novasinergia 2025, 8(2), 113-139 137
hormigón estructural presentan una alta huella de carbono y baja resistencia térmica, lo que
incrementa el consumo energético de la edificación [2]. En contraste, alternativas sostenibles
como el bambú y el vidrio mejorado han demostrado ser soluciones eficientes, con baja
conductividad térmica, mayor resistencia térmica y alta reciclabilidad, favoreciendo la
reducción del consumo energético en la envolvente térmica [3].
El uso de herramientas digitales como BIM no solo permitió cuantificar los materiales con
precisión, sino que también facilitó la evaluación del impacto energético, estableciendo una
relación clara entre la selección de materiales y la eficiencia energética del proyecto. Este
enfoque integrador permite optimizar el diseño arquitectónico, priorizando materiales con
menor huella ambiental y maximizando la eficiencia térmica de la edificación [5]. Los
resultados de este estudio consolidan una base de datos estructurada con propiedades
térmicas y ambientales de los materiales evaluados, lo que representa un recurso valioso
para la toma de decisiones informadas en el diseño y la construcción sostenible en climas
tropicales [11].
Desde una perspectiva práctica, estos hallazgos refuerzan la necesidad de incorporar
metodologías avanzadas de simulación y selección de materiales en la planificación de
viviendas de bajo impacto ambiental. La reducción del consumo energético a través de la
elección estratégica de materiales no solo mejora la sostenibilidad del sector de la
construcción, sino que también contribuye a mitigar los efectos del cambio climático
mediante la disminución de emisiones de CO₂ [2], [20].
Como línea de investigación futura, se recomienda la realización de validaciones
experimentales en viviendas construidas con los materiales evaluados, así como la
integración de metodologías avanzadas de simulación para analizar el desempeño térmico
y ambiental bajo diversas condiciones climáticas. Adicionalmente, la exploración de nuevos
materiales alternativos, con menor impacto ambiental y alto desempeño térmico, podría
expandir las opciones disponibles para la construcción sostenible en el futuro [3], [11].
Los resultados presentados en esta investigación sientan las bases para el desarrollo de
políticas de diseño sostenible en entornos de vivienda social, y posicionan al modelado BIM
como una herramienta estratégica en la transición hacia una arquitectura climáticamente
responsable.
Fuente de financiamiento
Esta investigación es el resultado del proyecto "Análisis Comparativo del Índice de
Circularidad de Prototipos de Viviendas Sociales en Ecuador", identificado con el código
FCI-007-2023, aprobado en la Convocatoria de Proyectos de Investigación 2023 y respaldado
por la Universidad de Guayaquil según la Resolución No. R-CSU-UG-SE34-313-14-09-2023.
Cabe destacar que este estudio no ha requerido financiamiento directo, ya que se han
empleado herramientas digitales, licencias educativas de software especializado y acceso a
bases de datos científicas para la recopilación, modelado y análisis de información.
Novasinergia 2025, 8(2), 113-139 138
Contribución de los Autores
Conceptualización, R.A.V.R.; metodología, R.A.V.R., G.R.M.C. y M.I.R.J.; software,
R.A.V.R. (simulaciones en Revit Insight), G.R.M.C. (modelado BIM en Revit 2025);
validación, R.A.V.R. y G.R.M.C.; análisis formal, R.A.V.R.; investigación, M.I.R.J.
(recolección de bibliografía en bases de datos científicas con acceso institucional); recursos,
Universidad de Guayaquil (licencias educativas de software y acceso a bases de datos
científicas); curación de datos, R.A.V.R.; redacción—preparación del borrador original,
R.A.V.R.; redacción—revisión y edición, R.A.V.R., G.R.M.C. y M.I.R.J.; visualización,
R.A.V.R. (estructuración de datos y generación de gráficos); supervisión, R.A.V.R.;
administración del proyecto, R.A.V.R. Todos los autores han leído y aprobado la versión
publicada del manuscrito.
Conflicto de Interés
Los autores no reportan conflictos de interés relacionados con esta investigación.
Declaración sobre el uso de Inteligencia Artificial Generativa
En la preparación de este artículo, se utilizó ChatGPT-4 (versión GPT-4 Turbo, plan
de suscripción Plus) y herramientas especializadas de GPT para Excel para la optimización
de redacción técnica, corrección gramatical y estructuración del contenido, así como para la
generación y análisis de tablas de datos. Estas herramientas facilitaron la organización de
información cuantitativa y cualitativa, mejorando la precisión en la presentación de
resultados. No obstante, todas las interpretaciones, análisis y validaciones fueron realizadas
y aprobadas por los autores, asegurando la coherencia científica y la alineación con los
objetivos de la investigación.
Referencias
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https://doi.org/10.1201/9781003360469.
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