ARQUITECTURA DIGITAL: EXPLORANDO

LA SÍNTESIS ENTRE TECNOLOGÍA,

DISEÑO Y MATERIALIZACIÓN

DIGITAL ARCHITECTURE: EXPLORING THE SYNTHESIS

BETWEEN TECHNOLOGY, DESIGN, AND MATERIALIZATION

EÍDOS

UTE

REVISTA

Facultad Arquitectura y Urbanismo

ISSN:1390-5007

No 24 • Julio 2024

Créditos

Editor en Jefe

Majid Khorami, Ph.D., Universidad UTE

Editora Asociada

Diana Zuleta, Ph.D., Universidad UTE

Editor Asociado

Dr. René Idrovo, Ph.D.

Diagramación y diseño

Editorial UTE

Corrección de estilo

Editorial UTE

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Revista EIDOS: eidos@ute.edu.ec

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Facultad de Arquitectura y Urbanismo – FAU Universidad UTE

Matriz: Calle Rumipamba s/n entre Bourgeois y Atahualpa

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Quito, Ecuador

EÍDOS 24

2024

, . - . ISSN:1390-5007

ÍNDICE

Dossier

Miscelánea

17 Tejiendo la Planicación Rural: Una

Clasicación Morfológica para las

Comunas Andinas.El Caso de Flores,

Ecuador

Riccardo Porreca, Francisco Caza, Diana Paz

39 Impact of Economic, Social, And

EnvironmentalFactors on Electric Vehicle

Adoption: A Review

Mohammad Farajnezhad, Jason See Toh Seong

Kuan, Hesam Kamyab

63 Frequency Responses of a Graphene

Oxide Reinforced Concrete Structure

Mostafa Habibi, Mohammad Habibi, Emad Toghroli,

Maryam Safa, Morteza Shariati

81 Diseño Gráco Automatizado:Un Análisis

Crítico detrás de la Inteligencia Articial

Fausto Daniel Santos Tapia

95 Study of an Environmentally Friendly

High-Performance Concrete (HPC)

Manufactured with the Incorporation of a

Blend of Micro-Nano Silica

Jhon Fabricio Tapia Vargas, Mohammadfarid

Alvansazyazdi, Alexis Andrés Barrionuevo Castañeda

111 Neuroinclusión en la Arquitectura: El Rol

de la Arquitectura en la Mejora de la

Salud Emocional y Mental de Individuos

con TEA y Neurodivergentes

Diana Patricia Chávez López, Jhonny Leonardo

Álvarez Ochoa

129 Fibers Pavement Concrete Proposed for

SalangRoad-Afghanistan-A review

Abdulhai Kaiwaan, Sayed Javid Azimi, Muhammad

Aref Naimzad

145 Impacto de la Tecnología BIM en la

Eciencia y Sostenibilidad de Proyectos

Arquitectónicos

Patricio Fernando Pérez Suárez, Diego Francisco

Solano Zambrano, Sofía Lorena Sornoza Alarcón,

Evelyn Andrea Chérrez Córdova

161 Negative Emotional Experiences in

Design:A Theoretical Approach to the

Literaturein Design Studies

Samira Ashari, Babak Amraee, Stefan Schmidt,

Gaetano Cascini

3 Imperfecciones controladas: integrando

lo natural en la gráca digital

arquitectónica

Adrián Patricio Beltrán Montalvo, Sebastian Narvaez-

Purtschert, Daniele Rocchio

EÍDOS 24

2024

BELTRÁN, et al. - Imperfecciones controladas: integrando lo natural en la gráca digital arquitectónica. pp. 3-15 ISSN:1390-5007 EÍDOS 24

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Resumen:

La digitalización en la representación gráca arqui-

tectónica ha llevado a una búsqueda de perfección,

que a menudo omite la autenticidad y la irregularidad

del mundo real. Este artículo aborda cómo la inclusión

deliberada de "imperfecciones controladas" puede

reintroducir la humanidad y la autenticidad en estas

formas de representación, mejorando la experiencia

estética y la conexión emocional del espectador.

El objetivo del estudio es explorar el rol de las imper-

fecciones en la representación gráca arquitectónica

digital, argumentando que pueden enriquecer la narra-

tiva visual y la percepción estética. La metodología tie-

ne por base un análisis con enfoque fenomenológico y

hermenéutico de la propuesta Rustic Whispers: Corten

Dreams in Italy's Countryside, para el concurso Rural

Housing: The Adaptive Reuse o an Italian Cascina, en

donde se identican elementos compositivos que se

dirigen hacia la integración de elementos irregulares

y naturales en la representación gráca, mientras esta

se desenvuelve en el escenario discursivo de las com-

peticiones arquitectónicas.

Los resultados principales del análisis muestran que la

integración de estas imperfecciones no solo aumenta

el realismo de las representaciones, sino que también

fomenta una mayor conexión entre el espectador y la

obra. Las representaciones enriquecidas con imper-

fecciones invitan a una exploración más profunda y

ofrecen una narrativa visual más envolvente y senso-

rial. Se concluye que la adopción de este concepto, en

las representaciones digitales arquitectónicas, desafía

la homogeneidad y la esterilidad de la perfección digi-

tal, y fomenta una arquitectura más humana y conecta-

da con su entorno.

Palabras claves: Representación gráca, imperfección

controlada, dibujo arquitectónico, narrativa visual.

1Adrián Patricio Beltrán Montalvo, 2Sebastian Narvaez-Purtschert, 3Daniele Rocchio

1Universidad UTE, Facultad de Arquitectura y Urbanismo, Departamento de Arquitectura,

Grupo de investigación: LL LiminalLab, Calle Rumipamba S/N y Bourgeois, Quito, Ecuador.

adrian.beltran@ute.edu.ec. ORCID: 0000-0001-7574-1602

2Universidad UTE, Facultad de Arquitectura y Urbanismo, Departamento de Arquitectura,

Grupo de investigación: LL LiminalLab, Calle Rumipamba S/N y Bourgeois, Quito, Ecuador.

sebastian.narvaez@ute.edu.ec. ORCID: 0009-0001-9746-9774

3Universidad UTE, Facultad de Arquitectura y Urbanismo, Departamento de Arquitectura,

Grupo de investigación: LL LiminalLab, Calle Rumipamba S/N y Bourgeois, Quito, Ecuador.

daniele.rocchio@ute.edu.ec. ORCID: 0000-0002-0414-8681

Imperfecciones controladas: integrando lo natural

en la gráca digital arquitectónica

Controlled Imperfections: Integrating the Natural

into Architectural Digital Graphics

EÍDOS No24

Revista Cientíca de Arquitectura y Urbanismo

ISSN: 1390-5007

revistas.ute.edu.ec/index.php/eidos

Recepción: 21, 03, 2024 - Aceptación: 08, 05, 2024 - Publicado: 01, 07, 2024

BELTRÁN, et al. - Imperfecciones controladas: integrando lo natural en la gráca digital arquitectónica. pp. 3-15 ISSN:1390-5007

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1. INTRODUCCIÓN

En la actualidad, dentro del contexto de la

aparición e implementación de la inteligen-

cia articial en la vida cotidiana, se ha vuel-

to más evidente cómo la digitalización ha

permeado todos los campos profesiona-

les, académicos y personales de los seres

humanos, en donde la disciplina arquitec-

tónica no es la excepción. En este campo

disciplinar, las representaciones grácas

digitales se han convertido en una herra-

mienta fundamental en el proceso de di-

seño, ofreciendo precisión y eciencia sin

precedentes (Rocchio et al., 2023 y Bel-

trán y Simbaña 2019). Sin embargo, este

avance tecnológico trae consigo un desa-

fío signicativo: la pérdida de la esencia

humana y natural en las representaciones

arquitectónicas, dando paso a que las "im-

perfecciones controladas" emerjan, como

un concepto que, además de desaar el

ideal de perfección en la gráca digital ar-

quitectónica, reivindica la importancia de

lo irregular y lo natural.

De igual manera, es importante señalar

que, mientras los avances en las tecnolo-

gías de representación siguen evolucio-

nando, la arquitectura ha incrementado su

carácter atmosférico y multisensorial, enfo-

cándose en lo fenomenológico, lo háptico

y la experiencia propia de los usuarios (Pa-

llasmaa, 2005 y Zumthor, 2006).

Este artículo explora el concepto de imper-

fecciones controladas dentro de la repre-

sentación gráca en la arquitectura, argu-

mentando que la inclusión deliberada de

elementos irregulares y naturales puede en-

riquecer signicativamente la experiencia

estética y la narrativa visual de una imagen.

Este enfoque, enriquecido por una capa de

lógica afectiva, la cual evoca emociones y

propone futuros construidos con base en

la percepción y la respuesta emocional del

público, convierte a las imágenes en pode-

rosos medios de comunicación, dentro del

escenario discursivo de las competiciones

arquitectónicas (Smitheram, Nakaj Kidd y

Meekings, 2018).

A partir de una lectura general de la pro-

pensión actual hacia la perfección, el va-

lor de la irregularidad, la representación

de lo atmosférico, y los criterios compo-

sitivos necesarios para su integración,

se propone un enfoque donde la repre-

sentación digital arquitectónica armoniza

lo tecnológico con lo orgánico, lo exacto

con lo impreciso, el espacio y la apropia-

ción (Porreca, Brito y Narvaez-Purchert

2023), y fundamentalmente la arquitectu-

ra con su entorno.

Abstract:

The digitization in architectural graphic representation

has led to a quest for perfection that often overlooks

the authenticity and irregularity of the real world. This

article addresses how the deliberate inclusion of

"controlled imperfections" can reintroduce humanity

and authenticity into these forms of representation,

enhancing the aesthetic experience and the emotional

connection of the viewer.

The study aims to explore the role of imperfections

in digital architectural graphic representation,

arguing that they can enrich the visual narrative and

aesthetic perception. The methodology is based on

a phenomenological and hermeneutic analysis of the

proposal "Rustic Whispers: Corten Dreams in Italy's

Countryside" for the competition “Rural Housing:

The Adaptive Reuse of an Italian Cascina”, in which

compositional elements that lead to the integration

of irregular and natural elements in the graphic

representation are identied, as it unfolds in the

discursive scenario of architectural competitions.

The main results of the analysis show that the

integration of these imperfections not only increases

the realism of the representations but also promotes a

greater connection between the viewer and the work.

Representations enriched with imperfections invite

deeper exploration and offer a more immersive and

sensory visual narrative. In conclusion, the adoption

of this concept in digital architectural representations

challenges the homogeneity and sterility of digital

perfection, promoting a more human architecture

connected with its environment.

Keywords: Graphic representation, controlled

imperfection, architectural drawing, visual narrative.

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1.1. La Perfección en el Diseño Digital

Antes de adentrarnos en el campo especí-

co de la representación gráca arquitec-

tónica, es importante señalar que la bús-

queda de la perfección en el diseño digital

arquitectónico se ha intensicado con el

desarrollo de tecnologías avanzadas y sof-

tware de modelado, dentro de un contex-

to social, cultural y tecnológico, conocido

como revolución digital (Dickinson, 2017 y

Krauel, 2010). Estas herramientas permi-

ten a los arquitectos y diseñadores crear

representaciones altamente detalladas y

precisas de sus obras, promoviendo una

estética de claridad, limpieza y orden, as-

piraciones que se asemejan notoriamente

a la falsa idea de progreso del movimiento

moderno (Rowe y Koetter, 1979; Beltrán y

Yépez, 2022). Si bien estos atributos son

deseables hasta cierto punto, su predomi-

nancia ha llevado a una uniformidad que

puede despojar a las representaciones de

su vitalidad y realismo.

Por otro lado, la adhesión estricta a la per-

fección digital plantea preguntas sobre la

creatividad y la individualidad en el dise-

ño arquitectónico. En un mundo donde las

representaciones se generan a menudo

con ajustes predeterminados y algoritmos,

la singularidad de la visión del arquitec-

to puede verse comprometida. La unifor-

midad resultante no solo es visible en las

representaciones individuales, sino que

también puede inuir en las tendencias

de diseño a nivel global, promoviendo un

paisaje arquitectónico homogéneo, des-

personalizado y deshumanizado. En este

contexto, Koolhaas y Miyoshi (1997), han

investigado dicho fenómeno en los espa-

cios urbanos y cómo ha impactado en la

identidad y funcionalidad de las ciudades.

Igualmente, los autores exploran cómo

la creciente uniformidad de los entornos

urbanos desafía la diversidad y compleji-

dad que históricamente han caracterizado

a las ciudades, mientras argumenta que

esta homogenización, impulsada por fac-

tores económicos, culturales y tecnológi-

cos, no solo erosiona la identidad local y

las tradiciones urbanas, sino que también

compromete la capacidad de los espa-

cios urbanos para servir efectivamente a

sus habitantes.

Esta tendencia hacia la perfección digital

ignora una verdad fundamental de nuestro

entorno, la cual se resume en que la na-

turaleza y la realidad están llenas de im-

perfecciones. Desde la variabilidad en la

textura de los materiales hasta las irregula-

ridades en las formas y patrones, el mun-

do real se caracteriza por su diversidad y

complejidad. Al omitir estos elementos, las

representaciones digitales corren el riesgo

de convertirse en visiones utópicas y es-

tériles, que no reejan la verdadera expe-

riencia del espacio y el entorno.

En este contexto, las imperfecciones con-

troladas se presentan no solo como una

respuesta a la frialdad de la perfección di-

gital, sino también como una oportunidad

para reintroducir la humanidad, la singu-

laridad y la autenticidad en la representa-

ción gráca arquitectónica. Sainz (2005)

y Beltrán-Montalvo (2022) proponen tres

formas de expresión de ideas relaciona-

das a la arquitectura: el lenguaje natural,

el lenguaje gráco y el lenguaje arquitec-

tónico, siendo el segundo en el cual nos

enfocamos para adoptar estos elementos

irregulares y naturales, que generan repre-

sentaciones más ricas, dinámicas y, en úl-

tima instancia, más humanas.

1.2. El Valor de lo Irregular y lo Natural

En contraste con la pulcritud y la uniformi-

dad que caracterizan a menudo la gráca

digital en arquitectura, el valor de lo irregu-

lar y lo natural radica en su capacidad para

reejar la realidad del mundo físico. La in-

clusión de elementos naturales e imperfec-

ciones controladas no solo enriquece la es-

tética visual, sino que también fomenta una

conexión más profunda entre el espectador

y la representación arquitectónica.

En este contexto, conviene introducir el

concepto del "tercer paisaje" de Clément

(2007), quien lo describe como los espa-

cios olvidados o no cultivados dentro de

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los entornos urbanos. Aunque originalmen-

te no se refería a la gráca digital, este con-

cepto puede reinterpretarse en el contexto

actual como un llamado a reconocer y va-

lorar lo no planicado y lo irregular dentro

de nuestras representaciones digitales. Al

integrar elementos del tercer paisaje en

las representaciones arquitectónicas, se

introduce una capa de autenticidad y se

desafía la noción convencional de lo que

debería ser una representación “perfecta”.

Esto nos lleva a reexionar sobre, si la na-

turaleza es inherentemente irregular y asi-

métrica, y estas características son esen-

ciales para la belleza y la diversidad del

mundo natural, cómo podemos reejarlas

en las representaciones digitales. Esta

aproximación ayuda a cerrar la brecha en-

tre la realidad digital y física, permitiendo

que las representaciones digitales hablen

más verdaderamente del entorno y la ex-

periencia humana y estética.

De igual manera debemos considerar a

la gura humana como parte de esta na-

turaleza, para lo que Colonnese (2019),

sugiere aprovechar la producción masiva

de representaciones anónimas difundidas

generosamente por todo el mundo a tra-

vés de Internet, y seleccionar guras pe-

culiares que puedan resultar un antídoto

contra el inminente proceso de estanda-

rización, ofreciendo la posibilidad de di-

señar la escena arquitectónica bajo una

trama oculta. Esta táctica también permi-

te vincular el diseño con una ubicación y

momento especícos, funcionando como

un intermediario cultural, situacionista y

sensorial o, al contrario, desestabilizar el

concepto del diseño con elementos fuera

de tiempo que exigen un esfuerzo adicio-

nal de interpretación, similar a una obra

inacabada que aguarda la contribución

interpretativa del espectador (Rocchio,

Domingo-Calabuig, 2023).

Por su parte, Degen, Melhuish y Rose

(2015), proponen una amplia gama de

efectos grácos, para que la tecnología

de visualización digital permita crear sen-

saciones y experiencias sensoriales es-

pecícas en las imágenes generadas por

computadora, tanto en proyectos arqui-

tectónicos como urbanos. Estos efectos

se utilizan para iluminación y sombreado,

texturizado y materiales, efectos atmosféri-

cos, personas y actividades, vegetación y

paisaje, movimiento y movilidad, así como

cambios temporales y de iluminación. Es-

tas autoras indican que los efectos deben

combinarse para producir imágenes que

no solo representen edicios o espacios,

sino que también evoquen sensaciones,

emociones y atmósferas especícas.

2. METODOLOGÍA Y CASO DE ESTUDIO

Para esclarecer las ideas introducidas ini-

cialmente, se propone un análisis gráco

que integra perspectivas fenomenológicas

y hermenéuticas, examinando el trabajo

de Adrián Beltrán, et al. en la competición

Rural Housing: The Adaptive Reuse of an

Italian Cascina, organizada por Terra Viva

Competitions. Este análisis se estructu-

ra en una serie de etapas denidas para

guiar el proceso metodológico.

Inicialmente, se contextualiza el proyecto

analizando su trasfondo, objetivos, inten-

ciones conceptuales, y el contexto cultu-

ral, social y ambiental. A continuación, se

formulan interpretaciones preliminares de

los elementos grácos presentados, sin

adentrarse aún en un análisis exhaustivo.

Posteriormente, se realiza un análisis feno-

menológico breve, basado en las teorías de

Pedragosa (2009), que busca "describir las

apariencias múltiples de una obra de arte,

en este caso, arquitectónica, sin confundir-

las con las de un objeto material en el espa-

cio" (p. 359). Este paso comienza con una

observación desprovista de juicios previos,

para identicar y describir los elementos

grácos como composiciones, colores, lí-

neas y espacios, y en donde se pospone la

interpretación de su signicado a una fase

posterior, en la cual se explorará la percep-

ción subjetiva y la experiencia personal.

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La tercera fase involucra un análisis her-

menéutico, fundamentado en las ideas de

Gadamer y adaptado contemporáneamen-

te por Quintana y Hermida (2019), y Cap-

devila (2005). Este enfoque trata la inter-

pretación como una “conversación” entre

el observador y el texto o imagen, desta-

cando la participación del intérprete, quien

aporta sus experiencias y preconcepcio-

nes al proceso. El análisis busca fusionar

los horizontes del observador y del texto

o imagen para alcanzar una comprensión

más profunda.

En esta etapa, se examina cómo cada ele-

mento gráco reeja el contexto cultural,

histórico y conceptual del proyecto. Se in-

tegran observaciones fenomenológicas con

el análisis hermenéutico para profundizar

en los signicados de las representaciones

grácas, reexionar sobre las experiencias

personales del analista y evaluar el poten-

cial narrativo de los elementos visuales.

Además, se identica elementos narrativos

como personajes, acciones y símbolos,

observando la secuencia y ujo visual. Se

examina el uso de la luz y las sombras para

crear atmósferas en cada imagen, lo cual

es fundamental en el análisis. Este proceso

destaca la integración de imperfecciones

en la propuesta visual, centrando el análi-

sis en este aspecto.

Finalmente, las conclusiones objetivas,

desde lo fenomenológico, y las subjetivas,

desde lo hermenéutico, se contextualizan

dentro del concepto de experiencia es-

tética, según Arnheim (1979) y Rocchio

(2024), donde los criterios contemporá-

neos de representación gráca arquitectó-

nica se combinan con conceptos contex-

tualistas de la arquitectura, con lo cual se

enriquece la narrativa del proyecto.

3. ANÁLISIS GRÁFICO Y NARRATIVO DE

RUSTIC WHISPERS: CORTEN DREAMS

IN ITALY’S CONTRYSIDE.

En mayo del 2023, la plataforma Terra

Viva Competitions lanza el concurso Rural

Housing: The Adaptive Reuse of an Italian

“Cascina”. Esta competición busca la reuti-

lización adaptativa de la Cascina Lossano,

una granja tradicional italiana en desuso,

que debe ser transformada en un complejo

de viviendas contemporáneas que respe-

ten su carácter histórico. Para ello, Terra

Viva solicita que los participantes creen

propuestas que conserven los edicios ori-

ginales y reintegren nuevos espacios exte-

riores e interiores que respondan a las ne-

cesidades de los usuarios actuales, para

posteriormente ser evaluados con base

en su originalidad, integración contextual

y sensibilidad en el uso de materiales (Te-

rraViva, 2023).

Para aplicar la metodología partimos de

describir la propuesta Rustic Whispers:

Corten Dreams in Italy's Countryside, de

Beltrán, Narvaez y Rocchio, la cual, en pa-

labras de los autores, rinde homenaje al

valle del Po en el norte de Italia, integrando

la historia agrícola y las tradiciones rústi-

cas dentro de una cascina italiana tradicio-

nal. El proyecto busca armonizar la preser-

vación del patrimonio, la modernidad y la

sostenibilidad, enriqueciendo el agro-pa-

trimonio de la región. De igual manera,

mantiene el respeto por las características

originales de la cascina, especialmente el

patio central, reinventándolo como un nú-

cleo comunitario y preservando su impor-

tancia histórica. Rustic Whispers incluye

cinco edicios principales, unicados por

su materialidad. El uso de Acero Corten no

solo establece un puente entre la tradición

y la innovación, sino que dialoga concep-

tualmente con la percepción de tempora-

lidad en su entorno natural. El diseño fo-

menta una conexión entre los residentes

y la naturaleza, con grandes ventanales,

áreas de permanencia abiertas y patios

que ofrecen vistas ininterrumpidas del pai-

saje frondoso del valle del Po.

Con esta descripción, y con el n de en-

marcar Rustic Whispers en el análisis grá-

co que se plantea en este artículo, es im-

portante mencionar que el brief establece

que los participantes deben entregar dos

paneles A1 en formato horizontal, que con-

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tengan toda la información gráca nece-

saria para explicar el proyecto de manera

clara y detallada. De igual manera se da

la apertura para que estos paneles inclu-

yan títulos, diagramas, imágenes en 3D,

plantas, secciones, entre otras formas de

representación.

La diagramación de esta propuesta se dis-

tribuye en los dos paneles solicitados de

la siguiente forma: el primero, de izquier-

da a derecha y de arriba hacia abajo, con-

tiene el nombre del proyecto, una breve

descripción de este, la implantación en la

que se identican todos los componentes

que conguran la propuesta, un boceto

conceptual y una perspectiva general del

proyecto dialogando con su contexto (-

gura 1). En el segundo panel, de izquier-

da a derecha, se detallan, inicialmente

con una denominación particular, un cor-

to texto explicativo, un boceto conceptual

individual y, posteriormente, a través de

plantas y secciones, el antes y el después

de cada uno de los bloques, seguido de

una imagen representativa de cada uno

de ellos (gura 2).

Una vez identicados de manera general

todos los elementos que componen los

paneles de presentación, se seleccionan

las imágenes a ser analizadas. Del primer

panel se seleccionan la implantación y la

perspectiva general, mientras que del se-

gundo se analizan todas las plantas y cor-

tes de manera general, así como las imá-

genes representativas de cada bloque. De

esta selección y análisis se observan los

siguientes criterios:

3.1. Criterios Compositivos

La composición en estas imágenes empie-

za por responder al espacio asignado en

la diagramación general de los paneles.

En primer lugar, la implantación muestra

la interacción de los bloques arquitectó-

nicos con el contexto natural, donde la

denición intencional de cada bloque, por

medio de líneas blancas que contrastan

Figura 1. Rustic Whispers, Panel No.1.

Fuente: Archivo de los autores.

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con la representación de las texturas plan-

teadas para cada uno de estos, permite la

identicación de la propuesta arquitectó-

nica en contraste con lo existente. En esta

composición podemos observar cómo

la disposición de los edicios, el paisaje

circundante y los sujetos, autos, tractores

y ganado, dentro de la imagen, guían la

mirada del espectador y enfatizan ciertos

aspectos del diseño. De igual forma, se

ha identicado el símbolo representativo

del Norte, aplicado con el n de mejorar

la comprensión de ciertas decisiones de

diseño basadas en la ubicación de los

bloques, así como la lectura del lugar de

implantación, la cual dialoga con la repre-

sentación gráca de las sombras proyec-

tadas por estos volúmenes.

En las imágenes de representación tridi-

mensional, tanto del primer como del se-

gundo panel, podemos identicar cómo la

utilización del espacio negativo, la simetría

y la asimetría de cada composición grá-

ca, así como la orientación de las líneas vi-

suales, las cuales conducen a los ojos por

la imagen (Carroll, 2023), contribuyen a un

equilibrio compositivo en la lectura general

de la propuesta.

En términos técnicos, las imágenes mues-

tran un claro entendimiento de la ilumina-

ción, la textura y la perspectiva. La ilumi-

nación, representada principalmente por

la luz solar, se utiliza para resaltar texturas,

identicar los valores tridimensionales de

la propuesta, y para crear atmósferas es-

pecícas del contexto rural en el que se

implanta el proyecto, realzando la expe-

riencia espacial de las representaciones.

Por su parte, las texturas, especialmente,

son fundamentales para transmitir las "im-

perfecciones" del entorno y de los materia-

les, tanto por sus características relacio-

nadas a la erosión, como por su manera

de evocar el paso del tiempo a través de

manchas, marcas y desperfectos, hacién-

dolos parte integral de la narrativa visual,

de lo que se hablará más adelante. De

igual forma, la perspectiva es utilizada no

Figura 2. Rustic Whispers, Panel No.2.

Fuente: Archivo de los autores.

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solo para dar una sensación de espacio y

profundidad, sino también para enfocar la

atención en elementos especícos y para

dirigir la narrativa, elementos que también

se profundizan en los siguientes puntos.

En cuanto a la paleta de colores, podemos

identicar tonos tierra, verdes y grises que,

además de representar de manera realista

el entorno, evocan sensaciones de calma,

naturalidad y pertenencia. La selección cro-

mática es fundamental para la integración

de las imperfecciones, ya que colores más

suaves y naturales permiten que las textu-

ras y las irregularidades de los materiales

destaquen, añadiendo profundidad y au-

tenticidad a las imágenes. Es importante

señalar, que estos aspectos grácos no se

emplean de manera aislada; sino que inte-

ractúan entre sí para crear una representa-

ción cohesiva entre los diferentes elemen-

tos grácos de Rustic Whispers.

De igual manera, vemos cómo las plantas

y secciones arquitectónicas se ajustan, in-

dependientemente de su escala o conte-

nido técnico, a la distribución armónica de

la información gráca de los paneles. Es-

tos dibujos, además, facilitan su lectura a

través del uso de criterios técnicos, como

el grosor de las líneas, la paleta de colo-

res, que identica tanto criterios construc-

tivos como contrastes dialécticos entro lo

existente y lo propuesto, hasta elementos

de ambientación, como mobiliario y usua-

rios, que muestran la apropiación de los

espacios.

3.2. Jerarquía Visual

Como se mencionó en el punto anterior,

además de la perspectiva y la ubicación

de los elementos de ambientación, la pale-

ta de colores empleada a lo largo de la re-

presentación proyectual, reeja el entorno

natural y la materialidad de los edicios, al

mismo tiempo que permite resaltar ciertos

elementos compositivos, jugando con el

peso visual, el contraste y la composición.

En ambos paneles podemos observar

cómo la aplicación de colores complemen-

tarios, de acuerdo con la teoría del color,

intensican el criterio de jerarquía visual,

al mismo tiempo de actuar como hilo con-

ductor de la narrativa visual.

En las guras 3 y 4 podemos observar el

predominio de los tonos verdes y rojos en

las imágenes del primer panel, en las que

claramente, la aplicación puntual del con-

traste cromático, guía al espectador a en-

focarse en los elementos arquitectónicos

propuestos, mientras descansa la mirada

en la paleta que representa el entorno na-

tural. Este contraste cromático es reforzado

por las líneas compositivas que dirigen la

mirada hacia los bloques arquitectónicos.

Figura 3. Saturación de los verdes que conguran el primer

panel

Fuente: Archivo de los autores.

Figura 4. Saturación de los rojos que conguran el primer

panel

Fuente: Archivo de los autores.

BELTRÁN, et al. - Imperfecciones controladas: integrando lo natural en la gráca digital arquitectónica. pp. 3-15 ISSN:1390-5007 EÍDOS 24

2024

3.3. Contexto Cultural y Conceptual

Si bien se ha mencionado ya el contexto

de implantación del proyecto en el valle del

Po, como parte del paisaje rural italiano, es

importante destacar ciertos atributos pro-

pios del lugar que se ven incluíos en las

imágenes. De igual forma, se busca repre-

sentar el Genius Loci de esta ubicación en

particular, de acuerdo con los preceptos

establecidos por Norberg-Schulz (1980),

los cuales entienden la correcta ubicación

de la edicación, con la nalidad de resal-

tar la vegetación, la iluminación natural, el

espíritu rural y ganadero, lo fértil de su tie-

rra y lo acogedor de su gente.

3.4. Narrativa Visual e Imperfecciones

Las imágenes del proyecto Rustic Whis-

pers trasgreden el concepto de represen-

tación, mostrándose como historias conta-

das a través de la gráca. Cada elemento,

desde las texturas hasta las sombras, des-

de las líneas hasta el manejo de planos,

juega un papel en la narración de la his-

toria de este espacio rural transformado.

La presencia de elementos naturales, ani-

males y seres humanos en las represen-

taciones visuales, agrega capas de histo-

ria y vida que contrastan con la estructura

arquitectónica, enfatizando la coexistencia

entre lo construido y lo natural.

Desde la perspectiva de Falcón Meraz

(2015), la gura humana no solo sirve

como un indicador de escala, sino que

también potencia la expresión del proyec-

to arquitectónico, convirtiéndose en una

herramienta fundamental para comunicar

la esencia y la intención de este. Sin em-

bargo, por el proyecto que estamos ana-

lizando, no son únicamente las guras hu-

manas las que deben ser estudiadas, sino

también los animales que dialogan con el

espacio propuesto. Por esto, partimos de

identicar los atributos de los personajes

que forman parte de la narrativa visual de

ambos paneles.

El ganado siendo arriado por los campos,

la pareja de jóvenes en un picnic frente a

las habitaciones del primer bloque, la mu-

jer meditando en uno de los recintos ha-

bitables, el gato persiguiendo al ratón, el

grupo de amigos tomando cerveza frente

al antiguo establo, la vaca descansando

bajo uno de los árboles frutales (gura 5),

los niños y sus perros correteando entre

los pasillos y patios exteriores, el vaquero

que galopa junto a la vaca pastando y va

al encuentro de un residente y su hijo, se

suman a las siluetas lineales de los dibujos

Figura 5. Los personajes

Fuente: Archivo de los autores

BELTRÁN, et al. - Imperfecciones controladas: integrando lo natural en la gráca digital arquitectónica. pp. 3-15 ISSN:1390-5007

EÍDOS 24

2024

bidimensionales para contar una historia:

la historia de la comunión entre la vida tra-

dicional del campo, con la vida contempo-

ránea que habita los nuevos bloques.

Además de la ubicación estratégica en las

imágenes y su breve descripción, estos

personajes aportan con dinámicas, movi-

miento e incluso como puntos focales hacia

donde el espectador debe guiar su mirada.

Es importante que estas guras también de-

jen de lado la perfección digital y que sean

sus cabellos en movimiento, el desgaste de

sus ropas y su sombreado irregular, los que

aporten a la narrativa visual.

Sin embargo, en este contexto sobre cual-

quier otro, el escenario en el que se de-

sarrolla la escena y en el cual dialogan e

interactúan los personajes es el verdadero

objeto de atención. La propuesta arquitec-

tónica se entrelaza al entorno natural, evi-

denciando el paso el tiempo tanto en las

sombras como en las texturas. En Rustic

Whispers, los autores sacan provecho de

esto utilizando principalmente Acero Cor-

ten y madera, ambos materiales que, en

el mundo de lo tangible, muestran sus im-

perfecciones como uno de sus principales

atributos (gura 6).

En los dos paneles podemos observar ese

desgaste material que fortalece la narrati-

va conceptual del proyecto, al igual que la

conjugación entre estos elementos cons-

tructivos, a la cual Zumthor (2006) denomi-

na “consonancia de los materiales”. Esta

especie de alquimia, no solo nos lleva a

imaginar un escenario natural que se apo-

dera atemporalmente de la arquitectura,

sino que nos cuenta una historia construc-

tiva, un relato que combina lo estructural

con lo conceptual, y que se expresa a tra-

vés de lo gráco.

Además de los personajes, el material y los

elementos de ambientación, en las imáge-

nes que conguran los dos paneles existe

una serie de ejemplos de imperfecciones

controladas que también aportan sustan-

cialmente, aunque a veces de manera sutil,

a la narrativa visual. Entre estos elementos

están: la capa de nubes en la implantación

que intensica la idea de una imagen aé-

rea; lo irregular de los cultivos, los cuales

a pesar de lo ortogonal de su patrón, se

muestran con diferentes tonos, texturas y

algunas anomalías en los surcos del arado;

el césped irregular en cuanto a representa-

ción de crecimiento, supercie de proyec-

ción de sombreado, paleta de colores, y

superposición de capas; los rayos solares

que agregan una dimensión al contraste lu-

mínico, donde el sol deja de lado su papel

funcional de fuente de iluminación y pasa

a ser un elemento más de la composición

narrativa; los haces de luz que atraviesan

el vidrio para contar el valor traslucido del

material mientras intensica la atmósfera

natural del lugar; y los pequeños rastros de

vegetación que crecen sobre las duras su-

percies de hormigón.

En otras palabras, la integración de im-

perfecciones controladas en la represen-

tación gráca no se percibe como errores

o defectos, sino como elementos que aña-

Figura 6. Consonancia de los materiales

Fuente: Archivo de los autores.

BELTRÁN, et al. - Imperfecciones controladas: integrando lo natural en la gráca digital arquitectónica. pp. 3-15 ISSN:1390-5007 EÍDOS 24

2024

den carácter, historia y realismo a la na-

rrativa visual, permitiendo que el proyecto

se comunique de manera más efectiva y

emotiva.

3.5. La Experiencia Estética

Del mismo modo, es importante contex-

tualizar este análisis dentro del escenario

discursivo de las competiciones arquitec-

tónicas, donde la experiencia estética,

denida por la interacción entre los seres

vivos y su entorno, como sugiere Seguí

(2008), adquiere un papel fundamental en

el proyecto Rustic Whispers. Esta propues-

ta va más allá de la funcionalidad arquitec-

tónica, al integrar elementos que reejan

una profunda comprensión del intercam-

bio sensitivo entre la obra y el espectador,

en línea con las reexiones de Gadamer

(1991) e Ingarden (1989). Es decir, las

imágenes del proyecto no solo represen-

tan estructuras físicas, sino que también

invitan a los espectadores a ser parte de

una narrativa visual, que fusiona la belleza

con el contexto cultural y natural.

Esta representación transciende la apre-

ciación visual para convertirse en una ex-

periencia estética enriquecida que, ade-

más de reejar el mensaje estético a través

de símbolos y una intención clara (Eco,

1974), logra comunicar cómo la arquitec-

tura dialoga con su entorno y con el obser-

vador, fomentando una comprensión más

profunda y una conexión emotiva con cada

uno de los involucrados. Este enfoque no

solo satisface los criterios estéticos de la

disciplina losóca que trata lo sensible y

lo bello, como señala Pedragosa (2009),

sino que también mejora la competitividad

de la propuesta, al ofrecer una visión co-

hesiva y signicativa que responde tanto a

las exigencias del brief, como a las expec-

tativas estéticas y simbólicas del público y

del jurado.

4. CONCLUSIONES

Para concluir, señalamos cómo la explo-

ración de la "imperfección controlada" en

la gráca digital arquitectónica, nos lleva a

una apreciación más profunda de la rela-

ción entre la autenticidad de lo real y la co-

municación a través de la representación

visual. Es decir que, al integrar deliberada-

mente lo irregular y lo natural en nuestras

representaciones, no solo reejamos el

mundo tal como es, sino que también in-

fundimos nuestras obras con una profundi-

dad y una riqueza que la perfección estéril

no podría lograr.

De esto surge la concepción de que la

belleza reside en la imperfección. Una

declaración, aunque contradictoria en su

supercie, se ha demostrado de manera

convincente a través de las secciones an-

teriores. La inclusión de elementos como

texturas desgastadas, sombras capricho-

sas y la presencia dinámica de la vida,

revela una dimensión más humana y ac-

cesible de la arquitectura. Estas imper-

fecciones controladas no solo aumentan

el realismo de las representaciones, sino

que también enriquecen la narrativa visual,

permitiendo que las historias de los espa-

cios y sus ocupantes se desplieguen de

manera más natural y convincente.

Asimismo, los elementos compositivos o

la manera en que organizamos y presen-

tamos los componentes visuales, actúan

como el lenguaje a través del cual conta-

mos la historia de un espacio. La selección

de perspectivas, el equilibrio entre luz y

sombra, y la armoniosa integración de co-

lores y texturas, todos trabajan en conjunto

para capturar y transmitir la esencia de un

proyecto. Al priorizar estos aspectos, los

arquitectos y diseñadores pueden guiar

la percepción del espectador, destacar

las características únicas del proyecto y

fomentar una conexión emocional más

profunda con la propuesta. Este proceso

enfocado en los profesionales podría ini-

ciar su aplicación desde la academia, con

el fomento de una visión que genere una

escuela de arquitectura o diseño, una re-

exión crítica, en donde la imperfección

controlada sea parte de todo el proceso

creativo (Narvaez y Moya, 2019 y Rocchio,

Bustamante y Baca Calderón, 2024).

BELTRÁN, et al. - Imperfecciones controladas: integrando lo natural en la gráca digital arquitectónica. pp. 3-15 ISSN:1390-5007

EÍDOS 24

2024

Además, la integración de lo irregular y lo

natural en la gráca digital puede jugar un

papel crucial en la sostenibilidad y la ética

del diseño arquitectónico. Al representar

elmente la diversidad y la imperfección

del mundo natural, se promueve una ma-

yor conciencia y aprecio por el medio am-

biente y los recursos naturales. Esto, a su

vez, puede inspirar diseños más sosteni-

bles y respetuosos con el entorno, reejan-

do un compromiso con la conservación y

la responsabilidad ecológica.

Finalmente, a medida que avanzamos

hacia un nuevo paradigma en la repre-

sentación arquitectónica, es esencial que

reconozcamos y nos apropiemos de la

concepción de las imperfecciones contro-

ladas. Al hacerlo, no solo estamos creando

imágenes más realistas y emotivas, sino

que también estamos dirigiéndonos hacia

un horizonte donde la arquitectura es más

humana, más auténtica y conectada con el

mundo natural y social que nos rodea.

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PORRECA, et al. - Tejiendo la Planicación Rural: Una Clasicación Morfológica para las Comunas Andinas. El Caso de Flores, Ecuador. pp. 17-38 ISSN:1390-5007 EÍDOS 24

2024

Resumen:

La digitalización en la representación gráca arquitA

pesar de las altas tasas de urbanización en América

Latina, las áreas rurales aún albergan una parte impor-

tante de la población. Según datos a 2022, del Banco

Mundial, Ecuador cuenta con una población rural del

35 %, caracterizada por un bajo acceso a servicios

públicos e infraestructura adecuada. Además, su con-

guración territorial en la mayoría de casos está repre-

sentada por comunidades indígenas con autonomía,

denidas como comunas, lo que implica un marco de

planicación diferenciado y que requiere de una go-

bernanza efectiva. Esta investigación tiene por objeti-

vo proporcionar herramientas analíticas y nuevas infor-

maciones espaciales para la caracterización territorial

y la comprensión de la complejidad espacial, tomando

como estudio de caso la parroquia rural de Flores, ubi-

cada en la provincia de Chimborazo. Los resultados

muestran una clasicación morfológica a modo de do-

cumentación cartográca, con base en un sistema de

tres grandes criterios y nueve indicadores por cada

asentamiento, que apunta a complementar los análi-

sis espaciales a servicio de la planicación rural, en el

marco normativo del Ecuador.

Palabras claves: Planicación rural, clasicación mor-

fológica, comunas rurales, asentamientos, Ecuador.

1Riccardo Porreca, 2Francisco Caza, 3Diana Paz

1Institute of Regional Science, Karlsruhe Institute of Technology, (Gebäude 10.50), Kaiserstraße 12, 76131,

Karlsruhe, Germany. riccardo.porreca@kit.edu. ORCID: 0000-0002-5884-8210

2Investigador independiente, Quito, Ecuador. crfa92425@ute.edu.ec. ORCID: 0009-0003-7054-1312

3Centro de Investigación de Políticas Públicas y Territorio, Facultad Latinoamericana de Ciencias Sociales-

Ecuador, Pradera y Diego de Almagro, Quito, Ecuador. dmpaz@acso.edu.ec. ORCID: 0000-0002-0253-1126

Tejiendo la Planicación Rural: Una Clasicación

Morfológica para las Comunas Andinas.

El Caso de Flores, Ecuador

Stitching Rural Planning: A Morphological Classication

for Andean Communes. The Case of Flores, Ecuador

EÍDOS No24

Revista Cientíca de Arquitectura y Urbanismo

ISSN: 1390-5007

revistas.ute.edu.ec/index.php/eidos

Abstract:

Despite high urbanization rates in Latin America,

rural areas are still home to a signicant portion of the

population. According to World Bank data from 2022,

Ecuador has a 35% rural population characterized

by low access to public services and adequate

infrastructure. In addition, its territorial conguration in

most cases is represented by indigenous communities

with autonomy, dened as communes, which implies

a differentiated planning framework and requires

effective governance. This research aims to provide

analytical tools and new spatial information for

territorial characterization and understanding of spatial

complexity, taking as a case study the rural parish of

Flores, located in the province of Chimborazo. The

results show a morphological classication by way

of cartographic documentation based on a system

of three major criteria and nine indicators for each

settlement, which aims to supplement spatial studies

in support of rural planning in the regulatory framework

of Ecuador.

Keywords: Rural planning, morphological classication,

rural communities, settlements, Ecuador.

Recepción: 02, 04, 2024 - Aceptación: 20, 05, 2024 - Publicado: 01, 07, 2024

PORRECA, et al. - Tejiendo la Planicación Rural: Una Clasicación Morfológica para las Comunas Andinas. El Caso de Flores, Ecuador. pp. 17-38 ISSN:1390-5007

EÍDOS 24

2024

1. INTRODUCCIÓN

La imagen del paisaje rural tiene rasgos

muy comunes en el imaginario colectivo,

pues su base es la fuerte presencia de

cultivos y vegetación herbácea y arbusti-

va. En medio de este escenario, el com-

ponente urbanizado emerge con claridad,

como un elemento residual o secundario,

en tanto el tratamiento sobre el territorio

rural ha dejado de lado, durante mucho

tiempo, al componente espacial y mucho

más al morfológico (Halfacree, 1995). El

abordaje cientíco alrededor del estudio

de la ruralidad, a menudo tiene por base

denir criterios e indicadores medibles,

que proporcionen información útil para

calcular algún tipo de índice. Esto a modo

de enfrentar cuestiones emergentes como

la rururbanización y la transformación an-

trópica del suelo periurbano y rural (Bauer,

1976; Fernández de Córdoba, 2019; Levy,

1999; Ortiz-Báez et al., 2021).

A pesar de las altas tasas de urbanización

en el mundo, el estudio sobre la ruralidad si-

gue vigente. Este ha comprendido a su vez

deniciones asociadas al género, salud,

turismo, accesibilidad y desarrollo regional,

diversidad étnica, seguridad alimentaria

y persistencia de la ruralidad en contex-

tos de alta expansión urbana (Caschili et

al., 2015; Chung, 2013; Hauenstein et al.,

2006; Sánchez et al., 2018; Saxena, 2018;

Varghese et al., 2021). De acuerdo con la

base de datos Web of Science (WOS), al

2023 la consulta sobre ruralidad (rurality)

arroja 4159 resultados a nivel mundial, au-

mentando la producción desde 2011. Mien-

tras que para América Latina el resultado

es de 309 artículos, este se disminuye si

se seleccionan solo países andinos (con

149 resultados). De estos, sólo 14 artícu-

los derivan de análisis sobre la ruralidad en

Ecuador (Acosta, 2021; Alvarez-Gamboa et

al., 2023; Ariza-Montobbio & Olarte, 2021;

Bermeo, 2018; Cárdenas, 2020; Donoso &

Sarmiendo, 2021; Fernández Labbe & Ce-

vallos, 2021; Granados et al., 2023; Herre-

ro-Olarte & Baena, 2022; Lobos et al., 2019;

Palacios et al., 2022; Romero-Subia et al.,

2022; Ulloa-Espíndola et al., 2023).

A partir de estas aproximaciones, el interés

académico y político sobre la ruralidad se

ha enfocado en producir información a pe-

queña escala sobre asentamientos y sus

dinámicas culturales y sociales (Brooks,

2020; Dirven, 2004; Dirven & Candia Bae-

za, 2020; Husa & Morse, 2022; Jacquet et

al., 2016; Wolfe et al., 2020). Estas enfati-

zan en la relevancia que tiene la denición

de tipologías rurales para el logro de polí-

ticas efectivas que responden a identida-

des locales y regionales (Bánski & Mazur,

2016; Van Eupen et al., 2012). Conocer

más de cerca las formas de los asenta-

mientos y sus procesos morfogenéticos

a lo largo del tiempo, puede aportar a la

construcción de información valiosa sobre

las conurbaciones (Dovey et al., 2020), fa-

voreciendo así una toma de decisiones bo-

ttom- up. Sin embargo, no sólo el contexto

físico es relevante en estos análisis, sino

también la forma en que se habita un lugar

(Augé, 2009; Lefebvre, 2016).

En América Latina la población rural cada

vez es más baja. Para 1961 la región con-

centraba el 50 % de población en áreas

rurales, mientras que para el 2022 esta ci-

fra solo alcanza el 18 %. La población rural

mundial, por su parte se mantiene en el 43 %

(Banco Mundial, 2022). En los años 60, los

países sudamericanos, en promedio te-

nían una población rural superior al 50 %,

excepto en países como Chile, Argentina,

Venezuela y Uruguay, que estuvieron entre

el 31 y el 20 % (ver gráco 1). Las altas

tasas de urbanización, producto de la mi-

gración campo-ciudad, ha provocado que

el interés por la planicación esté enfoca-

do en resolver problemas asociados al uso

de suelo urbano. Sin embargo, la ruralidad

aún está caracterizada por mantener un

fuerte vínculo con las ciudades, sea en-

torno a la provisión de alimentos, la salud,

el cambio climático, las zonas de protec-

ción ambiental, el equilibrio hidrológico, la

expansión urbana, la desigualdad, entre

otros (Ducrot et al., 2010; Field et al., 2012;

Méndez & Vieyra, 2014; Narchi & Cristiani,

2015; Soto & Ale, 2019).

PORRECA, et al. - Tejiendo la Planicación Rural: Una Clasicación Morfológica para las Comunas Andinas. El Caso de Flores, Ecuador. pp. 17-38 ISSN:1390-5007 EÍDOS 24

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Para los países sudamericanos las tasas

se relacionan con el promedio latinoame-

ricano. De acuerdo con los datos del Ban-

co Mundial (ver gráco 2), Ecuador tiene

una población rural del 35%, Paraguay del

37% y por debajo Bolivia con el 29%. Mien-

tras que países como Uruguay y Argentina

están por debajo del 10%, con cifras entre

el 4% y el 8% respectivamente. Seguido

de países como Chile, Brasil y Venezuela

con una población rural total al 12% y Co-

lombia con un 18% (Banco Mundial, 2022).

Esto implica que las políticas de planica-

ción y ordenación del territorio en países

como Paraguay y Ecuador, deben asumir

la compleja situación de las áreas rurales,

no sólo en torno a infraestructura, acceso a

servicios y desarrollo económico, sino tam-

bién al uso de suelo y a los componentes

sociales que emergen en estos espacios.

La región andina está caracterizada por

la prevalencia de comunidades étnicas

en zonas rurales. Ecuador, particularmen-

te en su contexto rural, al 2015 agrupaba

un 63.3% de los pueblos y nacionalidades

indígenas en la ruralidad, seguido de los

montubios con un 49.5% y los afroecua-

torianos con un 9.9% (Ministerio de De-

sarrollo Urbano y Vivienda, 2015). Esta

presencia mayoritaria de pueblos y nacio-

nalidades indígenas propicia un marco le-

gislativo, que determina la nominación de

las comunas dentro del componente sue-

lo rural. Estas son denidas como centros

poblados que no contemplan una catego-

ría parroquial, pero que están sujeta a la

jurisdicción de la parroquia urbana o rural

dentro de la circunscripción territorial en la

que se encuentren. Esta organización bus-

ca garantizar el ejercicio de los derechos

colectivos de los pueblos indígenas auto-

denidos como nacionalidades de raíces

ancestrales, pero con una dependencia

administrativa al Ministerio de Agricultura y

Ganadería. La posesión de los bienes y el

patrimonio es colectiva, en tanto su órgano

ocial y representativo es el cabildo, inte-

grado por miembros de la comunidad (Co-

dicación Ley 2004-04 de Organización y

Régimen de Las Comunas, 2004).

Gráco 1. Población rural por porcentaje de la población

total, en países sudamericanos en 1961

Fuente: Elaboración propia con base en datos de (Banco

Mundial, 2022).

Gráco 2. Población rural por porcentaje de la población

total, en países sudamericanos en 2022

Fuente: Elaboración propia con base en datos de (Banco

Mundial, 2022).

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2024

La ruralidad ecuatoriana, además, presen-

ta altos índices de pobreza. Para junio de

2022 la pobreza rural era del 42.9%; mien-

tras que la pobreza extrema fue del 22.7%

(INEC, 2022). Por otro lado, la planicación

concentrada en las ciudades, acentúa las

(in) capacidades de los gobiernos locales

por dar respuesta a las demandas socia-

les de estas zonas. La limitada capacidad

técnica y de recursos para el diseño de

políticas de planicación y ordenamiento

en zonas rurales, aumenta el riesgo de de-

sastres por amenazas físicas, limita el ac-

ceso a servicios como educación y salud,

y ahonda las desigualdades territoriales.

Un ejemplo de ello, es el Modelo de Equi-

dad Territorial (MET), cuyo objetivo es or-

ganizar las transferencias del Presupuesto

General del Estado (PGE), a los territorios,

considerando sus competencias exclusi-

vas e intentando garantizar un equilibrio

vertical en los niveles de gobierno. No

obstante, de estas transferencias el monto

distribuido a los GAD parroquiales rurales

llega solamente al 6 % (Ministerio de Desa-

rrollo Urbano y Vivienda, 2015).

A partir de este contexto esta investigación

toma como relevante el caso de las parro-

quias rurales en Ecuador. Como objetivo

se planea proporcionar una clasicación

morfológica de las comunas en parroquias

rurales, que contribuya a profundizar la

caracterización territorial, con información

orientada a la reconstrucción del proceso

morfogenético y que esté al servicio de

la planicación. Esto como una forma de

repensar la planicación rural dentro del

marco normativo ecuatoriano y que per-

mita redenir capacidades en la toma de

decisiones. Para ello, se propone respon-

der a la pregunta ¿Cómo se conguran

espacial y morfológicamente las comunas

en el marco de la planicación rural en

Ecuador? Además, se dene de manera

metodológica, un caso de estudio típico a

la pregunta de investigación (Seawnght &

Gerring, 2008) se toma la parroquia rural

de Flores, perteneciente al cantón Riobam-

ba, provincia de Chimborazo.

Flores es la tercera parroquia más peque-

ña del Ecuador en términos de población.

El 96.04 %, de 4546 habitantes, vive en

área rural y la población económicamente

activa depende de las actividades agríco-

las (INEC, 2011). Flores se caracteriza por

la presencia de diferentes etnias denomi-

Ilustración 1. Parroquia de Flores, Chimborazo

Fuente: Gad Parroquial de Flores

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nadas ayllus, donde cada apellido tiene

su propia tierra como patrimonio ancestral

inalienable. Hasta 1918, Flores pertene-

ció a seis grupos de viviendas llamados

caseríos: Caliata, Santa Rosa, Naubug,

Gompuene, Basquitay y Puesetu, y en la

actualidad comprende 27 comunas, cada

una de ellas dirigidas por un presidente y

organizada bajo el liderazgo parroquial.

Flores es parte del principal sistema de

agua del río Guamote, cuyas quebradas

forman un sistema de distribución hídrica

útil a la agricultura. De acuerdo con el Plan

de Desarrollo y Ordenamiento Territorial

(2015-2030), Flores es una de las cuatro

tierras dedicadas a la producción de culti-

vos de maíz en el área rural del cantón Rio-

bamba; de hecho, gran parte del territorio

con modicación antrópica, es utilizado en

la actualidad para la agricultura comercial

y de subsistencia.

2. LA PLANIFICACIÓN RURAL EN

ECUADOR DESDE EL MARCO DE

DESCENTRALIZACIÓN: UNA REVISIÓN

NORMATIVA

El sistema normativo ecuatoriano recono-

ce la multiculturalidad y a las etnias que

caracterizan el país. Reconoce 14 nacio-

nalidades que pertenecen a sitios y áreas

distintas habitadas desde la antigüedad;

tanto así que la Constitución del 2008

plantea una estructura de gobierno des-

centralizado, que garantiza su autonomía

y reconoce las culturas y territorios. En la

materialización de este propósito, el Có-

digo Orgánico de Organización Territorial

(Cootad), dene a “los gobiernos autóno-

mos descentralizados y regímenes espe-

ciales previstos en la Constitución” (Códi-

go Orgánico de Organización Territorial,

2010, Art. 5) y contempla la asignación

obligatoria de competencias a los GAD.

Por su parte, La Ley Orgánica de Ordena-

miento Territorial, Uso y Gestión del Suelo

(Lootugs), dene una estructura de gobier-

no en niveles: (i) el gobierno central, (ii) los

gobiernos regionales autónomos, (iii) los

gobiernos provinciales, (iii) los gobiernos

municipales y (iv) los gobiernos parroquia-

les. Además, dene los regímenes espe-

ciales como los distritos metropolitanos,

el Consejo de gobierno de la provincia de

Galápagos y las circunscripciones territo-

riales de pueblos y nacionales indígenas,

afroecuatorianos y montubios.

Las competencias denidas en el mar-

co legislativo se categorizan en: exclusi-

vas, concurrentes, privativas, adicionales

y residuales. En tanto, las competencias

exclusivas de los niveles de gobierno se

asocian a la seguridad, los servicios pú-

Tabla 1. Competencias exclusivas de las parroquias rurales

Ejes Competencias

Planicación

Planicar el desarrollo parroquial y su correspondiente ordenamiento territorial, en

coordinación con los GAD provinciales y municipales.

Planicar, construir y mantener la infraestructura física, los equipamientos y los espacios

públicos de la parroquia.

Planicar y mantener, en coordinación con los gobiernos provinciales, la vialidad

parroquial rural.

Gestión

Incentivar el desarrollo de actividades productivas comunitarias, la preservación de la

biodiversidad y la protección del ambiente.

Gestionar, coordinar y administrar los servicios públicos que le sean delegados o

descentralizados por otros niveles de gobierno.

Promover la organización de los ciudadanos de las comunas, recintos y demás

asentamientos rurales, con el carácter de organizaciones territoriales de base.

Gestionar la cooperación internacional para el cumplimiento de sus competencias.

Vigilar la ejecución de obras y la calidad de los servicios públicos.

Fuente: Elaboración propia con base en (Consejo Nacional de Competencias, 2021).

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blicos, el ambiente y la infraestructura.

Particularmente, la Constitución del 2008,

dene ocho competencias exclusivas y

una de asignación permanente, a través

del MET, a las parroquias rurales (ver tabla

1). Además, crea el Consejo Nacional de

Competencias (CNC), conformado por el

gobierno central y los niveles de gobierno.

El rol de los gobiernos parroquiales se de-

nió antes de la expedición del Cootad, en

el año 2000, con la aprobación de la Ley

Orgánica de las Juntas Parroquiales Rura-

les, que planteó lineamientos sobre su fun-

cionamiento y establece deberes y atribu-

ciones de las juntas parroquiales, en tanto

reconoció a estas como organismos del

régimen seccional autónomo (Conagopa-

re, s.f.). Con la aprobación del Cootad y el

proceso de descentralización ecuatoriano,

se dene el rol de los Gobiernos Autóno-

mos Descentralizados (GAD), parroquiales

y rurales, y se conforma el Consejo Nacio-

nal de Gobiernos Parroquiales Rurales del

Ecuador, (Conagopare). Las parroquias

rurales se constituyen entonces como “cir-

cunscripciones territoriales integradas a

un cantón a través de ordenanza expedida

por el respectivo concejo municipal o me-

tropolitano” (Código Orgánico de Organi-

zación Territorial, 2010, Art. 25).

Con relación a la planicación territorial,

la Lootugs clasica al suelo rural entre (i)

suelo rural de producción, destinado a ac-

tividades agrícolas, ganaderas, forestales;

(ii) suelo rural para aprovechamiento ex-

tractivo, enfocado en realizar actividades

extractivas de recursos naturales no reno-

vables, con garantía de la naturaleza como

sujeto de derecho; (iii) suelo rural de ex-

pansión urbana, con potencial uso urbano,

de acuerdo a los planes de uso y gestión

del suelo (PUGS); y (iv) suelo rural de pro-

tección, dirigido a conservación ambiental

(Ley Orgánica de Ordenamiento Territorial,

Uso y Gestión Del Suelo, 2016).

Con el proceso de descentralización la ca-

pacidad de los GAD parroquiales rurales

se ha denido como débil. De acuerdo con

los datos del Consejo Nacional de Compe-

tencias, los puntos con mayor debilidad se

enfocan en la gestión y la regulación, y den-

tro de esto, la categoría con más baja pun-

tuación es la planicación. De este informe,

tan sólo el 37 % de los GAD parroquiales

rurales denió lineamientos de política en

temas de planicación territorial (Consejo

Nacional de Competencias, 2021). Entre

los principales aspectos que denen esta

deciencia se encuentra la falta de perso-

nal técnico que limita el diseño de PDOT

(Planes de desarrollo y ordenamiento terri-

torial), articulación con la planicación can-

tonal y provincial y generación de proyec-

tos, principalmente (Consejo Nacional de

Competencias, 2021, p. 29).

3. EL RÉGIMEN DE COMUNAS EN EL

CONTEXTO RURAL DEL ECUADOR

La comuna está concebida como un territo-

rio colectivo en el marco del reconocimiento

del Estado plurinacional. En general, perte-

necientes a comunidades indígenas ances-

trales cuya denición del suelo parte de un

principio legal inalienable. La organización

de las comunas viene desde la Ley de Co-

munas en 1937, con derechos y garantías

fortalecidas en la Constitución de 1998 y

de 2008. Esta ley estuvo pensada como

una forma de defender el territorio colectivo

de las reformas gubernamentales, coexistir

con el marco legal nacional, pero a su vez

fortalecer procesos de autogobernanza lo-

cal, basados en la autonomía.

En términos de uso y gestión del suelo,

el régimen de comunas considera el sue-

lo como propiedad comunal. Aunque la

Ley de Comunas permitió la venta de tie-

rras comunales, en la medida en que se

tenga la aprobación de la comunidad, la

lucha de los pueblos ha estado enfocada

en mantener la representatividad sobre el

suelo, en el marco de los cambios hacia la

urbanización de suelo. El caso de Quito,

por ejemplo, plantea la presencia de co-

munas en un espacio urbano compartido.

Con la reforma agraria de los años 60, las

comunas se fortalecieron e impidieron la

aplicación del decreto presidencial, que

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obligaba a disolver esta organización co-

lectiva (Goodwin, 2016). Los logros indíge-

nas en torno a la tierra se vieron materia-

lizados en la Constitución de 1998, en la

cual se concibió a la tierra de las comunas

como inalienable, inembargable e indivisi-

ble (Rayner, 2019, p. 46). Para 2008, con

la nueva Constitución, se ratica este prin-

cipio y se complementa con el derecho a

la autoorganización, administración de jus-

ticia y consulta.

Los cambios morfológicos y sociales en

los últimos años, han generado que la

composición agrícola y campesina de las

comunas cambie. Es posible encontrar en

algunos contextos, comunas enmarcadas

en lo urbano, cuya producción agrícola ha

pasado a manos del comercio y la vivien-

da. Aunque es fácil encontrar la apropia-

ción de la tierra como parte de su cultura

ancestral, los cambios sobre el suelo han

implicado un nuevo desafío al régimen de

comunas y su concepción comunal. Cada

vez se hace común las luchas internas

por la compra y venta de tierra entre co-

muneros, o las negociaciones con entida-

des externas por la delimitación del suelo

urbano y suelo rural-comunal, o más aún,

la reconguración territorial y social en el

marco de la planicación territorial de las

parroquias rurales. “Desde la perspectiva

de las comunas, la planicación municipal

es vista como una imposición desde arriba

que afecta negativamente sus vidas” (Ray-

ner, 2019, p. 63).

En este sentido, el Cootad es ambiguo al

reconocer la autoridad territorial de las co-

munas. Las decisiones en torno a la zoni-

cación, delimitación de obras públicas,

urbanización, dotación de servicios, entre

otros, afecta las decisiones comunales en

diferentes sentidos, lo que hace comple-

ja la planicación territorial en contextos

rurales. Por su parte, la Ley Orgánica de

Territorios Rurales y Territorios Ancestra-

les, en el artículo 11 estima la orientación

productiva de la tierra, sin afectaciones

ambientales y que garantice la seguridad

y soberanía alimentaria. No obstante, las

tierras comunales están sujetas al derecho

administrativo, por parte del Ministerio de

Agricultura y Ganadería (Egas et al., 2021).

La propuesta, en este aspecto normativo,

es compatibilizar indicadores morfológicos

asociados a una reconguración territorial.

Así, este estudio está centrado en com-

prender las dinámicas de un territorio rural

caracterizado por la presencia de comu-

nas en régimen de autonomía. Este traba-

jo propone una clasicación de patrones

espaciales de caracterización territorial,

con un enfoque complementario a las he-

rramientas tradicionales utilizadas para re-

presentar la parroquia Flores. En concreto,

intenta contribuir a detectar la identidad

espacial de las áreas analizadas y crear

nuevo conocimiento orientado a entender

el desarrollo que pueden tener ciertas por-

ciones del territorio a mediano plazo (Pau-

ta-Calle, 2019).

4. METODOLOGÍA

El estudio de áreas rurales remotas en el

Ecuador presenta dicultades, por el limi-

tado acceso a información ocial. El caso

de estudio denido en la investigación se

caracteriza por la escasez de información

con relación a: (i) cartografía actualizada,

(ii) conguración morfológica de las co-

munas, (iii) desarrollo tipológico local de

asentamientos rurales; y, (iv) registro de

propiedad actualizado. Para dar respues-

ta a la pregunta de investigación en este

contexto, se estableció una metodología

empírica simplicada, que permitió gene-

rar datos relevantes en la identicación de

patrones espaciales morfológicos y tipoló-

gicos. Estos dos criterios son estudiados

a través de tres fases: (1) recopilación de

datos tipológicos y morfológicos (levanta-

miento in situ), aprovechando la base de

datos cartográca-documental; (2) proce-

samiento de datos espaciales y denición

de parámetros; y, (3) categorización de

tierras homogéneas y mapeo. El carácter

empírico de la metodología, la escasez de

información previa y la ausencia de ma-

terial académico relativo al caso estudio,

hicieron necesaria la construcción de he-

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rramientas analíticas ad hoc, que fueron

debatidas y nalmente validadas a través

de mesas de confrontación con investiga-

dores expertos y profesores de la Facul-

tad de Arquitectura y Urbanismo de la UTE

de Quito, especialmente pertenecientes al

área de Urbanismo, y coordinadores de los

proyectos de investigación y vinculación

con la sociedad sobre el desarrollo urba-

no de Quito (Cruz Cabrera et al., 2016), y

los procesos arquitectónicos y urbanos en

áreas rurales del Ecuador (Porreca et al.,

2020; Rocchio & Domingo-Calabuig, 2023;

Rocchio & Moya Barberá, 2017).

En la primera fase se recolectaron datos

provenientes del registro catastral en lí-

nea y se complementó esta información

con data de la ocina catastral local. Por

su parte, las imágenes vectoriales disponi-

bles solo en versión PDF, se actualizaron y

vericaron, usando Google Earth Maps, y

nalmente se realizó un trabajo de redibu-

jo técnico con la herramienta ArcGis, para

obtener mapas más conables de cada

comuna de Flores y así facilitar el proceso

de análisis. La escasa información docu-

mental sobre la morfología y la ausencia

de un registro tipológico ha sugerido un

trabajo de campo, durante el cual se rea-

lizó un levantamiento de las 27 comunas,

con el n de contrastar la información grá-

ca obtenida del registro catastral y cono-

cer información tipológica sobre la relación

edicación-parcela-manzana y la tipología

de la edicación. El proceso de reconoci-

miento visual se ha realizado con una -

cha basada en la posición del edicio en

la parcela y en su asentamiento tipológico.

Vale la pena mencionar que, debido a la

falta de información histórica en el registro

catastral público, no fue posible realizar un

análisis morfogenético, sino solo un levan-

tamiento del statu quo.

La segunda fase fue el procesamiento de

datos espaciales y la denición de pará-

metros. Para ello, se establecieron tres ca-

tegorías morfológicas: (i) forma, que des-

cribe un patrón morfológico-geométrico

y detecta si un asentamiento es céntrico,

difuso o lineal; (ii) continuidad, que dene

la conexión o interrupción morfológica de

la comuna entre continuo y discontinuo.

Para ello se realizó un reconocimiento car-

tográco basado en el principio de simpli-

cación morfológica; es decir, reconducir

el asentamiento analizado a un esquema

morfológico general y sintético que cuenta

con los elementos y guras geométricas

de base; y, (iii) la compacidad, que iden-

tica la densidad del tejido arquitectónico

entre compacto y disperso. Esta categoría

se codica con base en la observación in

situ que dene, como aspecto recurrente

en todas las comunas, una expansión de

los asentamientos de hasta un radio de

1000 m desde el centro geométrico de la

comuna, con una densidad máxima de

edicación en un radio de 500 m, lo que

lleva a establecer dos ratios, indicando

como compacto el asentamiento con el

número mayor de edicios en los 500 m y,

disperso, con un número de edicios en la

ratio 500 m, inferior que los 1000 m (ver ta-

bla 2). Para facilitar la lectura de las áreas

analizadas, se denen cuadrantes de 1000

m de lado que resultan la base cartográ-

ca del estudio a detalle (Ilustraciones 5 y 6)

Esta investigación intenta también de-

nir una línea base acerca de la tipología

edicatoria mediante la aplicación de dos

indicadores: (1) posición del edicio en la

parcela, (2) asentamiento tipológico. Estos

elementos analíticos, fueron diseñados y

aplicados en proyectos de investigación

y vinculación con la sociedad en secto-

res rurales del Ecuador por la Universidad

UTE de Quito (…), por lo que se consideró

oportuno proponerlos en las mesas técni-

cas y, previo aval de los expertos, se pro-

cedió consecuentemente a implementar-

los en vía experimental también para este

caso estudio.

El primer indicador detecta seis formas di-

ferentes de ocupar la parcela para com-

prender la célula morfológica en la realiza-

ción del tejido de asentamiento (gura 2),

así: esquinera, cuando el edicio ocupa la

esquina de la parcela; cabecera, el edicio

ocupa la línea del frente; intermedia (1 y

2) el edicio permanece en el medio, de

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lado a lado; bloque, el edicio ocupa toda

la parcela; interior, el artefacto permanece

en el centro con espacio entre edicios y

la línea de parcela. Los datos estadísticos

han sido procesados con el n de identi-

car una tendencia en la parroquia.

El segundo es el relativo al asentamiento ti-

pológico; es decir, la característica primor-

dial del edicio en su proceso constructivo

que, de alguna manera, dene un trato dis-

tintivo originario. Este se enfoca en el desa-

rrollo volumétrico al nivel de detalle 1. Para

ello se han utilizado seis parámetros sim-

ples y empíricos: línea de fábrica, cuando

la fachada crece perpendicularmente en el

límite de la parcela; retiro, cuando la facha-

da comienza unos metros atrás de línea de

fábrica; retranqueo, describe el retiro de la

planta baja con respecto a la línea de fábri-

ca, mientras que del segundo piso hasta el

último sobresalen hasta la línea de fábrica;

semiadosada, cuando dos edicios com-

parten una parte; adosada, cuando com-

parte una pared entera; aislado, cuando el

edicio se encuentra solo en una parcela

(gura 3).

La tercera fase desarrolla una clasicación

morfológica de las comunas con caracte-

rísticas homogéneas, a través de códigos

morfológicos. Los nueve códigos se con-

forman uniendo los resultados de las tres

categorías morfológicas aplicadas (forma,

compacidad, continuidad); es decir, la

suma de las conguraciones que descri-

ben la comuna (ver gura 4). Por ejemplo,

un asentamiento difuso (forma), discon-

tinuo (compacidad) y compacto (conti-

nuidad), tendrá el código DDC. Con esta

información clasicada y organizada se

procede al mapeo.

Tabla 2. Patrones morfológicos de las comunas de Flores

Categorías Conguraciones Descripción

Forma

Céntrico Concéntrico alrededor de la intersección de calles

Lineal Con distribución lineal a menudo alrededor de una calle

Difuso Distribución indenida, patrón parcialmente lineal y céntrico

Continuidad

Continuo Tejido sin interrupción

Discontinuo Tejido interrumpido o no contínuo

Compacidad

Compacto Mayor densidad (d) de edicios en un rango de 500 m (d > 50 %)

que en 1000 m

Disperso Menor densidad (d) de edicios dentro de un rango de 500 m

(d <50 %) que en 1000 m

Fuente: Caza F, 2019.

Ilustración 2. Posición en la parcela

Nota: Desde la izquierda: esquinera, cabecera, intermedio 1, intermedio 2, bloque, interior. Fuente: Universidad UTE, Quito-

Ecuador, archivo del proyecto de investigación “Arquitectura en movimiento en San José de Chamanga”.

Ilustración 3. Asentamiento tipológico

Nota: Desde la izquierda: línea de fábrica, retiro, retranqueo, semiadosada, adosada, aislado. Elaboración: propia.

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5. RESULTADOS

El análisis documental de la fase uno ha re-

tornado datos sobre las densidades huma-

nas y del tejido construido de las 27 comu-

nas. Congurando el escenario típico rural,

donde la explotación de la tierra se retorna

a bajas densidades de habitantes por km²

(76 hab/km²), así como densidad de edi-

cios por km² (64 ed/km²) (ver tabla 3).

El análisis de tres categorías arroja un mo-

delo general morfológico aparentemente

no homogéneo. La forma de las comunas

no sugiere un marco especíco y recono-

cible (ver gura 5).

Sin embargo, las combinaciones de re-

sultados generan una clasicación que

evidencia conguraciones espaciales en

los asentamientos. En cuanto al criterio de

forma, la tendencia del asentamiento rural

produce una conguración lineal, mien-

tras que la forma céntrica alcanza slo el

11 % y la difusa el 37 %. En el caso del

análisis de continuidad, los resultados de-

muestran que las comunas rurales tienden

a formar una conguración discontinua o

interrumpida (59 %), aunque el 41 % de

estas presenta un tejido poblacional sin

interrupciones. Por último, la categoría de

compacidad no tiene una tendencia mar-

cada, de hecho, el tejido de construcción

disperso representa el 52 % de las comu-

nas, mientras que el tejido compacto al-

canza el 48 %. La combinación especíca

de los seis criterios de análisis, produce

entonces, una nueva clasicación. De he-

cho, como se demuestra en la tabla 4, se

han congurado ocho unidades morfológi-

cas complejas.

Ilustración 4. Generación de nuevos códigos morfológicos

Fuente: Elaboración propia.

Tabla 3. Densidades de las comunas de Flores

COMUNA km² Hab. Habitantes/

km²

Núm.

viviendas

Viviendas

/km²

Núm.

edicios

Edicios/

km²

1Guantul Chico 0,33 172 521 51 155 57 173

2Santa Ana de

Yalligchi 1.16 202 174 73 63 137 118

3 Flores 1.24 146 118 68 55 141 114

4Polugsa Sumak

Kawsay 1.07 73 68 29 27 66 62

5 Huancantuz 0.57 215 377 68 119 70 123

6Puesetus Chico 2.16 104 48 41 19 128 59

7Shungubug Chico 0.43 108 251 35 81 50 116

8 Caliata 1.07 99 93 39 36 141 132

9Guantul Grande

Central 3.24 158 49 43 13 231 71

10 Puesetus

Llactapamba 0.49 65 133 27 55 111 227

11 Gompuene

Central 0.84 159 189 58 69 164 195

12 Mirapamba 0.99 95 96 44 44 65 66

13 Rayopamba 1.43 208 145 65 45 104 73

14 Tumbug

Lluishirum 1.79 98 55 47 26 94 53

15 Santa Rosa 2.84 174 61 71 25 152 54

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16 Shungubug

Grande 0.94 86 91 47 50 61 65

17 Gompuene

San Vicente 2.93 152 52 63 22 113 39

18 Puesetus Grande 1.42 145 102 49 35 130 92

19 Yanguad 0.71 57 80 25 35 67 94

20 Naubug 8.11 203 25 154 19 347 43

21 El Obraje 1.68 167 99 71 42 138 82

22 Laurel Gompuene 1.92 105 55 46 24 86 45

23 Puchi Guallavin 1.22 117 96 38 31 82 67

24 Basquitay

Quillincocha 3.73 110 29 39 10 111 30

25 Puesetus Alto 2.75 91 33 32 12 65 24

26 Galgualan 1.9 153 81 50 26 80 42

27 Pungalpug Verde

Cruz 1.68 211 126 81 48 145 86

TOTAL 48.64 3673 76 1454 30 3136 64

Fuente: Caza F., 2019.

Ilustración 5. Patrones morfológicos de algunas comunas de la parroquia Flores

Fuente: Caza F., 2019.

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Tabla 4. Criterios de agregación de grupos homogéneos y nuevos códigos morfológicos

COMUNA

CRITERIOS DE AGREGACIÓN DE GRUPOS

FORMA CONTINUIDAD COMPACIDAD COD.

Céntrico Difuso Lineal Continuo Discontinuo Compacto Disperso

1Guantul

Chico • • • DDC

2Santa Ana de

Yalligchi • • • LCC

3 Flores • • • CCC

Polugsa

Sumak

Kawsay

• • • DDD

5 Huancantuz • • • LCC

6Puesetus

chico • • • LCD

7Shungubug

Chico • • • LCC

8 Caliata • • • LCC

Guantul

Grande

Central

• • • LCC

10 Puesetus

Llactapamba • • • DDD

11 Gompuene

Central • • • DDD

12 Mirapamba • • • LDD

13 Rayopamba • • • DDD

14 Tumbug

Lluishirum • • • LCC

15 Santa Rosa • • • LDD

16 Shungubug

Grande • • • DDC

17 Gompuene

San Vicente • • • DDD

18 Puesetus

Grande • • • LDD

19 Yanguad • • • CDC

20 Naubug • • • LCC

21 El Obraje • ·• • DDD

22 Laurel

Gompuene • • • LCD

23 Puchi

Guallavin • • • LDD

24 Basquitay

Quillincocha • • • • DDD

25 Puesetus Alto • • • CDC

26 Galgualan • • • • DDC

27 Pungalpug

Verde Cruz • • • LCC

TOTAL 3 10 14 11 16 13 14

PORCENTAJE 11 % 37 % 52 % 41 % 59 % 48 % 52 %

Fuente: Caza F., 2019.

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La conguración más común en la parro-

quia de Flores es la forma lineal (L), y luce

continua (C) y compacta, lo cual está pre-

sente en 8 comunas. De manera similar, la

conguración DDD (difuso, discontinuo,

disperso) aglutina 7 comunas que tienen

la tendencia a ser contiguas. Los asenta-

mientos lineales (L), discontinuos (D) y di-

fusos (D) están presentes en 4 comunas,

los DCC en tres y la conguración LCD

en dos. La comuna de Flores es la única

que se congura como céntrica, continua

y compacta (CCC), lo que resulta cohe-

rente con su condición de cabecera pa-

rroquial; mientras que Yanguad (CDC) y

Puesetus Alto (CDD) son las únicas con

estas características (ver gura 6). Las

tres conguraciones con base en la forma

central (CCC, CDC, CDD), se han graca-

do bajo la misma simbología para efectos

de la investigación. Se dene entonces

como contiguas 8 comunas con la con-

guración lineal, continua y compacta (ver

gura 7).

Ilustración 6. Asentamiento lineal, continuo y compacto

Fuente: Caza F., 2019.

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En un segundo momento, los grupos mor-

fológicos homogéneos han sido analiza-

dos aplicando dos parámetros tipológi-

cos. La posición del edicio en la parcela

(parámetro a) y asentamiento tipológico

(parámetro b) en un radio de 500 m y lue-

go en uno de 1000. Este análisis se realizó

por cada comuna y luego se han compa-

rado por grupo morfológico homogéneo.

Los resultados evidencian la existencia

de claros patrones en ambos parámetros,

aún con algunos casos en los cuales el

patrón posee un espectro más amplio.

Concretamente se nota la tendencia a una

posición intermedia 1 o interior, con res-

pecto al parámetro (a); mientras se nota

una tendencia a la tipología con retiro o

aislada en el parámetro (b). En los casos

CCC, LCC y LDD este último parámetro

presenta datos relevantes dentro de la ti-

pología lineal de fábrica.

Los resultados del análisis tipológico rea-

lizado por grupos morfológicos arrojan en

cambio una información más homogénea.

Incluso con ocho unidades morfológicas

diferentes, los parámetros tipológicos no

cambian con el radio; en realidad, la loca-

lización del edicio en la parcela no tiene

una diferencia relevante entre el radio de

500 m y el radio de 1000 m, pues tiene

una variación máxima del 1 %. Como se

evidencia en la tabla 5, el 60 y 61 % del

tejido construido de la parroquia Flores se

clasica como intermedio 1 y un 35 % de

interior. Por otro lado, la forma de posición

presenta tres parámetros predominantes,

como la línea de fábrica (17-18 %) el retiro

(40.42 %) y el aislado (32-34 %).

Ilustración 7. Clasicación morfológica de asentamientos rurales en la parroquia Flores

Fuente: Caza F., 2019.

PORRECA, et al. - Tejiendo la Planicación Rural: Una Clasicación Morfológica para las Comunas Andinas. El Caso de Flores, Ecuador. pp. 17-38 ISSN:1390-5007 EÍDOS 24

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Tabla 5. Patrones tipológicos de las comunas de la parroquia de Flores

PATRÓN 500 M

LOCALIZACIÓN EN LA PARCELA

Esquinero En cabecera Intermedio 1 Intermedio 2 Manzanero Interior

Nº % Nº % Nº % Nº % Nº % Nº %

1CCC, CDC, CDD 11 4 7 4 148 65 6 21040 24

2 DDC 1 1 21 96 64 0 0 0 0 50 34

3 DDD 5 1 4 1 153 42 10 3 0 0 214 53

4LCD 1 1 2 3 62 68 1 1 0 0 29 28

5 LDD 1 1 4 2137 63 0 0 0 0 72 35

6LCC 13 24 1 393 60 510 0 235 37

TOTAL 32 1 23 2 989 60 22 1 1 0 640 35

PATRÓN 1000 M

LOCALIZACIÓN EN LA PARCELA

Esquinero En cabecera Intermedio 1 Intermedio 2 Manzanero Interior

Nº % Nº % Nº % Nº % Nº % Nº %

1CCC, CDC, CDD 12 4 94 199 69 831044 20

2 DDC 1 1 21 133 66 0 0 0 0 62 32

3 DDD 8 1 14 2 339 42 17 2 0 0 430 52

4LCD 2 1 4 3141 69 4 2 0 0 63 26

5 LDD 4272264 61 2 0 0 0 152 36

6LCC 24 26 1 719 59 8 10 0 458 38

TOTAL 51 2 42 2 1795 61 39 1 1 0 1209 34

PATRÓN 500 m

ASENTAMIENTO TIPOLÓGICO

Línea de

fábrica Con retiro Retranqueo Adosada Pareada Aislada

núm. % núm. % núm. % núm. % núm. % núm. %

1CCC, CDC, CDD 82 31 71 36 6 3 8 3 0 0 46 27

2 DDC 25 16 69 46 0 0 10 7 0 0 45 30

3 DDD 32 9 126 34 16 4 18 4 0 0 194 49

4LCD 10 11 39 43 6 6 12 13 0 0 28 28

5 LDD 39 18 98 44 0 0 8 40 0 69 34

6LCC 107 17 246 38 6 1 40 7 0 0 251 37

TOTAL 295 17 649 40 34 2 96 6 0 0 633 34

PATRÓN 1000 m

ASENTAMIENTO TIPOLÓGICO

Línea de

fábrica Con retiro Retranqueo Adosada Pareada Aislada

núm. % núm. % núm. % núm. % núm. % núm. %

1CCC, CDC, CDD 102 30 90 36 8 3 10 4 0 0 63 26

2 DDC 39 19 93 47 0 0 12 6 0 0 54 28

3 DDD 87 12 280 36 22 3 28 3 0 0 391 46

4LCD 25 13 98 49 12 6 18 8 0 0 61 25

5 LDD 72 17 196 46 4 1 16 5 0 0 141 32

6LCC 194 17 465 38 18 1 63 7 0 0 475 36

TOTAL 519 18 1222 42 64 2 147 6 0 0 1185 32

Fuente: Caza F., 2019.

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6. DISCUSIÓN

Este trabajo, aún sin la intención de denir

universalmente la cuestión morfológica an-

dina, se posiciona en un debate sobre la

caracterización del territorio rural, con un

abordaje complementario y no dependien-

te de los modelos corrientes. Por lo tanto,

no quiere denir un umbral de justo o equi-

vocado. Más bien, a través de un enfoque

empírico y del learning by observing, pre-

tende proporcionar un statu quo del caso

de estudio, con la posibilidad de extender

esta herramienta a contextos con carac-

terísticas similares; para de esta forma,

lograr una clasicación territorial con sus

características especícas, al servicio de

los modelos de desarrollo rural presentes

y futuros. En este contexto, considerando

que el Ecuador vive procesos rápidos de

producción y destrucción del entorno ur-

banizado, que a menudo eliminan las tra-

zas de la historia espacial tanto ancestral

como más reciente, este estudio propuso

un método que brinda resultados útiles so-

bre el conocimiento físico del territorio de

la parroquia de Flores, poniendo las bases

para futuros estudios morfogenéticos.

Los resultados han mostrado que el mé-

todo empírico para categorizar el com-

ponente morfológico de asentamientos

urbanizados en áreas rurales de Chimbo-

razo, permite conocer los parámetros de

forma, continuidad y compacidad. Estos

tres componentes generan a su vez tres

categorías de clasicación morfológica

para asentamientos rurales, útiles para la

caracterización territorial y a servicio de la

planicación. En el caso de la parroquia de

Flores, el territorio está caracterizado por

27 asentamientos en su mayoría lineales y

discontinuos; sin embargo, demuestra que

no está establecido un patrón de compa-

cidad claro. Las conguraciones morfoló-

gicas detectadas activan discusiones que

van más allá de la lectura de los datos. Si

bien no existen patrones netos, es decir

que las conguraciones parecen cambiar

a menudo adentro del territorio parroquial

(ilustración 7), un hallazgo relevante se

hace palpable: existe una contundente re-

lación de los edicios con la infraestructura

vial, señal que esta es el elemento cataliza-

dor del desarrollo de los asentamientos. Se

presume, siendo ausente el respaldo car-

tográco, que los servicios básicos corran

a lo largo de la infraestructura principal,

lo que fortalecería un desarrollo de este

tipo. Sin embargo, faltando la información

morfogenética del territorio, no se puede

aclarar si estos asentamientos y su red vial

remontan a asentamientos antiguos con

relativos caminos y chaquiñanes o si, en

cambio, lo que se observa es un resultado

más bien reciente. Eso enfatiza la necesi-

dad del debate académico sobre el cono-

cimiento morfogenético de los territorios

ecuatorianos, orientado a la memoria del

hábitat original y de la forma del habitar,

a servicio de una planicación equilibrada.

Esta última armación, cobra más relevan-

cia si se consideran los cambios catastró-

cos de los Andes ecuatorianos, que han

cambiado la conguración de una porción

de territorio del sur del país.

Otro elemento que resulta de la lectura de

los cuadrantes, es la conguración de las

parcelas respecto a los ejes de las carre-

teras. En algunos casos (por ejemplo, los

cuadrantes 02.05, 08 y 27), las geometrías

de las parcelas parecen tener una rela-

ción con la infraestructura, sea esa por el

desarrollo perpendicular a la vía, paralelo

o, como en el caso del cuadrante 08, si-

guiendo el radio de curvatura del eje. En

otros casos, la relación entre parcelas e

infraestructura parece no seguir patrones

geométricos. Esta observación es un resul-

tado colateral ‒y no esperado‒ a los obje-

tivos de investigación y, por ende, nece-

sitaría profundización, ya que se relaciona

directamente al proceso morfogenético de

la parroquia.

El mosaico de conguraciones morfológi-

cas que emerge del análisis, remata con

los datos de los indicadores tipológicos

que demuestran la tendencia de edicios,

que surgen en el medio de la parcela (in-

termedio 1 e interior), y distantes de la

línea de fábrica (retiro y aislado), lo cual

fortalece la idea común de la ruralidad en

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torno a la tipología de un edicio unifamiliar

de uno o dos pisos, generalmente aislado,

rodeado de agricultura y alejado de otras

edicaciones. Además, rearma los patro-

nes generales de la ruralidad, los cuales

integran una baja densidad, tejido urbano

disperso relacionado con la agricultura y

la residencia, poca mezcla de usos, entre

otros. Estos elementos denen un patrón

de ocupación y utilización de la parcela

que es visible también en las zonas pe-

riurbanas de las ciudades, bajo la etiqueta

de agrícola-residencial. Esta categoría de

uso de suelo es particularmente útil para

la descripción de las comunas de Flores.

Sin embargo, la escala netamente arqui-

tectónica ‒que no está presente en esta

investigación‒, es crucial para completar

un panorama completo del hábitat y forma

de habitar. Si por un lado, la falta de patro-

nes morfológicos estratégicos revela la au-

sencia de una planicación rural madura,

por el otro, estos primeros ‒e incompletos‒

datos sobre la tipología arquitectónica su-

gieren que los pobladores siguen reglas o

patrones espontáneos reconocibles y por

ende codicables. Estos datos, cuando

sean bien organizados, pueden favorecer

una caracterización del territorio a servicio

de la planicación rural.

Por último, la investigación sugiere, por un

lado, un enfoque hacia la tecnología inteli-

gente como la topografía con drones y, por

el otro, la necesidad de convenios entre los

GAD rurales. Asimismo, la digitalización

de la información espacial y catastral, así

como la realización de mapas actualiza-

dos y shapeles disponibles, son necesa-

rias para mejorar la gestión del patrimonio

construido y los recursos naturales. Cabe

mencionar que la condición cartográca y

de información espacial de las áreas rura-

les del Ecuador es diferente y discontinua.

En los casos de asentamientos remotos y

aislados, las imágenes satelitales o carto-

grácas disponibles pueden ser escasas,

ausentes o de calidad insuciente, para

aplicar la metodología de redibujo y con-

secuente clasicación morfológica. Ade-

más, en tales contextos las condiciones

geográcas, especialmente los desnive-

les, la vegetación alta y densa, así como

el clima variable, complican o limitan la e-

cacia de la tecnología dron, operada por

técnicos locales. Con esta premisa, es ne-

cesario aclarar que la metodología adhiere

con mayor ecacia para la caracterización

territorial de asentamientos andinos altos,

caracterizados por presencia de vegeta-

ción herbácea y arbustiva, donde la trans-

formación agrícola del territorio facilita la

lectura morfológica.

Esta herramienta, por lo tanto, potencial-

mente puede ser adoptada por los GAD

de parroquias rurales con características

bien denidas, así como de entidades

asociadas a la coordinación de la plani-

cación en distintos niveles de gobierno.

Este instrumento provee una metodología

simplicada y más accesible a un pano-

rama amplio de técnicos locales, lo que

contribuye ‒a corto plazo‒, a conseguir

datos e informaciones espaciales para la

caracterización territorial y, a largo plazo,

provee información valiosa para recons-

truir el proceso morfogenético de forma

autónoma y no totalmente dependiente de

instancias nacionales.

7. EL ABORDAJE DE LAS COMUNAS EN

EL CONTEXTO RURAL

Esta investigación a su vez, se realiza en

un contexto rural con presencia de 27 co-

munas. Esto implica en principio la auto-

nomía territorial, la propiedad colectiva del

suelo y el carácter agrícola del mismo. No

obstante, la normativa que regula el territo-

rio requiere de acuerdos comunes. La pa-

rroquia de Flores no es un caso aislado a

los problemas subyacentes del suelo rural

de las comunas en contextos urbanizados,

por lo que nuevamente esta herramienta

metodológica permite tener un acuerdo

institucional con los pueblos ancestrales

y la concepción del territorio. Primero, uno

de los propósitos de las comunas es man-

tener condiciones que las caracterizan

como suelo rural, no sólo porque así lo esti-

pulan las leyes, sino porque hace parte de

sus propias concepciones. Muchas comu-

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2024

nas se han enfrentado a la urbanización de

sus parroquias, sobre las cuales persiste

una lucha por mantener un suelo rural.

Segundo, el ordenamiento territorial hoy se

enfrenta a la gestión del riesgo de desas-

tres. Ecuador presenta zonas de alta ame-

naza que requieren de una toma de deci-

siones anticipada sobre el crecimiento de

la ruralidad. Esto hace que la planicación

territorial requiera prestar atención a la

morfología rural. Las comunas por su parte

juegan un rol relevante en la conservación

del suelo; sin embargo, las condiciones de

urbanización, producto de las transforma-

ciones sociales y territoriales, conllevan

la necesidad de tener herramientas de

decisión conjunta entre comuneros y téc-

nicos para mitigar el riesgo de desastres.

Finalmente, contar con herramientas de

ordenamiento del suelo, permite un forta-

lecimiento de los procesos de gobernanza

multinivel, entre los cabildos, los GAD pa-

rroquiales rurales y la institucionalidad del

gobierno central. Esto constituye un proce-

so de coordinación conjunta, que fortalece

las capacidades de regulación, control de

la expansión y denición de usos de suelo.

Si bien este artículo no ahonda sobre el

contexto de las comunas en su planica-

ción territorial, sí propone dejar abierta una

agenda investigativa sobre el tema, aso-

ciada a los problemas que enfrentan en

temas de uso y tenencia del suelo; pero a

su vez, relativa a las tensiones propias de

la planicación territorial entre cabildos y

GAD parroquiales y municipales.

8. CONCLUSIONES

Esta investigación plantea una reexión

sobre el contexto de la planicación rural

en el marco de la presencia de comunas

y su caracterización territorial. Acorde con

las competencias relacionadas a la plani-

cación, las parroquias rurales se enfrentan

a unas condiciones técnicas menores al

momento de tomar decisiones. Sumado a

esto, las capacidades institucionales aso-

ciadas al acceso y actualización de infor-

mación y herramientas de levantamientos

de datos se tornan en un desafío pendien-

te por enfrentar. La propuesta para denir

una conguración morfológica del asen-

tamiento rural en la parroquia de Flores,

tiene la intención de aportar en el estudio

territorial de la ruralidad y asociar el com-

plejo ordenamiento del suelo con las mejo-

res decisiones.

Sumado a ello, la planicación territorial

requiere las consideraciones sobre las

condiciones propias de un Estado pluri-

nacional, con respecto a las comunas. Se

propuso entonces, un método simple y re-

plicable, para que el personal no experto

categorice los asentamientos urbanizados

de las áreas rurales y así permita un me-

jor análisis y ordenamiento territorial. Adi-

cionalmente, la realidad de las comunas

como territorios ancestrales, representa no

sólo un hecho local, sino andino. El des-

conocimiento de sus características so-

cio-espaciales y morfotipológicas, llega a

invisibilizar un hecho territorial que de al-

guna manera se ancla a un discurso más

amplio. Al día de hoy, los modelos de ges-

tión y desarrollo territorial son a menudo

inspirados a principios divulgados por ins-

tituciones internacionales, que, sin embar-

go, raramente logran tener en cuenta las

particularidades de territorios especícos.

Por ende, la cultura y las prácticas locales

de conceptualizar, organizar y gestionar

el territorio, podrían desaparecer sin un

adecuado proceso de reconocimiento, y

consecuentemente la memoria del habitar

y la identidad socio-espacial estarían en

riesgoLa caracterización morfológica, por

lo tanto, es útil para entender los elemen-

tos que constituyen la identidad física del

territorio, ya que ayuda la construcción del

proceso morfogenético, es decir el cono-

cimiento de la formación y evolución de

un asentamiento a lo largo del tiempo. En

efecto, pasar por alto estas informaciones,

invisibilizaría la vida rural, que constituye

al día de hoy una parte importante de la

dinámica socio-espacial del país.

Repensar la planicación rural no es cues-

tión de cambiar la normativa. Ya existen

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principios asociados al Estado plurinacio-

nal, en el caso de las comunas, y también

lineamientos en torno al ordenamiento del

suelo, pero el problema que enfrentan los

gobiernos más pequeños son las (in) ca-

pacidades. Los GAD parroquiales rurales

carecen de información actualizada en tér-

minos del territorio, uno por las característi-

cas propias de lo rural (en extensión), pero

también por falta de recursos nancieros y

humanos. Este contexto no es exclusivo de

Ecuador. Por lo general, a partir de los pro-

cesos de descentralización, los gobiernos

con menores capacidades han aumentado

la dependencia hacia el gobierno central o

han limitado sus acciones dependiendo de

los recursos con los que cuenten.

A grandes rasgos, este artículo plantea una

agenda para explorar herramientas que

permitan mejorar los complejos procesos

de toma de decisiones a nivel parroquial.

Si bien esta investigación no contempla

lineamientos, sí considera que, en el mar-

co de la descentralización, los gobiernos

a nivel parroquial-rural, requieren superar

las barreras de información, coordinación,

en el marco de la gobernanza territorial. La

selección de la parroquia Flores en este

análisis, no es menor, puesto que es un

caso típico de las fallas y limitaciones de

la planicación rural. Repensarla, enton-

ces, implica fortalecer la gobernanza a un

multinivel, generar capacidades locales y

desarrollar métodos simples que logren

acoplarse a contextos complejos. La cla-

sicación de la conguración morfológica

del asentamiento urbanizado en áreas ru-

rales, es evidencia de patrones de ocupa-

ción espacial, pero también de una fuerte

persistencia por mantener la ruralidad vi-

gente en Ecuador, máxime cuando las ci-

fras demuestran a 2022, un 35 % de pobla-

ción rural, versus países como Colombia y

Perú (con características similares), que

tienen sobre el 20 % o menos.

Esto deja dos condiciones clave en la

mesa. Una, Ecuador mantiene un compo-

nente rural, pero con una fuerte planica-

ción enfocada a lo urbano. Esto se hace

evidente en las herramientas que tienen

los diferentes niveles de gobierno, pero

también en la forma de comprender y apli-

car normas como el COOTAD a un espa-

cio con menores capacidades y recursos.

Y dos, la conguración del territorio rural

navega entre dos características, la que

tiene que ver con espacios cada vez más

compactos producto de la rururbaniza-

ción, y otros espacios altamente dispersos

en la que los gobiernos parroquiales tienen

mayor complejidad por dotar de servicios

y proveer de bienes. En cualquiera de los

dos sentidos, lo rural, en términos de pla-

nicación, tiene un propósito, sea agrícola,

ambiental, turístico o de expansión, que

este tipo de herramientas metodológicas

busca exponer a la luz de la falta de infor-

mación y de recursos.

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FARAJNEZHAD, et al. - Impact of Economic, Social, And Environmental Factors on Electric Vehicle Adoption: A Review. pp. 39-62 ISSN:1390-5007 EÍDOS 24

2024

Resumen:

Los vehículos eléctricos (EV) representan una innova-

ción transformadora en la industria automotriz y ofre-

cen una solución prometedora a los desafíos ambien-

tales. Este artículo examina la compleja interacción

de factores económicos, sociales y ambientales, que

inuyen en las decisiones de los consumidores para

adoptar vehículos eléctricos. Los factores económicos,

como el precio de compra inicial y los costos operati-

vos, juegan un papel crucial en la adopción. Las in-

vestigaciones sugieren que, a medida que los precios

de los vehículos eléctricos se vuelvan más competiti-

vos y los gastos operativos disminuyan, las tasas de

adopción se acelerarán. Los factores sociales, incluida

la inuencia de los pares y las percepciones sobre el

rendimiento, la conabilidad y la conveniencia de los

vehículos eléctricos, también moldean las actitudes y

preferencias de los consumidores. Las consideracio-

nes ambientales, incluido el imperativo de mitigar las

emisiones de gases de efecto invernadero y reducir

la contaminación del aire, impulsan la adopción de

1,2Mohammad Farajnezhad, 3Jason See Toh Seong Kuan, 4Hesam Kamyab

1Faculty of Business and Communication, Inti International University, 71800 Nilai, N. Sembilan, Malaysia;

2CSIRT Center, Computer Engineering Department, Lorestan University, Iran. taban1010@gmail.com.

ORCID: 0000-0002-2086-9294

3Faculty of Business and Communication, Inti International University, 71800 Nilai, N. Sembilan, Malaysia.

jasonsee.toh@newinti.edu.my. ORCID: 0000-0002-1309-5200

4Faculty of Chemical and Energy Engineering, Universiti Teknologi Malaysia, 81310, Skudai, Johor, Malaysia.

hesam_kamyab@yahoo.com. ORCID: 0000-0002-5272-2297

Impact of Economic, Social, And Environmental

Factors on Electric Vehicle Adoption: A Review

Impacto de los factores económicos, sociales y ambientales

en la adopción de vehículos eléctricos: una revisión

EÍDOS No24

Revista Cientíca de Arquitectura y Urbanismo

ISSN: 1390-5007

revistas.ute.edu.ec/index.php/eidos

Recepción: 11, 04, 2024 - Aceptación: 15, 05, 2024 - Publicado: 01, 07, 2024

Abstract:

Electric vehicles (EVs) represent a transformative

innovation in the automotive industry, offering a

promising solution to environmental challenges. This

paper examines the complex interplay of economic,

social, and environmental factors that inuence

consumers' decisions to adopt EVs. Economic factors,

such as initial purchase price and operating costs, play

a crucial role in adoption. Research suggests that as

EV prices become more competitive and operational

expenses decline, adoption rates will accelerate. Social

factors, including peer inuence and perceptions of EV

performance, reliability, and convenience, also shape

consumer attitudes and preferences. Environmental

considerations, including the imperative to mitigate

greenhouse gas emissions and reduce air pollution,

drive the adoption of EVs. This review synthesizes

existing literature on the impact of economic,

social, and environmental factors on EV adoption,

providing valuable insights for policymakers, industry

stakeholders, and researchers. By elucidating the

complex dynamics that inuence consumer behavior,

this study contributes to the ongoing discourse on

sustainable mobility and the transition towards a

greener transportation ecosystem.

Keywords: Electric vehicles, transport sector,

sustainability, adoption, economic, social,

environmental, Malaysia.

FARAJNEZHAD, et al. - Impact of Economic, Social, And Environmental Factors on Electric Vehicle Adoption: A Review. pp. 39-62 ISSN:1390-5007

EÍDOS 24

2024

vehículos eléctricos. Esta revisión sintetiza la literatura

existente sobre el impacto de los factores económicos,

sociales y ambientales en la adopción de vehículos

eléctricos, proporcionando información valiosa para

los formuladores de políticas, las partes interesadas de

la industria y los investigadores. Al dilucidar las com-

plejas dinámicas que inuyen en el comportamiento

del consumidor, este estudio contribuye al discurso

actual sobre la movilidad sostenible y la transición ha-

cia un ecosistema de transporte más ecológico.

Palabras claves: Vehículos eléctricos, sector transpor-

te, sostenibilidad, adopción, económico, social, am-

biental, Malasia.

1. INTRODUCTION

1.1 Background and Importance of

Electric Vehicles (EVs)

Electric vehicles (EVs) represent a signi-

cant advancement in automotive technol-

ogy, offering numerous benets over tradi-

tional internal combustion engine vehicles.

The background of EVs traces back to the

early 19th century when electric-powered

vehicles emerged as viable alternatives to

steam and gasoline-powered cars. Howev-

er, it was not until recent decades that EVs

gained traction as a practical and sustain-

able solution to transportation challenges.

The importance of EVs lies in their potential

to address pressing issues such as climate

change, air pollution, and energy security.

As concerns about greenhouse gas emis-

sions and their impact on global warming

continue to escalate, EVs present a promis-

ing avenue for reducing carbon emissions

from the transportation sector. By replacing

conventional fossil fuel-powered vehicles

with electric counterparts, EVs contribute

to mitigating climate change by reducing

reliance on fossil fuels and lowering carbon

dioxide emissions. Furthermore, EVs offer

signicant improvements in air quality, par-

ticularly in urban areas where air pollution

from vehicles is a major concern. Unlike in-

ternal combustion engine vehicles, which

emit pollutants such as nitrogen oxides

and particulate matter, EVs produce zero

tailpipe emissions, thus helping to improve

air quality and public health.

Additionally, the adoption of EVs promotes

energy security by reducing dependence

on imported oil and diversifying the sourc-

es of energy used for transportation. With

advancements in renewable energy tech-

nologies such as solar and wind power,

EVs have the potential to be powered by

clean and domestically produced electrici-

ty, further enhancing energy independence

and resilience. Moreover, the proliferation

of EVs presents economic opportunities

for industries involved in their production,

distribution, and maintenance. As demand

for EVs grows, it stimulates innovation and

ABBREVIATIONS

Electric vehicles EVs

Zero Emission Vehicle ZEV

Traditional internal combustion engine vehicles ICEVs

Nitrogen Oxides NOx

Particulate Matter PM

Carbon Monoxide CO

Volatile Organic Compounds VOCs

Internal combustion engine vehicles ICEVs

Plug-in hybrid Electric vehicles PHEV

European Union EU

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2024

investment in battery technology, charging

infrastructure, and related industries, lead-

ing to job creation and economic growth.

The background and importance of EVs

underscore their role as a transformative

technology with the potential to address en-

vironmental, health, energy, and econom-

ic challenges. By transitioning to electric

transportation, societies can move towards

a more sustainable and resilient future.

1.2 Overview of the Environmental,

Social, and Economic Impacts of EV

Adoption

The adoption of electric vehicles (EVs) has

multifaceted impacts on the environment,

society, and economy, inuencing various

aspects of human life and global sustain-

ability. An overview of these impacts can

be elucidated as follows:

• Environmental Impacts: EV adoption

contributes to mitigating environmen-

tal degradation by reducing green-

house gas emissions and air pollu-

tants. Studies have shown that EVs

produce lower emissions compared

to internal combustion engine vehi-

cles, particularly when powered by

renewable energy sources (Zhang

et al., 2019). This leads to improve-

ments in air quality, public health,

and ecosystem integrity, suppor-

ting global efforts to combat climate

change and environmental degrada-

tion (Han et al., 2020).

• Social Impacts: The widespread

adoption of EVs can bring about so-

cial transformations by inuencing

mobility patterns, urban planning,

and social equity. EVs offer quieter

and cleaner transportation options,

enhancing the quality of life for resi-

dents in urban areas and reducing

noise pollution (Zheng et al., 2021).

Moreover, EV adoption promotes so-

cial inclusion by providing accessi-

ble and affordable transportation so-

lutions, particularly for underserved

communities (He et al., 2021).

• Economic Impacts: The transition to

EVs has signicant economic impli-

cations, affecting industries, markets,

and employment opportunities. The

EV market stimulates technological

innovation, driving advancements in

battery technology, electric drivetra-

ins, and charging infrastructure (Li

et al., 2021). This fosters economic

growth, job creation, and investment

opportunities in the renewable ener-

gy and automotive sectors (Wang et

al., 2020). Additionally, EV adoption

reduces reliance on imported oil and

enhances energy security, leading to

cost savings and economic resilien-

ce (Wu et al., 2021).

In summary, the adoption of EVs has pro-

found environmental, social, and economic

impacts, shaping the trajectory of sustain-

able development worldwide. Understand-

ing these impacts is essential for policy-

makers, businesses, and individuals to

make informed decisions and promote the

widespread adoption of EVs for a cleaner,

healthier, and more prosperous future.

2. LITERATURE REVIEW

2.1 Historical Development of Electric

Vehicles

The concept of electric vehicles (EVs)

dates to the early 19th century, with sig-

nicant advancements occurring over the

decades. This historical development high-

lights the evolution of EV technology and

its integration into modern transportation

systems. The rst electric vehicle proto-

type was developed by Scottish inventor

Robert Anderson in the 1830s, consisting

of a crude electric carriage powered by

non-rechargeable batteries (Notten et al.,

2017). Subsequent innovations by Thomas

Davenport and others in the mid-19th cen-

tury led to the introduction of electric trams

and trolleybuses in urban areas (Laugwitz,

2017). The early 20th century witnessed

signicant advancements in EV technol-

ogy, spurred by concerns over air pollu-

FARAJNEZHAD, et al. - Impact of Economic, Social, And Environmental Factors on Electric Vehicle Adoption: A Review. pp. 39-62 ISSN:1390-5007

EÍDOS 24

2024

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Detroit Electric Company, founded in 1907,

became one of the leading manufacturers

of electric cars, offering a range of mod-

els popular among urban dwellers (Gross,

2018). However, the emergence of afford-

able gasoline-powered vehicles, coupled

with advancements in internal combus-

tion engine technology, led to a decline

in EV popularity by the 1930s. Interest in

EVs resurged in the late 20th century amid

growing concerns over environmental pol-

lution and oil dependency. The California

Air Resources Board's Zero Emission Ve-

hicle (ZEV) mandate in the 1990s incen-

tivized automakers to produce electric

and hybrid vehicles, leading to the intro-

duction of models such as the General

Motors EV1 and Toyota Prius (Sperling &

Gordon, 2009). Despite initial enthusiasm,

limited battery range and high costs hin-

dered widespread EV adoption during this

period. The 21st century has witnessed a

rapid acceleration in EV development and

adoption, driven by advancements in bat-

tery technology, government incentives,

and increasing environmental awareness.

Companies like Tesla Motors have pio-

neered the mass production of long-range,

high-performance electric vehicles, while

governments worldwide have implement-

ed policies to promote EV adoption and

expand charging infrastructure (Faria et

al., 2019). Additionally, the emergence of

electric buses, trucks, and motorcycles fur-

ther underscores the diversity and poten-

tial of EV technology in various transpor-

tation sectors. The historical development

of electric vehicles reects a trajectory

marked by innovation, challenges, and

opportunities. As technology continues to

evolve and sustainability concerns inten-

sify, EVs are poised to play a central role in

shaping the future of transportation.

According to the International Energy

Agency (2021), global energy use will

continue to grow in all major end‐use sec-

tors. The total nal consumption (TFC)

will increase by around 20% in 2020–50.

The demand for fossil fuels will decrease,

and the shift will be toward electricity, re-

newable power, and hydrogen. In 2050,

electricity’s share will rise from 20 to 30%

(Fig. 1). Transport accounts for the largest

reduction in energy demand, thanks to a

shift toward electric vehicles (EV), which

are up to three times more energy-efcient

than conventional internal combustion en-

gines. According to International Energy

Agency (2021), over 60% of the clean en-

ergy technology equipment market pre-

dicted will be battery-based in 2050. With

over 3 billion electric vehicles on the road

Figure 1. Final energy consumption by source and sector in the Net Zero Emission by 2050 Scenario.

Source: International Energy Agency (2021).

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2024

and three terawatt-hours of battery stor-

age in 2050, batteries will play a key role

in the new energy economy.

2.2 Environmental Impacts of Traditional

Internal Combustion Engine Vehicles

Traditional internal combustion engine ve-

hicles (ICEVs) have signicant environmen-

tal impacts across their lifecycle, including

production, operation, and disposal. These

impacts contribute to various environmental

issues, including air pollution, greenhouse

gas emissions, and resource depletion.

ICEVs emit pollutants such as nitrogen ox-

ides (NOx), particulate matter (PM), carbon

monoxide (CO), and volatile organic com-

pounds (VOCs) during operation (Stocker &

Schraner, 2018). These pollutants degrade

air quality, leading to health problems such

as respiratory diseases, cardiovascular is-

sues, and premature mortality (Hoek et al.,

2013). Additionally, NOx and VOCs contrib-

ute to the formation of ground-level ozone

and smog, further exacerbating air pollu-

tion in urban areas (Cohen et al., 2017).

ICEVs are a signicant source of green-

house gas emissions, primarily carbon di-

oxide (CO2), resulting from the combustion

of fossil fuels (Schiermeier, 2020). These

emissions contribute to global warming and

climate change by trapping heat in the at-

mosphere, leading to adverse effects such

as rising temperatures, sea-level rise, and

extreme weather events (IPCC, 2018). The

transportation sector is one of the largest

contributors to global CO2 emissions, with

ICEVs playing a major role in this regard (Le

Quéré et al., 2018).

The production and operation of ICEVs

require signicant amounts of natural re-

sources, including petroleum, metals, and

water (Sullivan & Locey, 2016). The extrac-

tion and processing of these resources can

have adverse environmental impacts, such

as habitat destruction, water pollution, and

biodiversity loss (Mudd, 2010). Additional-

ly, the reliance on nite fossil fuel reserves

raises concerns about energy security and

resource depletion, necessitating a tran-

sition to alternative fuels and propulsion

technologies (IEA, 2019). ICEVs produce

noise pollution due to engine combustion,

exhaust systems, and tire-road interaction

(Basner et al., 2014). This noise can disrupt

ecosystems, interfere with wildlife commu-

nication and navigation, and adversely af-

fect human health and well-being, leading

to stress, sleep disturbances, and hearing

loss (Münzel et al., 2018).

The environmental impacts of traditional

ICEVs are signicant and multifaceted,

posing challenges to sustainability and

public health. Addressing these impacts

requires a transition to cleaner and more

efcient transportation alternatives, such

as electric vehicles (EVs), and the imple-

mentation of policies to promote sustain-

able mobility and reduce emissions.

2.3 Advantages and Disadvantages of

EVs Compared to Conventional Vehicles

Electric vehicles (EVs) offer several advan-

tages over conventional internal combus-

tion engine vehicles (ICEVs), but they also

have certain limitations. Understanding

these pros and cons is crucial for assess-

ing the overall impact of EV adoption on the

automotive industry and the environment.

EVs produce zero tailpipe emissions during

operation, reducing air pollution and green-

house gas emissions (Nikolaou et al., 2019).

This helps mitigate climate change and im-

proves local air quality, particularly in ur-

ban areas (Jacobson, 2009). Additionally,

EVs can be powered by renewable energy

sources, further reducing their carbon foot-

print (Abdelaziz et al., 2019). EVs have low-

er fuel and maintenance costs compared to

ICEVs. Electricity is generally cheaper than

gasoline, resulting in lower fuel expenses

over the vehicle's lifetime (Peters et al.,

2017). Moreover, EVs have fewer moving

parts and require less maintenance, lead-

ing to reduced servicing and repair costs

(Axsen et al., 2018). EVs are more energy

efcient than ICEVs due to the higher ef-

ciency of electric motors compared to in-

ternal combustion engines (Gallagher et

al., 2012). This translates to greater energy

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savings and reduced resource consump-

tion, contributing to sustainability and en-

ergy security (Miotti et al., 2016). EVs offer

smooth, quiet, and responsive driving ex-

periences due to their electric powertrains

(Rugh & Kuffner, 2013). They provide in-

stant torque and acceleration, making them

enjoyable to drive and suitable for urban

commuting (Sierzchula et al., 2014).

Most EVs have shorter driving ranges com-

pared to conventional ICEVs, which can be

a barrier to long-distance travel (Shao et al.,

2017). Range anxiety, or the fear of running

out of charge, remains a concern for some

consumers, especially in regions with inad-

equate charging infrastructure (Shaheen et

al., 2017). The availability and accessibil-

ity of charging infrastructure remain major

challenges for EV adoption (Caperello et

al., 2018). Public charging stations are less

common than gas stations, and charging

times can be longer, hindering the con-

venience of EV ownership (Stephens et

al., 2019). EV batteries are expensive to

manufacture and replace, contributing to

the upfront cost of EVs (Zhao et al., 2017).

Moreover, battery degradation over time

can affect vehicle performance and range,

necessitating costly replacements (Wu et

al., 2020). The production of EV batteries

requires rare earth metals and other criti-

cal materials, leading to concerns about

resource depletion and environmental im-

pacts associated with mining and process-

ing (Oladele et al., 2019). Additionally, the

disposal and recycling of spent EV batter-

ies pose challenges for waste manage-

ment and environmental sustainability (Kim

et al., 2016). While EVs offer numerous

advantages in terms of environmental per-

formance, operating costs, and driving ex-

perience, they also face challenges related

to driving range, charging infrastructure,

battery costs, and resource constraints.

Addressing these limitations will be essen-

tial for accelerating the transition to elec-

tric mobility and realizing the full potential

of EVs in the transportation sector. Figure

2 displays the impact of economic, social,

and environmental aspects on electric ve-

hicle adoption.

Lifecycle

Emissions

Battery

Production and

Materials

Energy Intensity

End-of-Life

Management

Environmental

Impacts of EVs

Social Impacts

of EVs

Economic

Impacts of EVs

Electric

Vehicle

Adoption

Accessibility

and Equity

Job Creation

and Economic

Development

Community

Engagement

and

Participation

Social

Acceptance

and Behavior

Change

Manufacturing

and Supply

Chain

Employment

and Labor

Markets

Energy

Markets and

Infrastructure

Government

Revenue and

Fiscal Policy

Figure 2. Chart of Impact of economic, social, and

environmental factors on electric vehicle adoption

2.4 Environmental Impacts of EVs

Electric vehicles (EVs) are often hailed as

a more environmentally friendly alternative

to conventional internal combustion engine

vehicles (ICEVs) due to their zero tailpipe

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emissions. However, the environmental im-

pacts of EVs extend beyond direct emis-

sions during operation and include various

aspects of their lifecycle, from manufac-

turing to end-of-life disposal. This section

provides an overview of the environmental

impacts associated with EVs, drawing on

recent research and literature.

2.4.1 Lifecycle Emissions: While EVs pro-

duce no tailpipe emissions during

operation, the environmental impact

of EVs depends on the source of

electricity used for charging. EVs

charged using electricity generated

from renewable sources have sig-

nicantly lower lifecycle emissions

compared to those charged using

fossil fuels (Hawkins et al., 2013).

However, the production of electric-

ity itself, along with battery manu-

facturing and materials extraction,

contributes to greenhouse gas

emissions and other environmental

pollutants.

2.4.2 Battery Production and Materials:

The manufacturing of EV batteries

involves resource-intensive pro-

cesses and materials, including lith-

ium, cobalt, and nickel, which are

often mined through environmental-

ly damaging practices (Dunn et al.,

2014). The extraction, processing,

and transportation of these raw ma-

terials can result in habitat destruc-

tion, water pollution, and ecosystem

degradation, particularly in regions

with lax environmental regulations.

2.4.3 Energy Intensity: EVs typically re-

quire more energy to produce than

ICEVs due to the complex manufac-

turing processes and the production

of high-capacity lithium-ion batter-

ies (Kang et al., 2016). Studies have

shown that the energy intensity of EV

production can result in higher envi-

ronmental burdens, including green-

house gas emissions, compared to

conventional vehicles over their life-

cycle (Ellingsen et al., 2014).

2.4.4 End-of-Life Management: The dis-

posal and recycling of EV batteries

present signicant environmental

challenges, including the potential

for toxic leachates and heavy metal

contamination (Dunn et al., 2016).

Proper end-of-life management

practices, such as battery recycling

and reuse, are essential to mitigate

environmental impacts and minimize

resource depletion. While EVs offer

the potential to reduce greenhouse

gas emissions and air pollution, their

environmental benets are contin-

gent upon various factors, includ-

ing the source of electricity, battery

manufacturing practices, and end-

of-life management strategies. Ad-

dressing these challenges through

sustainable energy generation, re-

sponsible resource extraction, and

effective recycling programs is cru-

cial to maximizing the environmental

benets of EV adoption.

2.4.5 Mitigating Greenhouse Gas Emis-

sions: The transition to electric ve-

hicles (EVs) is crucial for mitigating

greenhouse gas emissions and re-

ducing the environmental impact

of transportation. According to the

International Energy Agency (IEA,

2020), EVs have the potential to

reduce CO2 emissions from the

transportation sector by up to 70%

by 2050. EVs produce zero tailpipe

emissions, reducing the amount of

particulate matter, nitrogen oxides,

and other pollutants released into

the atmosphere. This is particularly

signicant in urban areas, where

air pollution is a major public health

concern. The production of EVs

also has a lower environmental im-

pact compared to traditional inter-

nal combustion engine vehicles. A

study by the Union of Concerned

Scientists (UCS, 2020) found that

the production of EVs generates ap-

proximately 60% fewer emissions

than traditional vehicles. Additional-

ly, the recycling of EV batteries has

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the potential to reduce the environ-

mental impact of the entire lifecycle

of the vehicle.

2.4.6 Reducing Air Pollution: Air pollution

is a signicant public health con-

cern, with the World Health Organi-

zation (WHO) estimating that 9 out

of 10 people worldwide breathe pol-

luted air. Electric vehicles (EVs) play

a crucial role in reducing air pollu-

tion, as they produce zero tailpipe

emissions. According to the Interna-

tional Council on Clean Transporta-

tion (ICCT, 2020), EVs can reduce

particulate matter (PM), nitrogen

oxides (NOx), and other pollutants

by up to 90% compared to tradi-

tional internal combustion engine

vehicles. The benets of EVs in re-

ducing air pollution are particularly

signicant in urban areas, where

air pollution is often most severe. A

study by the University of California,

Berkeley (UC Berkeley, 2020) found

that widespread adoption of EVs

in California could reduce PM2.5

emissions by up to 70%, resulting in

signicant health benets and cost

savings. Furthermore, EVs can also

reduce emissions from the produc-

tion and distribution of fossil fuels.

A study by the National Renewable

Energy Laboratory (NREL, 2020)

found that EVs can reduce green-

house gas emissions from the pro-

duction and distribution of fuels by

up to 50%.

2.4.7 Conserving Natural Resources:

The production and use of electric

vehicles (EVs) offer signicant op-

portunities for conserving natural

resources. The extraction, rening,

and transportation of fossil fuels for

traditional internal combustion en-

gine vehicles have a signicant en-

vironmental impact. In contrast, EVs

can reduce the demand for fossil

fuels, conserving natural resources

and reducing the environmental

impact of extraction and transpor-

tation. The production of EVs also

has a lower environmental impact

compared to traditional vehicles. A

study by the Union of Concerned

Scientists (UCS, 2020) found that

the production of EVs generates ap-

proximately 60% fewer emissions

than traditional vehicles. Additional-

ly, the recycling of EV batteries has

the potential to reduce the environ-

mental impact of the entire lifecycle

of the vehicle. Furthermore, EVs can

also reduce the demand for natu-

ral resources such as water and

land. A study by the National Re-

newable Energy Laboratory (NREL,

2020) found that EVs can reduce

the demand for water by up to 70%

compared to traditional vehicles.

Additionally, the production of EVs

requires signicantly less land than

traditional vehicles, reducing the

impact on ecosystems and biodi-

versity. In conclusion, the transition

to electric vehicles offers signicant

opportunities for conserving natu-

ral resources, reducing the envi-

ronmental impact of extraction and

transportation, and promoting sus-

tainable development.

2.5 Social Impacts of EVs

The adoption of electric vehicles (EVs) not

only brings about environmental benets

but also signicant social impacts that ex-

tend to various aspects of society. This sec-

tion explores the social implications of EVs,

drawing on recent studies and literature.

2.5.1 Accessibility and Equity: EVs have

the potential to democratize trans-

portation by providing cleaner and

more sustainable mobility options

for a broader segment of the popu-

lation. Compared to traditional gas-

oline-powered vehicles, EVs offer

lower operating costs and reduced

maintenance requirements, making

them more accessible to individu-

als with limited nancial resources

(Hardman et al., 2019). Additionally,

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government incentives and subsidy

programs aimed at promoting EV

adoption can help address equity

concerns by ensuring that disad-

vantaged communities have access

to cleaner transportation options

(Stephenson et al., 2020).

2.5.2 Job Creation and Economic De-

velopment: The growing EV indus-

try contributes to job creation and

economic development in regions

involved in EV manufacturing, re-

search, and infrastructure devel-

opment. Studies have shown that

investments in EV production and

related supply chains can stimulate

local economies, create new em-

ployment opportunities, and support

the growth of high-tech industries

(Mallapragada et al., 2021). More-

over, the transition to electric mobil-

ity fosters innovation and entrepre-

neurship in areas such as battery

technology, charging infrastructure,

and smart mobility solutions, driving

economic growth and competitive-

ness (Zietsman et al., 2017).

2.5.3 Community Engagement and Par-

ticipation: EV adoption often fosters

community engagement and partici-

pation through initiatives such as EV

clubs, advocacy groups, and pub-

lic awareness campaigns. These

grassroots efforts play a crucial role

in promoting EV awareness, ad-

dressing consumer concerns, and

advocating for supportive policies

and regulations (Kahn et al., 2015).

Moreover, community-based EV

charging programs and collabora-

tive initiatives between local govern-

ments, businesses, and nonprot

organizations help expand EV infra-

structure and promote sustainable

transportation options at the grass-

roots level (Krause et al., 2018).

2.5.4 Social Acceptance and Behavior

Change: The widespread adoption

of EVs is reshaping societal atti-

tudes towards transportation and

fostering a shift towards sustain-

able mobility. As EVs become more

commonplace, societal norms sur-

rounding vehicle ownership, driv-

ing habits, and environmental con-

sciousness are evolving (Axsen et

al., 2019). Studies have shown that

positive experiences with EVs, cou-

pled with effective marketing and

public education campaigns, can

increase social acceptance, and

accelerate the transition to electric

mobility (Axsen et al., 2017). The

social impacts of electric vehicles

extend beyond individual transpor-

tation choices to encompass broad-

er issues of accessibility, equity,

economic development, community

engagement, and societal behavior

change. By addressing these social

dimensions, policymakers, industry

stakeholders, and community lead-

ers can maximize the societal ben-

ets of EV adoption and promote

a more sustainable and inclusive

transportation system.

2.6 Economic Impacts of EVs

The transition to electric vehicles (EVs) is

reshaping the automotive industry and has

profound economic implications at various

levels. This section examines the economic

impacts of EVs, drawing on recent studies

and literature.

2.6.1 Manufacturing and Supply Chain:

The shift towards EV production

has led to signicant investments in

manufacturing facilities and supply

chain development. As automakers

ramp up EV production, there is a

growing demand for batteries, elec-

tric drivetrains, and other EV com-

ponents (Schäfer et al., 2018). This

has prompted the establishment of

new manufacturing plants and the

expansion of existing ones, creating

jobs and economic opportunities in

regions with a strong EV manufac-

turing presence (Hardman et al.,

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2019). Additionally, the localization

of EV production and supply chains

can enhance industrial competitive-

ness and resilience, reducing reli-

ance on imported components and

mitigating supply chain risks (Nealer

et al., 2020).

2.6.2 Employment and Labor Markets:

The growth of the EV industry has

positive implications for employment

and labor markets. Studies indicate

that investments in EV manufactur-

ing and related sectors generate

job opportunities across the entire

value chain, from research and

development to production, sales,

and aftermarket services (Deloitte,

2020). Moreover, the transition to

electric mobility requires a skilled

workforce in areas such as battery

technology, electric vehicle design,

and software engineering, driving

demand for specialized talent and

fostering innovation (Hardman et

al., 2019). However, the economic

impact on traditional automotive

industries and associated sectors

may vary, potentially leading to job

displacement and workforce transi-

tions (Stephenson et al., 2020).

2.6.3 Energy Markets and Infrastructure:

The widespread adoption of EVs

has implications for energy mar-

kets and infrastructure investment.

EVs increase electricity demand,

particularly during peak charging

periods, which can strain existing

grid infrastructure and necessitate

upgrades to accommodate higher

loads (Axsen et al., 2019). Howev-

er, advancements in smart charg-

ing technologies, grid integration

strategies, and renewable energy

deployment can mitigate the impact

of EVs on grid stability and enhance

energy efciency (Hardman et al.,

2019). Moreover, investments in

EV charging infrastructure, includ-

ing public charging stations, fast

chargers, and smart grid solutions,

present economic opportunities for

utilities, technology providers, and

infrastructure developers (Nealer

et al., 2020).

2.6.4 Government Revenue and Fiscal

Policy: The adoption of EVs has im-

plications for government revenue

and scal policy, particularly regard-

ing fuel tax revenue and incentives

for EV adoption. As EVs replace

gasoline and diesel vehicles, tradi-

tional sources of revenue derived

from fuel taxes may decline, posing

challenges for transportation fund-

ing and infrastructure maintenance

(Deloitte, 2020). To address this,

policymakers may consider imple-

menting alternative funding mecha-

nisms, such as road usage charges

or mileage-based fees, to ensure

sustainable nancing for transpor-

tation infrastructure (Schäfer et al.,

2018). Additionally, government in-

centives and subsidies for EV adop-

tion, such as purchase rebates, tax

credits, and reduced registration

fees, inuence consumer behav-

ior and market dynamics, shaping

the economic viability of EVs (Ste-

phenson et al., 2020). The eco-

nomic impacts of electric vehicles

extend beyond the automotive sec-

tor to encompass broader aspects

of manufacturing, employment,

energy markets, and scal policy.

By understanding and addressing

these economic dimensions, policy-

makers, industry stakeholders, and

communities can navigate the tran-

sition to electric mobility and capi-

talize on the economic opportunities

presented by EV adoption.

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2.7 Investments in EV Infrastructure and

its Economic Implications

Investments in Electric Vehicle (EV) infra-

structure carry profound economic impli-

cations, shaping various sectors and inu-

encing economic growth. Investments in EV

infrastructure, including charging stations,

battery manufacturing facilities, and grid

enhancements, create employment oppor-

tunities across multiple industries (IRENA,

2019). Job creation occurs in construction,

engineering, manufacturing, maintenance,

and operations of EV infrastructure, con-

tributing to local economies and support-

ing skilled and unskilled labor (EY, 2020).

EV infrastructure investments stimulate

economic activity by attracting both public

and private investments, fostering innova-

tion, and supporting the growth of associ-

ated industries (Deloitte, 2020).

The establishment of charging networks

and related services generates economic

growth by driving consumer spending

and fostering business development (IEA,

2021). Investments in EV infrastructure fa-

cilitates the expansion of the EV industry

by addressing concerns like range anxiety,

enhancing charging accessibility, and pro-

moting EV adoption (EY, 2020). Supportive

policies and incentives, such as subsidies

and tax credits, encourage investments in

charging infrastructure, accelerating the

adoption of EVs, and fostering industry

growth (IRENA, 2019). EV infrastructure

investments drive technological innovation

and research in areas such as battery tech-

nology, smart grid integration, and energy

storage solutions (IEA, 2021). Research

and development initiatives supported

by infrastructure investments lead to ad-

vancements in EV charging technologies,

grid management systems, and renewable

energy integration, enhancing economic

competitiveness (Deloitte, 2020).

Investments in EV infrastructure creates

revenue streams through charging fees,

electricity sales, and value-added servic-

es, unlocking new business opportunities

and revenue sources (EY, 2020). Charging

networks offer potential returns on invest-

ment through user fees, subscription mod-

els, and partnerships with utilities and ser-

vice providers, contributing to economic

viability (IRENA, 2019). Investments in EV

infrastructure has signicant economic im-

plications, driving job creation, stimulating

economic growth, fostering industry ex-

pansion, promoting technological innova-

tion, and generating revenue opportunities.

As governments and businesses prioritize

sustainable transportation, strategic invest-

ments in EV infrastructure are pivotal for

shaping future economies.

Different countries around the world have

concentrated on the improvement of do-

mestic strategies associated with the issue

of energy to achieve higher sustainability

in its consumption as well as production

procedures (Mukherjee and Ryan, 2020).

The transport sector is an integrated part of

the current societies and contributes con-

siderably to global economic development

(Li et al., 2017). Studies show the recent

contribution of the transport system in more

than 55% of the oil consumption and ap-

proximately 25% of CO2 emissions (Adnan

et al., 2016). The signicant growth in own-

ing and using personal cars can be men-

tioned as an important factor leading to

environmental pollution (Hao et al., 2016).

The transport sector emits one-fourth of

the overall greenhouse gases around the

world, which is predicted to increase from

23 to 50 percent by 2030 (IEA, (2019)). Dif-

ferent governments have currently focused

on the promotion of environmental friendly

EVs instead of internal combustion engine

vehicles (ICEVs) to deal with the problem

of greenhouse gases as well as danger-

ous ne particles (Chu et al., 2019). Thus,

electric vehicles consisting of battery EVs

(BEVs), plug-in hybrid EVs (PHEVs), and

hybrid EVs (HEVs) are considered as a suit-

able solution to the problem of greenhouse

gases emissions and other problems asso-

ciated with the transport system. Further-

more, substantial reduction of air pollution

caused by transportation is an advantage

of EVs, besides the decrease in green-

house gases emissions and related to cli-

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2024

mate change and decrease in consuming

fossil fuels (Egbue et al., 2017). Accord-

ingly, developing EVs can be an integrated

part of the global attempts to achieve the

goal of net-zero, which is possible, given

the signicant capability of EVs in the im-

provement of energy output, reduction of

greenhouse gases emissions, and provid-

ing diverse energy resources toward trans-

port sustainability (Zhang et al., 2018).

Electric vehicles can be somehow regard-

ed as green products due to their possible

advantages for the environment through

the adoption of new energies along with

enhancement of their output (Wu et al.,

2019). Nevertheless, EVs distribution has

just started. The technology associated

with these vehicles is recently under devel-

opment on one hand, and they need to ob-

tain more competitiveness against ICEVs

from a nancial perspective (Mukherjee

and Ryan, 2020).

According to study of Zhou et al (2024),

the EVs charging load peak overlaps with

the conventional load peak. The greater

the number of the EVs, the greater the im-

pact on reliability. Therefore, a reasonable

regulation of EVs, DG (Distributed genera-

tion) and ESS (Energy storage system) is

undoubtedly conducive to large-scale EVs

connection to the microgrid. Another study

by Nasab et al (2024) showed that the tech-

nical characteristics of the network have

improved in the presence of electric ve-

hicles and distributed production sources.

Similarly, the use of distributed generation

reduces equipment costs and undistribut-

ed energy in the system. However, 10,000

EVs, considered an uncontrolled load, has

caused an increase in undistributed energy

and the cost of equipment required for net-

work development by approximately 5%.

A study of Hui et al (2024), displayed that

EV charging stations autonomously decide

their charging and discharging processes,

bringing benets to the park while also re-

ducing its carbon emissions. Furthermore,

models based on exible storage load

characteristic brought about by EV exhibit

strong robustness and extendibility, pro-

viding surplus energy storage for future

planning in parks. Also, the incorporation

of models based on exible storage load

characteristic brought about by EV can

enhance the exibility of loads from park

users’ side, lower their energy costs and

provide insights for upper level microgrid

operators’ pricing strategies.

According to the study of Chen et al (2024),

the nding shows that while maintaining a

relatively stable system cost, the carbon

emissions are reduced by 1.60 t, and the

uctuation of the load curve is reduced by

21.5%. Therefore, the system has achieved

low-carbon and stable operation while

maintaining economic efciency. Another

study by Ganz et al (2024), the nding

shows that the use case of PV self-con-

sumption optimization with an EV makes in-

stalling a PV system and the investment in

an EV almost always more protable. Thus,

the use case is positive from the user’s per-

spective. Furthermore, the actor-driven use

case of PV self-consumption optimization in

Germany can have a slightly positive effect

on the energy system; thus, a promotion of

this use case by the German government

can help the energy transition in Germany.

Meanwhile, Pirmana et al (2023), it is evi-

dent from the results of Indonesia that bat-

teries and EV production are economically

benecial. The results show that the electric

vehicle production increases productivity,

gross value-added, and job creation with a

relatively small impact on the environment.

A study of España et al (2024), By evaluat-

ing technical, economic, and environmen-

tal aspects with a realistic approach based

on simulation results that considered trafc

conditions and network operational param-

eters, helpful benchmarking is obtained

to promote EVs among owners of public

vehicles in the city and concludes that EV

adoption for individual public transporta-

tion in Pasto (Colombia) is notably advan-

tageous from a nancial perspective. The

work of Shang et al (2024), this study, es-

tablish a comprehensive life cycle assess-

ment model for vehicles to analyze the gap

FARAJNEZHAD, et al. - Impact of Economic, Social, And Environmental Factors on Electric Vehicle Adoption: A Review. pp. 39-62 ISSN:1390-5007 EÍDOS 24

2024

in air pollutant and greenhouse gas emis-

sions between electric vehicles and inter-

nal combustion engine vehicles (ICEVs)

in China. Results reveal that, compared to

ICEVs, EVs reduce life cycle emissions of

CO 2 by 12%, NOx by 69%, and VOCs by

9%. Primary constraints on EVs in emission

reduction are traced to raw material and

component production, notably lithium bat-

teries. By 2025, under the low carbon EVs

policy scenario, widespread EV production

and sales could cut lifecycle emissions by

3.55 million tons of CO2, 3,6289 tons of

NOx, and 4315 tons of VOCs. During the

driving stage, these indicators contribute

495%, 124%, and 253%, respectively, to

total emission reduction throughout the

lifecycle.

The research of de Wolf et al (2024), ex-

tend a multimodal transport model to sim-

ulate an increase of the market share of

electric vehicles in the north of France. The

study nd that the emissions of pollutant

gases decrease in comparable proportion

to the market share of the electric vehicles.

When only users with shorter trips switch

to electric vehicles, the impact is limited

and demand for charging stations is small

since most users will charge by night at

home. When the government can target

users with longer trips, the impact can be

higher by more than a factor of two. But,

in this case, our model shows that it is im-

portant to increase the number of charging

stations with an optimized deployment for

their accessibility.

2.8 A Comparative Analysis of Energy

Consumption Greenhouse Gas Emis-

sions, and Air Pollution

Electric vehicles offer a higher level of en-

ergy efciency compared to traditional fos-

sil fuel-powered vehicles. Research (Smith

et al., 2013; Hawkins et al., 2013) has indi-

cated that EVs convert a greater portion of

the energy stored in their batteries into ac-

tual propulsion, leading to reduced energy

consumption per kilometer traveled. On

the other hand, internal combustion engine

vehicles face energy losses due to factors

like heat dissipation and mechanical fric-

tion. EVs have the potential to signicantly

decrease GHG emissions in comparison

to traditional vehicles. Studies (Hawkins et

al., 2013; Zhang et al., 2018) have shown

that EVs emit fewer direct emissions dur-

ing operation as they do not burn fossil fu-

els. Nevertheless, the total GHG emissions

linked to EVs rely on the electricity genera-

tion mix in a specic region. In regions with

a high share of renewable energy sources

like wind or solar, EVs display lower life-

cycle emissions than conventional vehicles

(Ramirez-Vallejo et al., 2020). EVs play a

role in reducing localized air pollution, es-

pecially in urban areas. Conventional ve-

hicles release pollutants such as nitrogen

oxides (NOx), particulate matter (PM), and

volatile organic compounds (VOCs) during

combustion. In contrast, EVs produce no

tailpipe emissions, leading to enhanced air

quality and public health benets (Franco

et al., 2020). However, it is crucial to con-

sider the upstream emissions related to

electricity generation, as certain power

sources, such as coal-red power plants,

may still contribute to air pollution (Liu

et al., 2020).

2.9 Malaysia Case

Malaysia has experienced a sharp increase

in the energy demands of the transport sys-

tem from 1990 to 2012 when 36.8% of the

share of the energy demand was reported

as the highest gure compared to all other

sectors (Sang and Bekhet, 2015). Never-

theless, in developing nations, including

the Malaysian context, governments have

taken the benets of PHEVs into account,

taking actions toward the promotion of their

adoption (Adnan et al., 2018). Although the

large-scale application of EVs is accompa-

nied by different advantages including im-

provement of air quality, there is still a low

rate of EVs adoption in a signicant num-

ber of countries (Langbroek et al., 2019).

This is especially true about the Malaysian

context in which overall emissions have

exceeded those of Asia and the univer-

sal average; unfortunately, the Malaysian

population is usually unaware of the effects

FARAJNEZHAD, et al. - Impact of Economic, Social, And Environmental Factors on Electric Vehicle Adoption: A Review. pp. 39-62 ISSN:1390-5007

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of greenhouse gases emissions, and this

is obviously observed in the lower rates of

EVs adoption (Al Mamun et al., 2019).

Since PHEVs are relatively novel technolo-

gies in the Malaysian context, no research

studies or analysis have been previously

performed on the drivers in Malaysia to

evaluate the public acceptance and their

consumers’ intentions to adopt this new

and recently emerging technology (Adnan

et al., 2018; Adnan et al., 2016; Sang and

Bekhet, 2015). Furthermore, even though

different research streams have concen-

trated on the effects that other alternative

vehicles may impose on the environment,

there is no sufcient research on the social

as well as economic aspects of adopting

this novel technology (Onat et al., 2015).

Consequently, one of the aims of the pres-

ent paper is to review of the effects of

economic, environmental, and social di-

mensions on the development of policy

procedures that encourage the adoption of

alternative vehicles at the national level.

The new environmentally friendly technolo-

gies can be eventually successful provided

depending on consumers’ knowledge, pri-

orities and evaluation (Axsen et al., 2013).

The importance of environmental aspects

can stimulate the utilization of other vehi-

cles which use alternative fuels (Clinton and

Steinberg, 2019). Studies have indicated

that environmental protection is usually a

critical objective in humans’ lives. Further-

more, people consider outcomes associ-

ated with the environment when they make

selections (Noppers et al., 2014). Mean-

time, EVs environmental and economic ef-

fects are dependent on the fraction of con-

sumers from whose perspective EVs have

the desired capabilities, and also on the

way these technologies are utilized (Tamor

et al., 2013). Electric vehicles or EVs are

presented in this study as an instance of

novel environmental-friendly technologies

(Axsen et al., 2013). Even though consider-

able research has been carried out on the

environmental effects of EVs, no sufcient

research can be found on the social as well

as economic aspects of these vehicles. In

addition, a considerable proportion of eco-

nomic analyses have been restricted to

analyzing life cycle costs with no consid-

eration of the economic effects. Thus, the

present study aims at promoting literature

on the adoption of EVs and research on

their sustainability which considers both

adoption antecedent and adoption conse-

quence factors. It aims to indicate support-

ing literature including economic and social

dimensions may allow for the development

of policy procedures which encourage EVs

adoption at national level.

3. POLICY AND REGULATORY

LANDSCAPE ELECTRIC VEHICLES (EVS)

The policy and regulatory landscape sur-

rounding Electric Vehicles (EVs) is a mul-

tifaceted domain inuenced by diverse

factors such as environmental concerns,

technological advancements, economic

considerations, and geopolitical dynamics.

Governments worldwide offer various in-

centives to promote EV adoption, including

tax credits, rebates, grants, and subsidies

for purchasing EVs (IEA, 2021). Incen-

tives may also extend to EV infrastructure

development, such as grants for installing

charging stations and funding for research

and development (Deloitte, 2020). Stricter

emission standards and regulations are

being implemented globally to curb green-

house gas emissions and air pollution,

thereby encouraging the transition to zero-

emission vehicles like EVs (EPA, 2021).

Regulatory measures, such as Zero Emis-

sion Vehicle (ZEV) mandates and emis-

sions trading schemes, aim to incentivize

automakers to produce EVs and reduce

carbon emissions (California Air Resources

Board, 2021). Governments and regulatory

bodies prioritize the development of EV

charging infrastructure to address range

anxiety and facilitate widespread adop-

tion (IEA, 2021). Regulations often include

mandates for installing charging stations in

public areas, commercial buildings, and

residential complexes, as well as stan-

FARAJNEZHAD, et al. - Impact of Economic, Social, And Environmental Factors on Electric Vehicle Adoption: A Review. pp. 39-62 ISSN:1390-5007 EÍDOS 24

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dards for interoperability and accessibility

(IRENA, 2019).

Policies focus on integrating EV charging

infrastructure with the electricity grid to

manage peak demand, optimize charg-

ing times, and enhance grid stability (IEA,

2021). Regulatory frameworks may pro-

mote smart charging solutions, time-of-use

pricing, and demand response programs

to incentivize off-peak charging and sup-

port grid balancing (Deloitte, 2020). Gov-

ernments allocate funding for research and

development initiatives aimed at advanc-

ing EV technology, battery efciency, and

charging infrastructure innovation (IRENA,

2019). Regulatory support for public-pri-

vate partnerships, collaborative research

projects, and pilot programs accelerates

innovation and commercialization in the

EV ecosystem (EY, 2020). Global initiatives

and agreements, such as the Paris Agree-

ment and Sustainable Development Goals,

foster international cooperation to address

climate change and promote sustainable

transportation, including EV adoption (UN,

2021). International standards and harmo-

nization efforts ensure consistency in EV

regulations, vehicle performance require-

ments, and charging infrastructure proto-

cols across different regions (IEA, 2021).

The policy and regulatory landscape on

EVs are characterized by a diverse range

of measures aimed at promoting EV adop-

tion, addressing infrastructure needs, and

mitigating environmental impacts.

4. CHALLENGES AND OPPORTUNITIES

IN EV REGULATION

Addressing challenges and leveraging op-

portunities in Electric Vehicle (EV) regu-

lation is crucial for fostering sustainable

transportation. EV regulation often faces

complexity due to diverse national, region-

al, and local regulations, hindering stan-

dardization and interoperability (Ramas-

wami et al., 2017).

Harmonizing regulations across jurisdic-

tions and streamlining compliance pro-

cesses can facilitate EV market growth and

cross-border mobility (Enevoldsen et al.,

2020). Regulations must address the de-

velopment of EV charging infrastructure,

including standards for charger types,

installation requirements, and interoper-

ability (Ahrentzen et al., 2020). Ensuring

adequate and accessible charging infra-

structure is essential for overcoming range

anxiety and promoting EV adoption (Niko-

las et al., 2021). EV charging can strain

electricity grids, necessitating regulations

for grid integration, smart charging, and

demand response mechanisms (He et

al., 2018). Dynamic pricing, grid-friendly

charging protocols, and incentives for off-

peak charging can optimize grid utiliza-

tion and minimize infrastructure upgrades

(Zhang et al., 2020).

Regulations should ensure transparency

and consumer protection in EV sales, leas-

ing, and servicing, addressing issues such

as battery warranties and maintenance

costs (Tol et al., 2019). Clear guidelines on

EV performance metrics, charging costs,

and service standards can enhance con-

sumer condence and satisfaction (Ba-

nerjee et al., 2021). EV regulations must

incorporate environmental standards, in-

cluding lifecycle assessments, emissions

reductions targets, and sustainable mate-

rials sourcing (Klöckner et al., 2019). Man-

dates for eco-labeling, emissions testing,

and recycling requirements can promote

environmental stewardship throughout the

EV lifecycle (Choi et al., 2020). Regula-

tory frameworks should encourage in-

novation and research in EV technology,

including incentives for R&D investment,

technology demonstration projects, and

pilot programs (Van Koten et al., 2021).

Collaborative platforms for industry stake-

holders, academia, and policymakers can

foster knowledge exchange and acceler-

ate technological advancements (Galla-

gher et al., 2017). Addressing these chal-

lenges and capitalizing on opportunities

in EV regulation can pave the way for sus-

tainable, equitable, and resilient transpor-

tation systems.

FARAJNEZHAD, et al. - Impact of Economic, Social, And Environmental Factors on Electric Vehicle Adoption: A Review. pp. 39-62 ISSN:1390-5007

EÍDOS 24

2024

5. SUCCESSFUL EV ADOPTION

INITIATIVES IN DIFFERENT REGIONS

OR INDUSTRIES

Several regions and industries have imple-

mented successful Electric Vehicle (EV)

adoption initiatives, showcasing the versatil-

ity and potential of EVs in various contexts.

Nordic countries, including Norway, Swe-

den, Denmark, Finland, and Iceland. Com-

prehensive incentive programs, such as

tax exemptions, toll discounts, free park-

ing, and access to bus lanes, coupled with

extensive charging infrastructure deploy-

ment. Norway has become a global leader

in EV adoption, with EVs accounting for

a signicant percentage of new vehicle

sales. This success demonstrates the ef-

fectiveness of holistic incentive packages

in accelerating EV uptake (IEA, 2021).

In China region, substantial government

subsidies for EV purchases, investment

in charging infrastructure, and policies

promoting domestic EV manufacturing.

China has emerged as the world's larg-

est EV market, with millions of EVs sold

annually. The country's aggressive incen-

tives and infrastructure development have

played a crucial role in driving EV adop-

tion (Reuters, 2021). European Union (EU),

Stringent emission regulations and targets,

along with investment in EV charging infra-

structure under the European Green Deal.

The EU has set ambitious targets to reduce

emissions and increase the share of EVs

on the road. The regulatory framework en-

courages automakers to produce electric

and hybrid vehicles, fostering innovation

and competition in the EV market (Euro-

pean Commission, 2021). These success-

ful EV adoption initiatives demonstrate the

importance of comprehensive strategies,

including incentives, infrastructure devel-

opment, regulatory support, and industry

collaboration, in accelerating the transition

to electric transportation.

6. IMPLICATIONS OF THE STUDY

The present study had some theoretical

implications as follows. First of all, the re-

search regarding the adoption of EVs has

been extended from an environmentally

friendly point of view. Previous research

has taken the adoption of EVs as ratio-

nal behavior, overlooking the inuence

of users’ social, as well as psychological

features, on their intention to adopt these

technologies. Accordingly, the adoption

of EVs has been regarded as both self-

interest and unselsh behavior, while the

impacts of personal norms, attitudes,

subjective norms, and perceived behav-

ioral control on the intentions to adopt

EVs are also explored. Meantime, the ef-

fects of adopting EVs on sustainability

aspects have been also dealt with. There

are signicant implications for policymak-

ers to promote the evolution toward sus-

tainability for which higher shares of EVs

seem to be the best strategy. Moreover,

the ndings of the present study are use-

ful for governmental authorities as well

as vehicle sellers. In this regard, the ef-

fects of including economic and social di-

mensions on the development of efcient

policies have been illustrated to motivate

the adoption of such technologies nation-

ally. Furthermore, signicant insights are

provided for policymakers to consider

methods for estimation of optimum vehi-

cle distribution procedures according to

different environmental, social, and eco-

nomic preferences. Although the integra-

tion of EVs with the current electric as well

as transportation infrastructures in accor-

dance with sustainability issues and in the

most appropriate way is still uncertain,

adoption of these technologies is growing

steadily. Nevertheless, insufcient power-

ful incentives along with other detrimental

effects of the market presentation have

led Malaysia to lag behind other countries

regarding the amount of EVs adoption.

Meantime, it is noteworthy that promoting

EVs with the aim of reducing greenhouse

gases emissions resulting from transpor-

tation should not result in other unfavor-

able outcomes; therefore, conducting

careful, scenario-based environmental

evaluations of the suggested technologies

seems essential prior to their large-scale

adoption (Hawkins et al., 2012).

FARAJNEZHAD, et al. - Impact of Economic, Social, And Environmental Factors on Electric Vehicle Adoption: A Review. pp. 39-62 ISSN:1390-5007 EÍDOS 24

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7. FUTURE POLICY DIRECTIONS

TO PROMOTE EV ADOPTION AND

SUSTAINABILITY

Future policy directions to promote Elec-

tric Vehicle (EV) adoption and sustainabil-

ity should align with global climate goals

and prioritize the transition to clean trans-

portation.

Governments should set ambitious emis-

sion reduction targets, including phasing

out internal combustion engine vehicles

(ICEVs) and incentivizing EV adoption to

achieve net-zero emissions (Nauclér et al.,

2020). Long-term policy frameworks with

clear milestones can provide certainty for

investors and drive innovation in EV technol-

ogy and infrastructure (Klenert et al., 2018).

Continued nancial incentives, such as tax

credits, rebates, and purchase subsidies,

can lower the upfront costs of EVs and ac-

celerate market penetration (Goulder et al.,

2019). Targeted incentives for low-income

households and eet operators can en-

sure equitable access to EVs and address

socio-economic disparities (Stokes et al.,

2021). Policies should prioritize the expan-

sion of EV charging infrastructure, includ-

ing fast chargers along highways, urban

charging hubs, and workplace charging

stations (Tongia et al., 2019). Public-pri-

vate partnerships and innovative nancing

mechanisms can facilitate infrastructure

deployment and overcome investment bar-

riers (Hoicka et al., 2021).

Governments should develop supportive

regulatory frameworks, including vehicle

emissions standards, fuel economy regu-

lations, and mandates for zero-emission

vehicle sales (Dagher et al., 2020). Harmo-

nizing regulations across jurisdictions and

promoting interoperability of EV charging

networks can facilitate cross-border mobil-

ity and market growth (Rogers et al., 2019).

Increased investment in research and de-

velopment (R&D) is essential to drive in-

novation in EV technology, battery storage,

and charging infrastructure (Horbach et

al., 2020). Collaboration between govern-

ments, industry stakeholders, and research

institutions can accelerate technology ad-

vancements and address key challenges in

EV adoption (Sovacool et al., 2018). Public

education campaigns and awareness pro-

grams can dispel myths about EVs, pro-

mote their benets, and address consumer

concerns about range anxiety and charg-

ing infrastructure (Dobson et al., 2021).

Workforce training programs and vocation-

al education initiatives can prepare tech-

nicians and engineers for the growing EV

industry and support job creation (Bauer

et al., 2020). By implementing these future

policy directions, governments can foster

an enabling environment for EV adoption,

drive sustainable transportation solutions,

and mitigate climate change impacts.

8.CONCLUSION

Electric vehicles (EVs) represent a pivotal

solution for addressing numerous chal-

lenges related to transportation, sustain-

ability, and energy security. As highlighted

throughout this discourse, EVs offer signi-

cant environmental, social, and economic

benets compared to traditional internal

combustion engine vehicles. They con-

tribute to reducing greenhouse gas emis-

sions, improving air quality, and fostering

economic growth through job creation and

technological innovation. Despite the sub-

stantial advantages of EVs, several chal-

lenges remain, including range anxiety,

charging infrastructure limitations, and

high initial costs. However, ongoing ad-

vancements in battery technology, charg-

ing infrastructure development, and sup-

portive government policies are gradually

mitigating these barriers and accelerating

EV adoption worldwide. Looking ahead,

the widespread adoption of EVs will require

continued collaboration among policymak-

ers, industry stakeholders, and communi-

ties to address infrastructure needs, incen-

tivize consumers, and promote sustainable

transportation practices. By embracing

innovation, investing in infrastructure, and

fostering public awareness, we can realize

the full potential of EVs to create a cleaner,

healthier, and more sustainable future for

generations to come.

FARAJNEZHAD, et al. - Impact of Economic, Social, And Environmental Factors on Electric Vehicle Adoption: A Review. pp. 39-62 ISSN:1390-5007

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2024

In summary, EVs represent a transforma-

tive technology that has the potential to

revolutionize the transportation sector and

contribute signicantly to global efforts to

combat climate change and promote sus-

tainable development. The widespread

adoption of EVs has the potential to sig-

nicantly reduce carbon emissions and

improve air quality in the long term. As the

global transportation sector continues to

evolve, it is essential to prioritize the de-

velopment of sustainable EV technologies,

charging infrastructure, and energy sourc-

es to ensure a low-carbon future.

Limitations

While this review aims to provide a com-

prehensive overview of the impact of eco-

nomic, social, and environmental factors on

EV adoption, there are several limitations to

consider when interpreting the ndings.

Firstly, the majority of the studies reviewed

were based on data from developed coun-

tries, which may not be representative of

the global EV market. The adoption of EVs

in developing countries may be inuenced

by different factors, such as limited access

to charging infrastructure and varying gov-

ernment policies. Future research should

aim to include a more diverse range of

countries and contexts to better understand

the global implications of EV adoption.

Secondly, the review was limited to stud-

ies published in English, which may have

excluded relevant research published in

other languages. This limitation may have

resulted in an incomplete understanding of

the global EV market and its complexities.

Thirdly, the review focused primarily on

the impact of economic, social, and envi-

ronmental factors on EV adoption, but did

not explore the reciprocal relationships be-

tween these factors. For example, the im-

pact of EV adoption on economic growth,

social norms, and environmental sustain-

ability may be signicant, but these rela-

tionships were not explored in this review.

Future research should aim to investigate

these reciprocal relationships to provide a

more comprehensive understanding of the

EV market. Fourthly, the review was based

on a snapshot of the EV market at a par-

ticular point in time, and the ndings may

not be generalizable to future scenarios.

The EV market is rapidly evolving, with new

technologies and policies emerging regu-

larly. Future research should aim to conduct

longitudinal studies to capture the dynamic

nature of the EV market. Finally, the review

relied heavily on secondary data sources,

which may have introduced biases and

limitations. Future research should aim to

collect primary data through surveys, inter-

views, or experiments to provide more ac-

curate and reliable ndings. In conclusion,

while this review provides a comprehen-

sive overview of the impact of economic,

social, and environmental factors on EV

adoption, it is essential to acknowledge the

limitations of this study and future research

should aim to address these limitations to

provide a more complete understanding of

the EV market.

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HABIBI, et al. - Frequency Responses of a Graphene Oxide Reinforced Concrete Structure. pp. 63-79 ISSN:1390-5007 EÍDOS 24

2024

1,2,3,4Mostafa Habibi, 5Mohammad Habibi, 6Emad Toghroli, 7,8Maryam Safa, 9,10Morteza Shariati

1Institute of Research and Development, Duy Tan University, Da Nang 550000, Viet Nam.

2Faculty of Electrical-Electronic Engineering, Duy Tan University, Da Nang 550000, Viet Nam.

3Department of Biomaterials, Saveetha Dental College and Hospital, Saveetha Institute of Medical

and Technical Sciences, Chennai, 600 077, India.

4Center of Excellence in Design, Robotics, and Automation, Department of Mechanical Engineering, Sharif

University of Technology, Azadi Avenue, P.O. Box 11365-9567, Tehran, Iran. mostafahabibi@duytan.edu.vn.

ORCID: 0000-0003-1638-0338

5Department of Materials and Metallurgy, Faculty of Mechanical and Energy Engineering, Shahid Beheshti

University, Tehran, Iran. Mohammad@calut.com.au. ORCID: 0009-0009-0772-5841

6Department of Civil Engineering, Calut Company Holding, Melbourne, 800, Australia.

emadtoghroli@calut.com.au. ORCID: 0009-0005-3593-5345

7Institute of Research and Development, Duy Tan University, Da Nang 550000, Viet Nam.

8Faculty of Electrical-Electronic Engineering, Duy Tan University, Da Nang 550000, Viet Nam.

maryamsafa@duytan.edu.vn. ORCID: 0009-0003-0535-7447

9Department of Civil Engineering, Calut Company Holding, Melbourne, 800, Australia.

10Department of Civil Engineering Discipline, School of Engineering, Monash University, Melbourne 3800,

Australia. mortezashariati@calut.au. ORCID: 0009-0007-0258-0896

Frequency Responses of a Graphene Oxide

Reinforced Concrete Structure

Respuestas de frecuencia de una estructura de hormigón

reforzado con óxido de grafeno

EÍDOS No24

Revista Cientíca de Arquitectura y Urbanismo

ISSN: 1390-5007

revistas.ute.edu.ec/index.php/eidos

Abstract:

This paper presents a comprehensive investigation

on the vibrations of reinforced concrete structure by

graphene oxide powders (GOPs) using a polynomial

displacement eld and the Generalized Differential

Quadrature Method (GDQM). The study focuses on

analyzing the dynamic behavior of the structure and

assessing the effects of three different distribution

patterns of GOPs on its vibrations. To accurately model

the deformation of the pressure vessel, a polynomial

displacement eld is employed, taking into account

the complex geometrical and material properties

of the structure. The results highlight the signicant

inuence of the distribution pattern of GOPs on the

natural frequencies of the spherical concrete pressure

vessel. The analysis reveals that variations in the

weight fraction and arrangement of GOPs have a direct

impact on the stiffness and dynamic characteristics

of the structure. Specically, increasing the weight

fraction of GOPs generally leads to higher natural

frequencies, indicating enhanced structural rigidity.

Moreover, the polynomial displacement eld and

GDQM demonstrate their effectiveness in accurately

predicting the vibrations of the reinforced pressure

vessel. The combination of these numerical techniques

enables efcient and reliable analysis of the dynamic

response, allowing for optimization of the design and

performance of spherical concrete pressure vessels.

Keywords: Frequency, vibration; GDQM, graphene

oxide powders, GDQM, stability.

Recepción: 16, 04, 2024 - Aceptación: 15, 05, 2024 - Publicado: 01, 07, 2024

HABIBI, et al. - Frequency Responses of a Graphene Oxide Reinforced Concrete Structure. pp. 63-79 ISSN:1390-5007

EÍDOS 24

2024

1. INTRODUCTION

Spherical structures nd various appli-

cations across different industries due

to their unique properties and benets.

Here are some notable uses of spherical

structures in different industrial sectors(L.

Lu, Liao, Habibi, Safarpour, & Ali, 2023;

S. Lu, Li, Habibi, & Safarpour, 2023; Ma,

Chen, Habibi, & Albaijan, 2023; Tang, Wu,

Habibi, Safarpour, & Ali, 2023; Y. Wang et

al., 2023). Spherical structures, such as

spherical tanks or spheres, are commonly

used for the storage of liqueed petroleum

gas (LPG) and other volatile uids (Chen &

Lin, 2008; Lee, Yoon, Park, & Yi, 2005). The

spherical shape allows for even distribution

of pressure, resulting in enhanced structur-

al integrity and reduced stress concentra-

tion. Spheres are also used in oil reneries

and petrochemical plants for storing gases

and liquids under high pressure. In addi-

tion, these structures play an important role

in aerospace applications, primarily in the

design of satellites and space exploration

vehicles (Ebrahimi, Hajilak, Habibi, & Safa-

rpour, 2019; Ebrahimi, Mohammadi, Barou-

ti, & Habibi, 2019; Ebrahimi, Supeni, Habi-

bi, & Safarpour, 2020; Habibi, Safarpour,

& Safarpour, 2020; Hashemi et al., 2019;

H Moayedi et al., 2020; Hossein Moaye-

di, Ebrahimi, Habibi, Safarpour, & Foong,

2020; H Moayedi, Habibi, Safarpour, Safa-

rpour, & Foong, 2019; Mohammadgholiha,

Shokrgozar, Habibi, & Safarpour, 2019;

Mohammadi, Lashini, Habibi, & Safarpour,

2019; Oyarhossein et al., 2020; Shariati,

Habibi, Tounsi, Safarpour, & Safa, 2020;

Shariati, Mohammad-Sedighi, Żur, Habi-

bi, & Safa, 2020; Shokrgozar, Safarpour,

& Habibi, 2020). The use of spherical fuel

tanks in spacecraft can ensure uniform fuel

distribution and stability during maneuvers.

In the structure design of the buildings,

spherical structures are used in architec-

ture and construction for their aesthetic ap-

peal and structural advantages. Moreover,

spherical reactors and vessels are utilized

in the chemical and pharmaceutical indus-

try for various processes, such as synthe-

sis, mixing, and containment of reactive

substances. Recently, spherical structures

nd application in renewable energy gen-

eration, such as solar power. Solar con-

centrators, also known as solar spheres,

are spherical reective surfaces used to

concentrate sunlight onto a receiver, which

then converts it into electricity or thermal

energy(Dai, Jiang, Zhang, & Habibi, 2021;

Guo et al., 2021; Kong et al., 2022; Z. Liu,

Su, Xi, & Habibi, 2020; Shao, Zhao, Gao,

& Habibi, 2021; Z. Wang, Yu, Xiao, & Habi-

bi, 2020; Wu & Habibi, 2021; Zhou, Zhao,

Zhang, Fang, & Habibi, 2020). In all these

applications, spherical structures are sub-

jected to the various loadings from static

Resumen:

Este artículo presenta una investigación exhaustiva

sobre las vibraciones de estructuras de hormigón ar-

mado mediante polvos de óxido de grafeno (GOP)

utilizando un campo de desplazamiento polinómico

y el Método de Cuadratura Diferencial Generalizada

(GDQM). El estudio se centra en analizar el comporta-

miento dinámico de la estructura y evaluar los efectos

de tres patrones diferentes de distribución de GOP so-

bre sus vibraciones. Para modelar con precisión la de-

formación del recipiente a presión, se emplea un cam-

po de desplazamiento polinómico, teniendo en cuenta

las complejas propiedades geométricas y materiales

de la estructura. Los resultados resaltan la inuencia

signicativa del patrón de distribución de GOP en las

frecuencias naturales del recipiente a presión de hor-

migón esférico. El análisis revela que las variaciones

en la fracción de peso y la disposición de los GOP tie-

nen un impacto directo en la rigidez y las característi-

cas dinámicas de la estructura. Especícamente, au-

mentar la fracción de peso de los GOP generalmente

conduce a frecuencias naturales más altas, lo que in-

dica una mayor rigidez estructural. Además, el campo

de desplazamiento polinómico y el GDQM demuestran

su ecacia para predecir con precisión las vibraciones

del recipiente a presión reforzado. La combinación de

estas técnicas numéricas permite un análisis eciente

y conable de la respuesta dinámica, lo que permite

optimizar el diseño y el rendimiento de los recipientes

a presión de hormigón esféricos.

Palabras claves: Frecuencia, vibración; GDQM, polvos

de óxido de grafeno, GDQM, estabilidad.

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2024

to dynamic loading and, hence, structural

integrity and strength of such structure is of

most important in the design stage.

Although, most of the spherical structures

are made from metals and composite ma-

terials, there can found examples of con-

struction of spherical vessels using con-

crete materials (Hamed, Bradford, & Ian

Gilbert, 2010; Yan, Wang, Zhai, Meng,

& Zhou, 2019; Yue et al., 2022; Zingoni,

2022). Spherical shapes are preferred as

they provide optimal volume-to-surface ra-

tio, allowing for efcient accommodation of

payloads while minimizing weight and heat

transfer. Moreover, concrete are the most

used and available materials of construc-

tion and demonstrates preferable sustain-

ability and load-carrying capacity.

Novel concretes are usually reinforces

with nano-scale materials such carbon

nanotubes (CNTs) (Shahpari, Bamonte, &

Jalali Mosallam, 2022; Siahkouhi, Razaq-

pur, Hoult, Hajmohammadian Baghban,

& Jing, 2021), graphene platelets (GPLs)

(Jaramillo & Kalfat, 2023; Sajjad, Sheikh, &

Hadi, 2022) and graphene oxide powders

(GOPs) (Cong, Cheng, Tang, & Ling, 2023;

Hwangbo et al., 2023; Zeng, Qu, Tian, Hu,

& Li, 2023). These nano-materials demon-

strated desirable improvement in the con-

crete properties.

Structural analyses of the concrete struc-

tures, as a specic type of composite ma-

terials, are widespread. However, one can

categorized these analyses in three major

categories based on the responses of the

structures: static (Godoy, 1987), dynamic

(Dong, Li, & Zheng, 2010), stability (Pan &

Cui, 2010; J. Zhang et al., 2018) analyses.

In the static analysis, the main focus is on

the state of displacement and stress dis-

tribution of the concrete under static and

semi-static loading conditions. In these

analyses, deection of the structure is im-

portant to for functionality of the structure

and stress information is used to design a

superior structure to avoid failure. Mahapa-

tra et al. investigated the large deection

vibration. In the study conducted by Ma-

hapatra et al. (Mahapatra, Kar, & Panda,

2015), the focus was on investigating the

behavior of spherical structures made from

layer-wise composite materials under large

deection vibrations. Their analysis con-

sidered various types of loading, including

thermal and moisture loadings. To math-

ematically model the composite structure,

they employed a higher-order shear de-

formation theory and a general nonlinear

form of Green strain denition. By apply-

ing Hamilton's principle, they derived the

governing equations for the system. The

results revealed the signicant inuence

of the composite pattern and geometry on

the frequency responses of the spherical

structure.

Van Do and Lee (Van Do & Lee, 2020) ex-

tended the research by evaluating both

static deection and free oscillation char-

acteristics of spherical and cylindrical com-

posite shell structures reinforced with Glass

Fiber Reinforced Polymer (GFRP). They uti-

lized an isogeometric analysis methodology

and incorporated different congurations of

reinforcement distribution in the laminate

composite. The analyses employed Red-

dy's shell model and Non-Uniform Ratio-

nal B-Spline (NURBS) curves. The primary

focus of their study was to investigate the

impact of varying reinforcement distribu-

tions on the static and dynamic responses

of curved shell structures.

The post-buckling behavior of spherical

shells is of great importance in numer-

ous industrial applications. Hutchinson

(Hutchinson, 2016) conducted an ana-

lytical investigation to explore the post-

buckling state in spherical structures using

analytical methods. This research aimed to

provide insights into the structural behav-

ior and stability of spherical shells following

the occurrence of buckling.

Additionally, Ghavanloo et al. (Ghavanloo,

Rai-Tabar, & Fazelzadeh, 2019) intro-

duced the nonlocal theory of elasticity in

their analysis of small-size spherical struc-

tures subjected to vibrations. The study

highlighted that the dynamic response of

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small-scale spherical structures differs

from that of macro-scale spheres. The in-

corporation of nonlocal effects allowed for

a more comprehensive understanding of

the vibration behavior in small-sized struc-

tures. Pang et al. (Pang, Li, Chen, & Shan,

2021) examined the effects of boundary

conditions on the vibrational behavior of

a jointed cylindrical and spherical dome

using Rayleigh-Ritz method.

Overall, these studies collectively contrib-

ute to advancing our understanding of the

behavior of spherical structures made from

composite materials under various loading

conditions, including large deection vi-

brations, static deections, post-buckling,

and small-scale dynamic responses.

The study focuses on analyzing the dy-

namic behavior of the pressure vessel and

assessing the effects of three different dis-

tribution patterns of GOPs on its vibrations.

To accurately model the deformation of the

pressure vessel, a polynomial displace-

ment eld is employed, taking into account

the complex geometrical and material prop-

erties of the structure. The results highlight

the signicant inuence of the distribution

pattern of GOPs on the natural frequencies

of the spherical concrete pressure vessel.

The analysis reveals that variations in the

weight fraction and arrangement of GOPs

have a direct impact on the stiffness and

dynamic characteristics of the structure.

2. METHODOLOGY

2.1. GOP Distribution in Thickness

Figure 1 illustrates an FG-GOPRC spheri-

cal structure along with different patterns

depicting the distribution of GOPs (Gra-

phene Oxide Polymer Reinforced Compos-

ites) in the thickness direction of the spheri-

cal shell.

Moving forward, the material properties rel-

evant to this investigation were determined

using the Halpin-Tsai homogenization

method. This method allows for the estima-

tion of the effective material properties of

composite materials, such as the Young's

modulus. By employing the Halpin-Tsai

approach, we are able to calculate the

Young's modulus, which is a key param-

eter for characterizing the stiffness of the

material (Z. Zhang et al., 2020) as follows:

(1)

in which,

and

Figure 1. Schematic view of various GPL distribution patterns

a)X-GOP b)O-GOP c)UD-GOP

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In addition to the Young's modulus, the

density and Poisson's ratio also consid-

ered as follows:

(2)

And the shear modulus of the system can

be dened as:

(3)

Lastly, the different pattern of GOPs can be

dened as followings for GOP–X (Eq. (4a)),

GOP–O (Eq. (4b)) and GOP–UD (Eq. (4c)),

(Z. Zhang et al., 2020):

(4a)

(4b)

(4c)

Where

changes from 1 layer to

2.2. Equation of Motion

The displacement eld of the spherical

shell is expressed by

(5a)

(5b)

(5c)

Where strain displacement can be dened

as follows

(6)

By substituting

r1=rØ sin

in Eq. (6)

(7)

The unknown quantities in the above equa-

tions could be found in (Al-Furjan et al.,

2022; Al-Furjan, Oyarhossein, Habibi, Sa-

farpour, & Jung, 2020; Habibi, Moham-

madi, Safarpour, Shavalipour, & Ghadiri,

2021; H. Moayedi et al., 2020)

2.3. Hamilton’s Principle

The equations that determine motion are

derived based on Hamilton’s principle:

(8)

Where

Πk

Πe

, and

Πw

stand for the kinetic

energy, potential energy, and work done by

the system respectively. The kinetic energy

of the moving plate is indicated as follows

(9)

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The potential energy of the axially moving

plate is illustrated as follows

(10)

The work done by the system:

(11)

Where

indicates the In-plane mechani-

cal loading. Substituting Eqs. (9), (10), and

(11) into Eq. (8), the governing equations

of motion and boundary conditions are

obtained.

3. SOLUTION PROCEDURE

To illustrate the approximations involved in

the Harmonic Differential Quadrature Method

(HDQM) using a one-dimensional function,

the following equation expresses the

derivative of F(Ø) in terms of Ø:

(12)

here

NØ

indicates the total number of dis-

crete grid nodes selected through the solu-

tion domain.

The equation establishes a relationship be-

tween the pth derivative of the function F

with respect to Ø and the variable Ø itself.

This relation serves to demonstrate how

the HDQM method approximates the de-

rivatives of a function using a discrete set

of values and their corresponding weights.

By employing this approach, the HDQM

method allows for the efcient and accu-

rate calculation of derivatives in numeri-

cal analysis and computational modeling.

The term

Gij

(p)

shows the weight coefcients

(

j=1,2,…,N_∅

) at the

th grid-point located

in the solution domain. The weight coef-

cients related to the rst-order derivatives

Gij

(1)

for

i≠j

would be determined through

the following relation:

(13)

here

(14)

The weight coefcients related to the rst-

order derivatives G_ij^((1) ) when i=j can

be acquired as below

(15)

The weight coefcients related to the

second-order derivatives

Gij

(2)

when

i≠j

would be acquired through the subsequent

relation

(16)

The weight coefcients related to the sec-

ond-order derivatives

Gij

(2)

when

i=j

would

be determined as

(17)

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2024

Also, the Chebyshev–Gauss–Lobatto grid

distribution is chosen. In this distribution,

the co-ordinates of grid points (

∅_i,Θ_j

) are

calculated by the owing equation across

the reference surface.

The displacement eld expressions are

given as below,

(18)

Using the above equations, the following

linear set of equations are obtained:

(19)

By solving Eq. (19), the natural frequency

of the system can be achieved.

4. NUMERICAL RESULTS AND

DISCUSSION

4.1. Materiel Properties

The material properties associated with

GOPs reinforcement as well as concrete

matrix, and spherical vessel are presented

in Table 1 adopted from Ref. (Z. Zhang et al.,

2020).

Table 1. The properties of GOPs, polymer, and

pressure vessel

Polymer

epoxy(matrix)

Pressure

vessel

GOPs

=0.42

(kg)=260

vGOP

=0.165

(Mpa)=25

∅i

=10 [deg]

ρGOP

(kg/

m³)=1090

∅o

=170 [deg]

EGOP

(

Gpa

)=444.8

dGOP

(nm)=500

hGOP

(nm)=0.95

In addition the following dimensionless pa-

rameters are dened for natural frequency

Ω and internal pressure P



4.2. Validation

The new material and method presented

in the current study need to be veried by

comparing to the results of other studies

in the similar structure and loading condi-

tions. In this regard, the problem of vibra-

tional behavior evaluation from Liu et al.

(D. Liu, Zhou, & Zhu, 2021). The results

are presented for two different parameter

variation namely the mode number of vi-

bration and the GOP distribution patterns.

It is seen that the current method provides

similar results to the selected reference

which validate our methodology. On the

other hand, different variation in pattern of

GOP results in different natural frequency

of pressure vessel shell structure which

will be discussed in next sections in details

along with several other parameters.

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4.3. Parametric Study

This section examines the impact of dif-

ferent parameters and congurations on a

nanocomposite shell of a pressure vessel.

The number of layers within the nanocom-

posite structure plays a signicant role in

determining the natural frequency of the

pressure vessel, as depicted in Figure 2.

The gure illustrates that an increase in the

number of layers, denoted as NL, within

the GOP-X conguration leads to a corre-

sponding increase in the natural frequen-

cy of the structure, particularly for a low

number of layers. However, for a higher

number of layers (NL> 50), an increase in

the number of layers has minimal effect on

the natural frequency, assuming all other

parameters remain constant. In contrast,

an increase in the number of layers in the

GOP-O conguration has the opposite ef-

fect on the natural frequency of the pres-

sure vessel structures. Specically, as the

number of layers in GOP-O increases, the

natural frequency decreases. On the other

hand, altering the number of layers in the

uniform conguration does not have any

inuence on the natural frequency of the

structure. Therefore, this analysis demon-

strates the signicant inuence of the num-

ber of layers and different congurations

on the natural frequency of nanocompos-

ite shell structures, with distinct behaviors

observed for different congurations.

Table 3. Effects of number of layers and

distribution pattern of GOP

on the dimensonless frequency

of concrete pressure vessel

NLGOP-X GOP-U GOP-O

7 0.6309 0.6309 0.6310

90.6311 0.6309 0.6308

11 0.6312 0.6309 0.6307

13 0.6312 0.6309 0.6307

15 0.6312 0.6309 0.6307

25 0.6313 0.6309 0.6306

35 0.6313 0.6309 0.6306

55 0.6313 0.6309 0.6306

100 0.6313 0.6309 0.6306

The natural frequency of the shell is inu-

enced by an increase in the thickness of

the structure (h) in comparison to the radi-

us of the pressure vessel (r), as illustrated

in Figure 2. This analysis considers various

weight fractions of GOP (WGOP). The gure

demonstrates that an increase in the thick-

ness of the pressure vessel shell leads

to a corresponding increase in the natu-

ral frequency of the structure, regardless

of the weight fraction of GOP. This effect

is expected, as increasing the thickness

while keeping the radius constant results

in a higher stiffness within the structure,

ultimately raising its natural frequency. Fur-

thermore, an increase in the weight frac-

tion of GOP contributes to an increase in

the stiffness of the structure, consequently

Table 2. Frequency parameter of the composite spherical shell

Mode

number

Epoxy GPL-UD GPL-X GPL-O

Ref. (D.

Liu et al.,

2021)

Present

Ref. (D.

Liu et al.,

2021)

Present

Ref. (D.

Liu et al.,

2021)

Present

Ref. (D.

Liu et al.,

2021)

Present

1 19.2432 19.2361 40.0892 40.0045 29.6019 29.5891 43.7133 43.6901

21.1613 1.1601 2.4194 2.4012 2.4203 2.4117 2.4196 2.4032

31.8362 1.8351 3.8253 3.8212 3.8263 3.8215 3.8251 3.8182

4 2.4635 2.4602 5.1322 5.1310 5.1324 5.1301 5.1309 5.1292

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elevating the natural frequency. This rela-

tionship is consistent with the expectation

that higher weight fractions of GOP en-

hance the overall stiffness of the nanocom-

posite shell. Therefore, both an increase

in the thickness of the structure relative to

the pressure vessel radius and an increase

in the weight fraction of GOP lead to an

increase in the natural frequency of the

structure. These ndings align with the an-

ticipated effects of stiffness enhancement

resulting from changes in the structural

parameters and the incorporation of GOP

within the nanocomposite shell.

Figure 2. Effect of h/r aspect ratio and WGOP on the natural

frequency of pressure vessel

The natural frequency of the entire shell

model is also inuenced by the total mass

of the spherical vessel, as shown in Figure

3 for various thicknesses. An increase in the

mass of the pressure vessel, while keep-

ing the geometrical parameters constant,

corresponds to a decrease in the material

density. This decrease in density results

in a reduction in the natural frequency of

the structure, as can be observed from the

curves in Figure 4. Similarly, the effect of

the h/r aspect ratio (the ratio of thickness

to radius) on the natural frequency follows

a similar trend to that depicted in Figure 2.

As the h/r aspect ratio increases, there is a

corresponding increase in the natural fre-

quency of the shell structure.

Therefore, the total mass of the spherical

vessel and the h/r aspect ratio play signi-

cant roles in determining the natural fre-

quency of the entire shell model. Increas-

ing the mass, which decreases the material

density, results in a decrease in the natural

frequency. Additionally, an increase in the

h/r aspect ratio leads to an increase in the

natural frequency, highlighting the inu-

ence of structural dimensions on the dy-

namic characteristics of the shell.

Figure 3. Effect of total mass of the pressure vessel mb and

h/r on the natural frequency of pressure vessel

An increase in the angle

generally leads

to a decrease in the natural frequency of

the structure for all thickness values, as il-

lustrated in Figure 4. However, the extent of

this decrease varies depending on the spe-

cic thickness and the value of the angle

In cases with low angles, it is observed that

the natural frequency experiences a more

signicant increase compared to other an-

gle values. The gradient of increase in the

natural frequency is higher for lower angle

values. This implies that small changes in

the angle

at lower angles have a more

pronounced effect on reducing the natu-

ral frequency of the structure. Conversely,

as the angle

increases, the decrease in

the natural frequency becomes less pro-

nounced. The inuence of the angle

the natural frequency is still present, but

the effect is relatively milder compared to

lower angle values.

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Figure 4. Effect of angle

and h/r on the natural frequency

of pressure vessel

The boundary condition plays a crucial role

in determining the natural frequency of the

structure, as shown in Table 4. By altering

the boundary condition, the natural frequen-

cy of the structure varies across different

values of the h/r (thickness to radius) ratio.

Among the different boundary conditions

considered, the simply supported bound-

ary condition results in the smallest natural

frequency for a constant value of the h/r ra-

tio. This indicates that the structure exhibits

a lower frequency response when it is sup-

ported at the ends, allowing for some de-

gree of freedom in terms of displacement.

On the other hand, the clamped bound-

ary condition corresponds to the highest

frequency values. This boundary condition

restricts the structure from experiencing

any displacement at the ends, leading to a

higher stiffness and consequently a higher

natural frequency.

These ndings demonstrate that the state

of the boundary condition is a determining

factor in calculating the natural frequency of

the structure. Different boundary conditions

result in varying natural frequency values,

with the simply supported condition yield-

ing the lowest frequency and the clamped

condition producing the highest frequency.

In the previous parametric studies, it was

assumed that the internal pressure of the

pressure vessel is equal to the ambient

pressure. However, in reality, the pres-

sure inside the pressure vessel is positive.

The variation in the internal pressure of the

pressure vessel has a signicant impact on

the natural frequency of the structure, as

illustrated in Figure 5.

Table 4. Effects of \h/r and type of boundary

condition on the dimensonless frequency of

concrete pressure vessel

h/r S-S C-S C-C

00.55942 0.57244 0.59619

0.05 0.57459 0.58809 0.61280

0.1 0.58263 0.59646 0.62015

0.15 0.58848 0.60291 0.62601

0.2 0.59315 0.60840 0.63128

The gure reveals that changing the pa-

rameter P



from positive values to negative

values substantially alters the behavior of

the frequency curves. When the parameter



has positive or zero values, the natural

frequency monotonically increases for all

values of the h/r ratio. This implies that as

the internal pressure increases, the natural

frequency of the structure also increases.

However, in the case of negative values of

parameter P



, the behavior of the natural

frequency changes. For lower values of the

h/r ratio, the natural frequency decreases

as the h/r ratio increases. This implies that

the internal pressure has a counterintuitive

effect on the natural frequency for certain

values of the h/r ratio.

In each value of parameter P



, there is a

turning point in the curves where the natu-

ral frequency begins to rise. This indicates

that there is a critical value of the h/r ratio at

which the inuence of the internal pressure

on the natural frequency changes. Interest-

ingly, all the curves converge and coincide

at a high value of the h/r ratio. This sug-

gests that at sufciently large values of the

h/r ratio, the inuence of the internal pres-

sure becomes negligible, and the natural

frequency reaches a steady state. The vari-

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ation in the internal pressure of the pres-

sure vessel has a profound impact on the

natural frequency of the structure. Positive

and zero values of the internal pressure

lead to a monotonic increase in the natural

frequency, while negative values introduce

complex behavior, with a turning point and

counterintuitive effects for certain h/r ratios.

The curves ultimately converge and coin-

cide at high h/r ratios, indicating the dimin-

ishing inuence of the internal pressure.

Figure 5. Effect of parameter P and h/r on the natural

frequency of pressure vessel

Figure 6 illustrates the simultaneous effects

of the h/r aspect ratio and the weight frac-

tion of GOP on the natural frequency of the

structure. Similar to Figure 2, an increase

in both of these parameters leads to an in-

crease in the natural frequency of the struc-

ture. However, one notable feature of the

present graph is the semi-linear change in

the natural frequency due to variations in

the weight fraction of the GOP, which was

not apparent from Figure 2.

The graph demonstrates that as the h/r

aspect ratio increases, there is a corre-

sponding increase in the natural frequency

for various weight fractions of GOP. This

relationship is consistent with the under-

standing that a larger h/r ratio results in a

stiffer structure, leading to higher natural

frequencies.

Furthermore, the weight fraction of the

GOP has a distinct effect on the natural

frequency. In Figure 6, it is observed that

as the weight fraction of GOP increases,

the natural frequency also increases.

However, unlike in Figure 2, where the

relationship between weight fraction and

natural frequency appeared to be linear,

Figure 6 reveals a semi-linear change in

the natural frequency. This suggests that

the inuence of the weight fraction of GOP

on the natural frequency is more nuanced

and exhibits a gradual change as the

weight fraction varies.

Figure 6. Effect of WGOP and h/r on the natural frequency of

pressure vessel

In Figure 7, the linear increase of the natu-

ral frequency with an increase in the weight

fraction of GOP is observed, similar to the

previous ndings. This indicates that as

the weight fraction of GOP increases, the

natural frequency of the structure also in-

creases in a linear fashion. Additionally,

the effect of pressure vessel mass on the

natural frequency is evident in Figure 7.

Higher values of pressure vessel mass

correspond to lower values of the natural

frequency. This means that as the mass of

the pressure vessel increases, the natural

frequency of the structure decreases. The

relationship between pressure vessel mass

and natural frequency can be attributed

to the increased inertia of the structure

caused by the higher mass. The higher

mass contributes to a greater resistance

against displacement and thus results in a

lower natural frequency.

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Figure 7. Effect of total mass of the pressure vessel mb and

WGOP on the natural frequency of pressure vessel

Figure 8 illustrates the simultaneous ef-

fects of the angle

and the weight frac-

tion of GOP (Graphene Oxide Polymer) on

the natural frequency of the structure. As

observed in Figure 2, an increase in the

weight fraction (WGOP) leads to an increase

in the natural frequency of the structure.

Figure 8. Effect of angle

0 and WGOP on the natural

frequency of pressure vessel

However, an important feature depicted in

Figure 8 is the decrease in the natural fre-

quency of the structure with an increase

in the angle

from 140° to 170°. This ob-

servation contrasts with the general trend

seen in the previous gures. The decrease

in the natural frequency with an increase

in the angle

suggests that certain angu-

lar congurations have a dampening ef-

fect on the dynamic response of the struc-

ture. This behavior may be attributed to

the specic geometry and material prop-

erties associated with the angle

range

of 140° to 170°. It is worth noting that this

unique feature was not evident in Figure

2, indicating that the interaction between

the angle

and the weight fraction of GOP

introduces additional complexities to the

natural frequency response.

5. CONCLUSION

This paper presents a comprehensive

investigation on the vibrations of spheri-

cal concrete pressure vessels reinforced

by graphene oxide powders (GOPs) us-

ing a polynomial displacement eld and

the Generalized Differential Quadrature

Method (GDQM). This research contrib-

utes to advancing the understanding of the

vibrational behavior of graphene oxide-re-

inforced spherical concrete pressure ves-

sels, particularly focusing on the inuence

of different distribution patterns of GOPs.

The ndings offer valuable insights for en-

gineers and researchers involved in the

design and analysis of pressure vessels,

contributing to improved structural integrity

and performance. The main results could

be given in the following items:

• Firstly, it is observed that higher pres-

sure vessel masses result in lower

natural frequencies. This is due to the

increased mass, which contributes to

higher inertia and stiffness, thus re-

ducing the natural frequency of the

structure.

• Secondly, variations in the internal

pressure of the pressure vessel have

a signicant inuence on its natural

frequency. Changes in internal pres-

sure directly affect the structural dy-

namics, leading to variations in the

natural frequency.

• Additionally, an increase in the thick-

ness of the pressure vessel shell is

found to cause an increase in the

natural frequency. This is attributed

to the higher stiffness resulting from

HABIBI, et al. - Frequency Responses of a Graphene Oxide Reinforced Concrete Structure. pp. 63-79 ISSN:1390-5007 EÍDOS 24

2024

the thicker shell, leading to a higher

natural frequency of vibration.

• Furthermore, the weight fraction of

GO P demonstrates a linear rela-

tionship with the natural frequency.

Increasing the weight fraction pro-

portionally increases the natural fre-

quency, indicating that the addition

of GO P enhances the overall stiff-

ness and dynamic characteristics of

the pressure vessel.

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EÍDOS 24

2024

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SANTOS, F. - Diseño Gráco Automatizado: Un Análisis Crítico detrás de la Inteligencia Articial. pp. 81-93 ISSN:1390-5007

Resumen:

En la era digital actual, el diseño gráco automatizado

se ha convertido en una fuerza disruptiva que desafía

las concepciones tradicionales sobre la creatividad y

la producción visual. Este fenómeno, impulsado por

los avances en inteligencia articial (IA), ha generado

una mezcla de entusiasmo y aprensión dentro de am-

plios ámbitos. De ahí la necesidad de investigar y ana-

lizar de manera crítica los mitos y realidades detrás del

diseño gráco y su relación con la incorporación de la

inteligencia articial. Se explora su impacto, alcance y

limitaciones.

El objetivo de esta investigación es profundizar en el

uso de la inteligencia articial dentro del diseño, des-

de una perspectiva crítica, que se centra en los fun-

damentos de la inteligencia articial que lo respaldan.

Se examinará cómo los algoritmos de IA han transfor-

mado el proceso de diseño, facilitando el acceso a

herramientas y recursos creativos, pero también con

cuestionamientos sobre la autenticidad, originalidad y

ética en la práctica del diseño.

El propósito de desmiticar el diseño gráco “inteligen-

te” es promover un diálogo informado y reexivo sobre

el papel de la inteligencia articial en la creatividad del

diseñador. Para alcanzar estos resultados, se ha em-

pleado una metodología cualitativa, la cual posibilita,

mediante el análisis de piezas o imágenes generadas

por IA, obtener una perspectiva sobre cómo estos ele-

mentos contribuyen al diseño gráco. Esta investiga-

ción proporciona una base sólida para comprender y

desarrollar prácticas de diseño innovadoras y sosteni-

bles en un mundo cada vez más digitalizado y automa-

tizado. Además, el diseño gráco y su incorporación

con las inteligencias articiales, ofrecen una serie de

benecios, como la mejora de la eciencia y la pro-

ductividad; a más de plantear desafíos signicativos

en términos éticos y de responsabilidad.

Palabras claves: Diseño gráco, análisis, inteligencia

articial, automatización, producción, creatividad.

1Fausto Daniel Santos Tapia

1IUniversidad UTE, Facultad de Arquitectura y Urbanismo, Departamento de Diseño Gráco, Calle Rumipamba

S/N y Bourgeois, Quito, Ecuador. stfd1027072@ute.edu.ec. ORCID: 0009-0004-4309-0023

Diseño Gráco Automatizado:

Un Análisis Crítico detrás de la Inteligencia Articial

Automated graphic design:

A Critical Analysis behind Articial Intelligence

EÍDOS No24

Revista Cientíca de Arquitectura y Urbanismo

ISSN: 1390-5007

revistas.ute.edu.ec/index.php/eidos

Recepción: 05, 04, 2024 - Aceptación: 08, 05, 2024 - Publicado: 01, 07, 2024

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2024

SANTOS, F. - Diseño Gráco Automatizado: Un Análisis Crítico detrás de la Inteligencia Articial. pp. 81-93 ISSN:1390-5007

Abstract:

In today's digital age, automated graphic design has

become a disruptive force that challenges traditional

conceptions of creativity and visual production.

This phenomenon, driven by advances in articial

intelligence (AI), has generated a mix of excitement

and apprehension within the eld of graphic design

as well as in broader areas. This debate has given

rise to the need to research and critically analyze the

myths and realities behind automated graphic design,

exploring its impact, scope and limitations.

The objective of this research is to delve into

automated graphic design from a critical perspective,

focusing on the fundamentals of articial intelligence

that support it. It will examine how AI algorithms have

transformed the design process, facilitating access

to creative tools and resources, but also raising

questions about authenticity, originality and ethics in

design practice.

The purpose of demystifying automated graphic design

is to promote an informed and thoughtful dialogue

about the role of articial intelligence in designer

creativity. To achieve these results, a qualitative

methodology has been used. This methodology makes

it possible, through the analysis of pieces or images

generated by AI, to obtain a perspective on how these

graphic elements contribute to automated graphic

design. It is anticipated that this research will provide

a solid foundation for understanding and developing

innovative and sustainable design practices in an

increasingly digitalized and automated world, also

addressing ethical issues. Thus, automated graphic

design offers a number of benets, such as improved

efciency and productivity, it also poses signicant

challenges in terms of ethics and responsibility.

Keywords: Graphic design, Analysis, Articial

intelligence, Automation, Production, creativity..

1. INTRODUCCIÓN

En la era digital contemporánea, el diseño

gráco automatizado ha emergido como

una fuerza disruptiva que desafía las no-

ciones tradicionales de creatividad y pro-

ducción visual. Este fenómeno, va impul-

sado por grandes avances en inteligencia

articial (IA), como mencionan Ocaña-Fer-

nández et al. (2019): “La inteligencia arti-

cial es un tema amplio que inuye de ma-

nera signicativa en diversas tendencias

actuales.” (p. 538). La inteligencia articial

ha generado tanto entusiasmo como pre-

ocupación en la comunidad creativa y en

otros ámbitos. En este contexto, es nece-

sario analizar de manera crítica los mitos

que rodean este tema complejo y evaluar

su impacto, alcance y limitaciones.

Esta investigación busca explorar y desmi-

ticar la implementación de la inteligencia

articial en el diseño gráco. Se analizan

los elementos fundamentales que la sos-

tienen, examinando cómo los algoritmos

han transformado el proceso de diseño. En

particular, se evaluará cómo estos avan-

ces han integrado herramientas y recursos

creativos, planteando también interrogan-

tes sobre la autenticidad, originalidad y éti-

ca en la práctica del diseño.

A través de un estudio detallado, se pre-

tende arrojar luz sobre los diferentes en-

foques y aplicaciones del diseño gráco,

desde la generación de contenido visual

hasta la personalización y optimización de

las experiencias del usuario. Se exploran

casos de estudio relevantes y se evalúan

las implicaciones culturales, sociales y

económicas, considerando tanto los bene-

cios potenciales como los posibles ries-

gos y desafíos.

Al desmiticar el diseño gráco automati-

zado, esta investigación busca fomentar

un diálogo informado y reexivo sobre el

papel de la inteligencia articial en la crea-

tividad del diseñador. Al hacerlo, se aspi-

ra a proporcionar una base sólida para la

comprensión y el desarrollo ético de prác-

ticas de diseño innovadoras y sostenibles,

en un mundo cada vez más digitalizado y

automatizado.

2. INTELIGENCIA ARTIFICIAL (IA) Y SU

IMPACTO EN EL DISEÑO GRÁFICO

Los avances en inteligencia articial han

llevado al desarrollo de algoritmos sosti-

cados, capaces de generar imágenes de

alta calidad de forma casi inmediata. Estos

algoritmos pueden procesar una amplia

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variedad de datos y parámetros propor-

cionados por el diseñador, que van desde

descripciones textuales hasta muestras

visuales de referencia. Con técnicas de

aprendizaje profundo, los algoritmos pue-

den comprender y sintetizar patrones com-

plejos presentes en los datos de entrada,

permitiendo la creación de contenido visual

con un nivel de detalle y realismo impre-

sionante. Partimos de la denición de in-

teligencia articial (IA), como la “habilidad

de las máquinas para emplear algoritmos,

adquirir conocimiento a partir de los datos

y aplicar ese aprendizaje en la toma de de-

cisiones de manera similar a como lo haría

un humano” (Rouhiainen, 2018, p. 17).

La capacidad de los algoritmos de inteli-

gencia articial para generar contenido

visual de alta calidad tiene un impacto

considerable en la producción gráca

contemporánea. Tal capacidad permite

una producción ágil y adaptable de con-

tenido visual, para una amplia variedad de

plataformas y propósitos. Los diseñado-

res pueden crear rápidamente imágenes

y grácos personalizados para campañas

publicitarias, sitios web, redes sociales,

impresiones y otros medios, adaptándose

a las necesidades del proyecto.

Sin embargo, es importante reconocer que,

aunque la IA ofrece ventajas signicativas,

su implementación no está exenta de de-

safíos. En muchos casos, puede presentar

fallos en sus representaciones, como pro-

porciones anatómicas incorrectas o ele-

mentos que se desvían de la realidad. Por

lo tanto, es imperativo que los diseñadores

tengan un conocimiento previo sólido para

supervisar y corregir estos errores poten-

ciales, asegurando así que las represen-

taciones digitales no perpetúen ni ampli-

quen estereotipos o prejuicios.

Figura 1. El diseñador en espacios digitales con IA – Digital ART + Ideogram.

Fuente: D. Santos

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SANTOS, F. - Diseño Gráco Automatizado: Un Análisis Crítico detrás de la Inteligencia Articial. pp. 81-93 ISSN:1390-5007

Este panorama resalta la importancia de

mantener el control y la capacidad de

adaptación frente a las nuevas formas de

trabajar que ofrece la IA. Los diseñadores

deben estar preparados para intervenir

cuando sea necesario, aprovechando las

herramientas de IA como una ayuda valio-

sa, en lugar de depender exclusivamente

de ellas.

Según Rico Sesé (2020):

La IA está cambiando día a día de forma

drástica la naturaleza de los procesos crea-

tivos. Independientemente de si es perci-

bido como positivo o negativo, la llegada

de la inteligencia articial implicará que los

diseñadores ya no serán los únicos posee-

dores de la creatividad. En consecuencia,

tendrán que ajustarse y adaptarse a nuevos

métodos de trabajo y circunstancias. (p.68).

Este cambio, independientemente de

cómo se perciba, marca un hito en el pa-

radigma tradicional del diseño, donde los

diseñadores solían ser los únicos cataliza-

dores de la creatividad. La llegada de la

inteligencia articial implica un desplaza-

miento de ese papel exclusivo hacia una

colaboración más estrecha entre la mente

humana y la capacidad algorítmica. Esto

desafía la noción arraigada de la creativi-

dad como un atributo inherentemente hu-

mano y demanda una reevaluación profun-

da de los métodos de trabajo.

La producción rápida y escalable de con-

tenido visual impulsada por los algoritmos

de inteligencia articial, representa un

avance en el ámbito del diseño gráco,

también plantea desafíos y preocupacio-

nes importantes. Una de las problemáticas

es la sobreproducción de material gráco,

que en demasiados casos carece de un

pensamiento crítico. La sobreabundancia

de contenido puede inundar los canales

de comunicación visual, diluyendo la ca-

lidad y el impacto de los mensajes que se

intenta transmitir.

A pesar de las promesas de estas nuevas

tecnologías para la creatividad y la innova-

ción en el diseño, es fundamental recono-

cer que la producción masiva y automati-

zada de contenido visual, puede llevar a

una disminución en la calidad y la originali-

dad del diseño. La facilidad con la que los

algoritmos de IA generan imágenes y grá-

cos, tendería a fomentar una mentalidad

de "copia y pega", donde la creatividad y

el pensamiento crítico serían relegados en

favor de la conveniencia y la rapidez.

Además, la amplia disponibilidad de he-

rramientas de IA accesibles, podría crear

una falsa sensación de control entre los di-

señadores. La disponibilidad generalizada

de algoritmos de IA de libre acceso llevaría

a la percepción errónea, de que la tecno-

logía puede reemplazar por completo el

juicio humano y la experiencia en el proce-

so de diseño. Sin embargo, es esencial re-

cordar que la inteligencia articial es solo

una herramienta, y el juicio humano sigue

siendo fundamental para tomar decisiones

informadas y creativas en el diseño.

Incluso, considerando las facilidades téc-

nicas de representación que otorgan las

herramientas tecnológicas con la inclusión

de la IA, el diseñador es quien hace un aná-

lisis racional de la acción propuesta y quien

puede articular verbalmente, la situación

problemática de comunicación visual que

se intenta resolver (Frascara, 2004).

Aunque los diseñadores grácos exploran

una amplia variedad de opciones y varia-

ciones de diseño con relativa facilidad,

esta libertad creativa se fundamenta en

una sólida base teórica y crítica adquirida

a través de un estudio exhaustivo previo.

Tal capacitación proporciona habilidades

técnicas y fomenta una comprensión pro-

funda de los principios fundamentales del

diseño, como la composición, la tipografía

y el uso del color.

El enfoque exhaustivo empodera a los dise-

ñadores para abordar cada proyecto con

una perspectiva clara y bien fundamenta-

da, lo que se traduce en una creación de

contenido visual más dinámica y adapta-

ble, sin sacricar la coherencia y la funcio-

nalidad inherentes. Al entender diversos

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conceptos y tendencias, los diseñadores

no solo que se mantendrán al día con las

demandas cambiantes del mercado, sino

que estarán equipados para innovar y

adaptarse a las necesidades especícas

de cada cliente o proyecto. La capacidad

de adaptación garantiza la relevancia y la

efectividad del diseño en un entorno ca-

racterizado por su constante evolución.

Es indispensable subrayar que en la era

del diseño asistido por inteligencia arti-

cial (IA), es imperativo reconocer tanto las

oportunidades como los desafíos que esta

tecnología presenta. Si bien la IA ofrece

herramientas poderosas para automatizar

tareas repetitivas y generar una amplia

gama de diseños de manera eciente, su

aplicación sin una comprensión profunda

de los principios de diseño conlleva el ries-

go de producir resultados superciales y

carentes de signicado. Por lo tanto, los

diseñadores deben ejercer un juicio crítico

y ético al integrar la IA en su práctica, ase-

gurándose de que esta se utilice de mane-

ra que mejore y enriquezca su trabajo, en

lugar de limitarlo o trivializarlo.

La inuencia de la inteligencia articial (IA)

en las rutinas de trabajo de los diseñado-

res en el campo del diseño gráco se ex-

tiende más allá de la mera automatización

de tareas rutinarias. La capacidad de los

algoritmos de IA para realizar acciones

como la generación de diseños simples,

la optimización de imágenes y la organiza-

ción de archivos, ha provocado una trans-

formación fundamental en la dinámica la-

boral de los diseñadores. Así pues, si bien

la inteligencia articial ha aumentado la

eciencia en la ejecución de tareas, los al-

goritmos pueden generar diseños básicos

de manera rápida y precisa, lo que permite

a los diseñadores abordar un mayor volu-

men de trabajo en menos tiempo. Además,

la optimización de imágenes mediante IA

garantiza que los recursos visuales utili-

zados en proyectos de diseño sean de la

más alta calidad, sin la necesidad de un

ajuste manual exhaustivo. Esto acelera el

proceso de diseño y mejora la coherencia

visual y la calidad del producto nal.

Sin embargo, a pesar de estas ventajas, la

incorporación de la inteligencia articial en

el diseño gráco presenta desafíos espe-

cícos. Los diseñadores deben aprender a

colaborar con los algoritmos, aprovechan-

do su capacidad para aumentar la ecien-

cia sin dejar a un lado la creatividad huma-

na. De ahí que la rápida evolución de esta

tecnología exige que los diseñadores se

mantengan actualizados sobre las últimas

tendencias y herramientas disponibles.

La generación automatizada de diseños, al

ampliar las posibilidades creativas de los

diseñadores, permite que con la inteligen-

cia articial se pueda con rapidez atender

las preferencias del cliente, lo cual agiliza

el proceso creativo y libera a los diseñado-

res de la necesidad de crear cada diseño

desde cero, permitiéndoles enfocarse en

aspectos más estratégicos y conceptuales

de un proyecto. Como menciona Rico Sesé

(2020), “es importante que los diseñadores

piensen en la IA como otro recurso más en

su caja de herramientas, un material para

ser utilizado de manera responsable y éti-

ca” (p.69). Desde esta perspectiva, resul-

ta vital que los diseñadores adopten una

actitud proactiva hacia la inteligencia arti-

cial (IA), al incorporarla en su quehacer

profesional y considerar tanto los valores

éticos como los profesionales. En lugar

de percibir la IA como una amenaza o

una competencia para su creatividad, es

fundamental que la contemplen como un

recurso valioso adicional. Al abordar la IA

de esta manera, los diseñadores pueden

aprovechar su potencial y enriquecer su

proceso creativo.

Como sucede con cualquier herramienta,

es esencial que los diseñadores empleen

la inteligencia articial de forma responsa-

ble. Esto requiere una comprensión profun-

da de las implicaciones éticas y sociales

de su uso, así como una reexión cuida-

dosa sobre cómo la IA inuye en diversas

audiencias y comunidades. Vale, por tanto,

tener en cuenta aspectos como la protec-

ción de datos, la equidad en los algoritmos

y las implicaciones laborales, y tomar me-

didas para identicar posibles riesgos.

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De esta manera, al integrar la IA en la prác-

tica del diseño de manera consciente y re-

exiva, los diseñadores van a mejorar la

eciencia, la creatividad y la innovación en

su trabajo. Al mismo tiempo, al abordar los

desafíos éticos y sociales asociados con

el uso de la (IA), contribuyen a un futuro

en el que la tecnología se utilice de mane-

ra responsable y equitativa para el bene-

cio de todos. Es necesario señalar que, la

gran mayoría de la población mundial, se

encuentra en una situación desfavorable

en cuanto a conocimiento y acceso a las

tecnologías de inteligencia articial. Existe

un notable desconocimiento sobre los po-

sibles impactos y, por lo tanto, los riesgos

a los que podrían enfrentarse frente a este

avance imparable, que se desarrolla a un

ritmo cada vez más rápido. (Miailhe & Lan-

nquist, 2018).

Así, la rápida proliferación de la IA, requie-

re de una atención cuidadosa y una com-

prensión profunda, desde la equidad en el

acceso hasta la responsabilidad en el uso

de los datos, dado que la sociedad se en-

frenta a nuevos dilemas que necesitan ser

abordados de manera urgente y reexiva.

3. DISEÑO GRÁFICO AUTOMATIZADO

El diseño gráco automatizado, impulsado

por la inteligencia articial (IA), ha emer-

gido como una revolución en la industria

del diseño gráco. Este enfoque innova-

dor aprovecha algoritmos avanzados de

aprendizaje automático y redes neurona-

les para automatizar una variedad de ta-

reas dentro del proceso creativo, desde

la generación de diseños hasta la opti-

mización de recursos visuales en cortos

lapsos de tiempo. Como menciona Rodrí-

guez (2024), “la evolución del lenguaje y la

invención de las nuevas herramientas de

representación, ocasionaron que poco a

poco se generaran distintos estilos visua-

les y se utilizaran medios alternativos de

comunicación” (p. 10).

Una de las áreas clave donde el diseño

gráco impulsado por Inteligencias Arti-

ciales ha tenido un impacto notable es en

la generación de imágenes, que se adap-

tan a las necesidades especícas de cada

cliente o proyecto. Utilizando datos sobre

preferencias de los usuarios, tendencias

de diseño y otros factores relevantes, los

algoritmos de IA pueden crear rápidamen-

te una variedad de opciones. La capaci-

dad de personalización no solo agiliza el

proceso de diseño, sino también permite

tener un gran abanico de posibilidades

que van desde la creación de imágenes

hasta la animación de las mismas. En otras

palabras, las inteligencias articiales (IA)

en los procesos de personalización han re-

volucionado la forma en que los diseñado-

res abordan sus proyectos, lo cual va más

allá de simplemente acelerar el proceso

de diseño, ya que implica una adaptación

dinámica a necesidades y preferencias

especícas. Por ejemplo, los algoritmos de

IA pueden analizar los datos demográcos

y el comportamiento del usuario para ge-

nerar diseños únicos y adaptados a cada

audiencia objetivo. Esto signica que los

diseñadores ya no están limitados por plan-

tillas predenidas o estilos estándar; ahora

tienen la capacidad de crear soluciones

visuales altamente personalizadas y rele-

vantes. Nos encontramos con constantes

cambios mediante diversas herramientas,

para una amplia gama de dispositivos, lo

cual plantea desafíos para el diseño. (Sla-

de-Brooking, 2016, p. 19).

Además de la generación de imágenes, la

IA también se utiliza para optimizar otros

recursos que son parte fundamental en el

día a día de un diseñador. Los algoritmos

pueden analizar automáticamente aspectos

como el color, la composición y la nitidez de

las imágenes, y realizar ajustes para mejorar

su calidad y efectividad visual. Esto ahorra

tiempo a los diseñadores y garantiza que

las imágenes cumplan con los estándares

de calidad deseados, sin requerir una in-

tervención manual extensa. La implementa-

ción de esta nueva tecnología en todos los

sistemas continuará evolucionando, lo que

resultará en interacciones más efectivas,

una mayor estimulación de la creatividad

y una mejora general en la calidad de los

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servicios. Recordemos que la inteligencia

articial tiene el potencial de enriquecer la

capacidad humana en términos de creati-

vidad, ya que el uso de máquinas puede

simplicar tareas y fomentar un mayor cre-

cimiento creativo. (Rico Sesé, 2020).

Esta propuesta de enriquecimiento de la

capacidad creativa humana mediante el

uso de inteligencia articial (IA) se puede

implementar a través de varios métodos y

herramientas, con la utilización de algorit-

mos avanzados de aprendizaje automático

y procesamiento del lenguaje natural, para

analizar grandes conjuntos de datos y pro-

porcionar sugerencias y recomendaciones

personalizadas a los usuarios. Además, se

podrían crear sistemas de IA que trabajen

en colaboración con diseñadores huma-

nos, proporcionando asistencia en tiempo

real durante el proceso creativo. Dichos sis-

temas actuarían como compañeros creati-

vos, ayudando a los diseñadores a superar

bloqueos, experimentar con nuevas ideas

y explorar soluciones innovadoras.

El diseño gráco automatizado tiene un im-

pacto sobre la creación visual, lo que se ex-

tiende a la organización y gestión ecien-

te de archivos. Así, la implementación de

algoritmos de inteligencia articial permite

una variedad de funciones útiles, como la

etiquetación automática de imágenes, la

clasicación de archivos según su tipo o

tema, y la sugerencia de archivos relevan-

tes para proyectos especícos. Con esto

se agiliza el proceso de búsqueda y recu-

peración de recursos visuales, así como el

fomento de la colaboración uida entre los

miembros del equipo y la optimización en

el intercambio de archivos.

De manera más ilustrativa, podríamos equi-

parar este proceso de diseño asistido con

la creación de un moodboard virtual, una

herramienta dinámica donde los diseña-

dores encuentran inspiración y puntos de

partida para diversos proyectos visuales.

Este recurso, generado automáticamente,

sirve como un catalizador creativo, ofre-

ciendo una base sólida sobre la cual cons-

truir nuevas ideas y conceptos visuales.

Es importante recalcar que, si bien estas

herramientas son poderosas, su aprovecha-

miento óptimo requiere un cierto grado de

conocimiento previo. Muchos de los térmi-

nos y procesos utilizados en la generación

de recursos visuales son especícos del

campo del diseño gráco, lo que destaca la

importancia de la formación y la familiariza-

ción con estas tecnologías dentro de dicho

ámbito. Aunque la inuencia de la inteligen-

cia articial (IA) es evidente en varios cam-

pos del diseño, uno de los más notorios es

la parte de la ilustración o representaciones

grácas, donde numerosas herramientas se

destacan por generar piezas visuales basa-

das en la ilustración. Aquí, es necesario en-

tender que no siempre es necesario tener

un dominio técnico especíco, ya que me-

diante el uso de prompts es posible aproxi-

marse a diversas técnicas grácas, como el

cubismo, óleo y muchas otras más.

Si bien ofrece una serie de benecios en

términos de eciencia, personalización y

calidad, también esto plantea desafíos y

consideraciones éticas, por tanto, es crucial

que los diseñadores utilicen la IA de manera

responsable, asegurándose de compren-

der y mitigar cualquier sesgo o prejuicio

que se presente en los algoritmos. Asimis-

mo, es importante mantener un equilibrio

entre la automatización y la creatividad hu-

mana, reconociendo que la IA aún requiere

de la supervisión y la intervención de dise-

ñadores expertos para producir resultados

efectivos. El diseño gráco asistido, cuando

se utiliza de manera reexiva y ética, tiene el

potencial de transformar la forma en que se

crea y se consume el contenido visual en el

mundo moderno.

Como se evidencia en la gura 2, nume-

rosas palabras resaltadas en verde repre-

sentan términos comúnmente empleados

por diseñadores grácos. Esto sugiere

cómo, a través del prompt inicial o base,

se puede captar ciertas características y

criterios, para generar nuevo material grá-

co. En este punto, se destaca con clari-

dad cómo el diseño automatizado sirve de

punto de partida y brinda una especie de

moodboard virtual.

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Aquí surge la función del diseño automa-

tizado, como un recurso único que sir-

ve de punto de partida dinámico. Siendo

este moodboard virtual, aquel que puede

despertar la imaginación y estimular la ex-

ploración de nuevas ideas y conceptos vi-

suales. El proceso simplica la tarea del di-

señador y fomenta la innovación, al ofrecer

una visión estructurada y organizada de

las posibles direcciones creativas a seguir.

Dado que los términos mencionados son

fácilmente comprensibles para aquellos

con experiencia en diseño gráco, el de-

safío de crear una composición visual, que

capture adecuadamente la esencia de

la idea o diseño original utilizando herra-

mientas de IA, puede resultar complejo y

propenso a errores para quienes no tienen

este conocimiento previo. Por lo tanto, la

familiaridad con los conceptos es funda-

mental para mejorar la efectividad y pre-

cisión del proceso creativo automatizado,

lo cual garantiza resultados más satisfac-

torios y alineados con las expectativas del

diseñador y permite una comunicación

más uida entre el creador y las herramien-

tas tecnológicas empleadas.

Así, el dominio de los conceptos facilita la

comprensión de cómo las diferentes téc-

nicas y algoritmos de inteligencia articial

se aplican de manera óptima para lograr

los objetivos estéticos y comunicativos de-

seados. La comprensión de los principios

básicos del diseño gráco proporciona un

marco sólido sobre el cual construir y ajus-

tar las decisiones tomadas por los siste-

mas de IA, permitiendo una mayor perso-

nalización y adaptación a las necesidades

especícas de cada proyecto.

Adicionalmente, la familiaridad con los

términos y conceptos del diseño gráco

ayuda a los usuarios a interpretar y utilizar

de manera más efectiva las herramientas

de IA disponibles en el mercado. Esto

implica una capacidad mejorada para

seleccionar y congurar los parámetros

adecuados, así como para evaluar y re-

nar los resultados obtenidos, lo que con-

duce a una mayor eciencia y calidad en

el proceso creativo.

Figura 2 .Diseño para portada de revista con IA – Digital ART + Ideogram.

Fuente: D. Santos

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Al examinar la capacidad mejorada para

seleccionar los parámetros adecuados, re-

presentada en la gura 3, se destaca que,

a pesar de la controversia que rodeó en su

momento la obra de Jason Allen, un análisis

exhaustivo revela la profunda complejidad

de la imagen en cuestión. Tal complejidad,

que desafía los límites de la percepción vi-

sual, puede ser verdaderamente aprecia-

da y comprendida por individuos dotados

de un profundo conocimiento en áreas tan

fundamentales como la cromática, la com-

posición, los estilos artísticos y otros ele-

mentos compositivos.

Este conocimiento detallado es esencial

para comprender la profundidad y el im-

pacto de la obra, y constituye el cimiento

sobre el cual se construyen resultados co-

herentes y sorprendentes. Ya sea que la

creatividad emane de un artista visionario

o de un diseñador meticuloso, la habili-

dad para fusionar estos elementos en una

obra maestra, visualmente impactante, es

el fruto de años de estudio, experiencia y

renamiento artístico. Por lo tanto, la ver-

dadera esencia de la obra de Jason Allen,

así como de cualquier trabajo de arte com-

plejo y signicativo, reside en la habilidad

del creador, quien debe tener la capaci-

dad de elegir estratégicamente el conteni-

do, elevando así la obra de arte a un nivel

de excelencia y distinción que trasciende

cualquier controversia inicial.

Según ha indicado el arquitecto A. Beltrán,

“el conocimiento previo no es indispensa-

ble para la generación de imágenes con

IA pero, sin embargo, es imperativo para

obtener resultados de mejor calidad, que

respondan a las necesidades propias de

quien las requiera, y que además, éstos

muestren una combinación entre la riqueza

teórica y creativa de quien las genera” (Co-

municación personal, 4 de abril de 2024).

La ausencia de conocimiento previo puede

limitar la capacidad de la inteligencia arti-

cial para interpretar correctamente las ne-

cesidades del usuario y generar imágenes

que realmente cumplan con sus expecta-

tivas. Por otro lado, cuando se combina

el conocimiento teórico con la capacidad

creativa, se potencia la capacidad de la

inteligencia articial para producir resul-

tados más precisos y relevantes. De esta

manera, se puede decir que el conoci-

miento previo actúa como un catalizador

que enriquece el proceso de generación

de imágenes, proporcionando a la inteli-

gencia articial un marco de referencia só-

lido desde el cual trabajar. Al comprender

Figura 3. Théâtre d'Opéra Spatial.

Fuente: Jason Allen/Midjourney

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los principios fundamentales del tema en

cuestión, así como las preferencias y re-

quisitos especícos del usuario, se logran

imágenes más relevantes, impactantes y

efectivas en la comunicación de mensajes.

4. ÉTICA Y RESPONSABILIDAD

Conforme el diseño gráco automatizado

se introduce cada vez más en nuestra so-

ciedad, se intensicarán las preocupacio-

nes éticas y las responsabilidades relacio-

nadas con su aplicación generalizada. Las

inquietudes abarcan un amplio rango de

consideraciones, que van desde el sesgo

algorítmico hasta la atribución de la autoría

y la supervisión de los resultados produci-

dos por la inteligencia articial. Como se

ha evidenciado, el objetivo principal de la

inteligencia articial es imitar la capacidad

humana en dispositivos y sistemas com-

putarizados. La viabilidad de este objetivo

es objeto de discusión entre expertos en

inteligencia articial, cientícos y lósofos

(Marín, 2019).

El sesgo algorítmico es una de las preocu-

paciones más urgentes. A medida que las

herramientas de Inteligencia Articial se

entrenan en conjuntos de datos históricos,

pueden perpetuar sesgos existentes en

esos datos, como prejuicios culturales, de

género o sociales. Esto podría resultar en

la producción y promoción de diseños que

refuercen estereotipos o discriminación, lo

que va en contra de los principios de igual-

dad y diversidad.

La atribución de la autoría es otra área

de preocupación ética. A medida que las

máquinas se vuelven cada vez más há-

biles en la creación de diseños, surge la

pregunta sobre quién es el verdadero au-

tor detrás de esas creaciones. ¿Deberían

atribuirse los méritos a la máquina, al di-

señador que conguró los parámetros o

a ambos? Esta cuestión plantea desafíos

legales y éticos en cuanto a la propiedad

intelectual y la compensación justa por el

trabajo creativo. La evaluación ética de las

aplicaciones equipadas con inteligencia

articial avanzada, propone desafíos adi-

cionales, principalmente porque no está

claro si es factible desarrollar máquinas

con una inteligencia general similar a la

humana. En la actualidad, comprendemos

que la complejidad del cerebro humano es

extremadamente difícil de imitar (López de

Mántaras, 2015).

La responsabilidad por los resultados ge-

nerados por la inteligencia articial tam-

bién acarrea interrogantes éticos y legales.

¿Quién es responsable si un diseño auto-

matizado infringe los derechos de autor de

otra persona o causa daño a la reputación

de una empresa? ¿Deberían los diseña-

dores, los desarrolladores de software o

los propietarios de plataformas ser consi-

derados responsables? Estas preguntas

requieren una cuidadosa consideración y

un marco legal claro para garantizar una

aplicación justa y equitativa de la ley.

Es oportuno abordar estas preocupaciones

de manera proactiva y colaborativa entre

diseñadores, desarrolladores de softwa-

re, reguladores y la sociedad en general,

lo cual implica la implementación de po-

líticas y estándares en el desarrollo y uso

de herramientas automatizadas, así como

la promoción de la transparencia y la res-

ponsabilidad en la toma de decisiones al-

gorítmicas. Al hacerlo, podemos asegurar

que el diseño gráco asistido se utilice de

manera ética y responsable, promoviendo

la equidad, la diversidad y el respeto hacia

todas las personas involucradas en el pro-

ceso creativo.

Se ha señalado anteriormente cómo los

sistemas con inteligencia articial se con-

sideran "autónomos" en un sentido limita-

do: su razonamiento y toma de decisiones

siempre tienen por base una programa-

ción predenida. Aunque esta programa-

ción puede ser extensa y compleja, sigue

sujeta a los límites establecidos por el di-

seño. Por lo tanto, la responsabilidad ética

asociada con los diferentes usos de la inte-

ligencia articial recae directamente en las

personas, y no en las máquinas (Buchholz

y Rosenthal, 2002).

EÍDOS 24

2024

SANTOS, F. - Diseño Gráco Automatizado: Un Análisis Crítico detrás de la Inteligencia Articial. pp. 81-93 ISSN:1390-5007

De ahí que la incorporación de conside-

raciones éticas durante la fase de diseño

sea esencial para establecer una base,

que guíe el desarrollo de aplicaciones que

emplean inteligencia articial. Sin embar-

go, es importante comprender que este

paso inicial, aunque fundamental, no pue-

de garantizar por sí solo la total seguridad

y el uso responsable de dichas aplicacio-

nes. Más allá de la etapa de diseño, se re-

quiere implementar procesos de monitoreo

continuo, evaluación y actualización, para

abordar de manera efectiva los desafíos

éticos en curso y adaptarse a un entorno

en constante evolución.

5. MÉTODO

El marco de esta investigación tiene por

base una metodología cualitativa, elegida

por su idoneidad para analizar las piezas

grácas generadas por inteligencia arti-

cial en el campo del diseño gráco. La

naturaleza cualitativa de este enfoque per-

mite una comprensión profunda y contex-

tualizada de las creaciones visuales, cen-

trándose en aspectos como su signicado,

propósito y la interacción entre la inteligen-

cia articial y los diseñadores grácos.

Para justicar este método, es importante

destacar que la complejidad y la natura-

leza subjetiva del diseño gráco automa-

tizado requieren un enfoque que permita

explorar en detalle las percepciones, inter-

pretaciones y experiencias de los actores

involucrados.

Dentro de este marco metodológico se

emplearán diversas técnicas de investiga-

ción cualitativa, incluida la observación di-

recta de las piezas grácas generadas por

inteligencia articial, así como entrevistas

y análisis de contenido en profundidad, de

artistas o diseñadores que trabajan en este

campo. Estas técnicas permitirán obtener

información detallada sobre el proceso de

creación, las percepciones y opiniones de

los profesionales involucrados, así como

las interacciones entre la inteligencia arti-

cial y los diseñadores. Además, se utili-

zarán herramientas de análisis cualitativo,

como el análisis de contenido, para pro-

fundizar en los elementos que conforman

el diseño asistido por inteligencia articial

y explorar su relación con los diseñadores

grácos.

6. DISCUSIÓN

Como el diseño gráco automatizado, im-

pulsado por la inteligencia articial (IA),

ha transformado radicalmente la forma en

que se crean y se perciben los elementos

visuales en diversos contextos ‒desde la

creación de una imagen hasta el diseño

de logotipos e interfaces de usuario‒, este

progreso tecnológico, sin embargo, susci-

ta importantes dilemas éticos que requie-

ren ser examinados y considerados de

manera reexiva.

Se debe considerar el impacto ético de la

automatización en el proceso creativo del

diseñador. Si bien el diseño automatizado

puede aumentar la eciencia y la produc-

tividad, también plantea preocupaciones

sobre la originalidad y la singularidad en la

creación de contenido visual. ¿Hasta qué

punto las máquinas logran realmente cap-

turar la esencia de la creatividad humana?

¿Existe el riesgo de regular el diseño a tra-

vés de la automatización, limitando la di-

versidad y la innovación en el campo del

diseño gráco?

La responsabilidad en el diseño gráco es

un tema crucial. ¿Quién es responsable de

los diseños generados por algoritmos de

IA: los diseñadores que los crearon, los

desarrolladores de software o las propias

máquinas? ¿Cómo se abordan las cuestio-

nes de atribución de autoría y propiedad

intelectual, en un entorno donde la línea

entre la creatividad humana y la genera-

ción automatizada de diseño se vuelve

cada vez más difusa?

Además, es válido adoptar un enfoque

proactivo y reexivo sobre el uso de inteli-

gencia articial en las diferentes áreas del

diseño, lo que implica la implementación

de políticas y prácticas que promuevan la

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2024

SANTOS, F. - Diseño Gráco Automatizado: Un Análisis Crítico detrás de la Inteligencia Articial. pp. 81-93 ISSN:1390-5007

transparencia en todas las etapas del pro-

ceso de diseño. Esto permite que los di-

señadores y los usuarios nales compren-

dan mejor cómo se generan los diseños

y cómo afectarían a diferentes grupos de

personas.

Para lograr los objetivos mencionados, se

debe establecer estándares éticos claros

y aplicables, así como mecanismos efec-

tivos de supervisión y cumplimiento. Ade-

más, se necesita una colaboración estre-

cha entre diseñadores, desarrolladores de

software, expertos en ética, reguladores y

la sociedad en su conjunto, para garantizar

que las políticas y prácticas implementa-

das reejen los valores y preocupaciones

de todas las partes interesadas.

7. CONCLUSIÓN

Durante esta investigación, se ha analiza-

do detalladamente el impacto del diseño

gráco automatizado, impulsado por los

avances en inteligencia articial (IA). Este

análisis crítico ha subrayado la necesidad

de examinar tanto las ventajas y oportuni-

dades que ofrece esta tecnología como los

desafíos éticos y responsabilidades aso-

ciados con su implementación.

La IA afecta diversos aspectos de la socie-

dad y la cultura. Desde la propagación de

estereotipos y prejuicios hasta cuestiones

de propiedad intelectual y atribución de

autoría, se han identicado preocupacio-

nes que requieren una consideración cui-

dadosa y un enfoque responsable.

Aunque el diseño asistido por IA mejora la

eciencia y la productividad, también plan-

tea desafíos signicativos. La automatiza-

ción de tareas creativas puede llevar a la

pérdida de singularidad y originalidad en

el diseño, y a la exacerbación de desigual-

dades existentes. Por lo tanto, es crucial

que diseñadores y desarrolladores consi-

deren el impacto de sus decisiones en el

ámbito del diseño gráco.

Es fundamental integrar consideraciones

éticas en todas las etapas del proceso de

diseño para asegurar un uso adecuado

de la IA. La transparencia, equidad y res-

ponsabilidad deben ser pilares clave en el

diseño, desarrollo y aplicación de herra-

mientas de diseño gráco automatizado.

La IA en el diseño gráco representa un

avance notable en la industria, ofreciendo

ventajas desde la optimización del proce-

so de producción hasta la estimulación de

la creatividad mediante la generación de

ideas base, como los moodboards. Sin

embargo, enfrentamos desafíos que re-

quieren una atención crítica y reexiva.

Debemos ser conscientes de la impor-

tancia de mantener la originalidad y el

proceso creativo en un entorno cada vez

más automatizado. La preocupación por la

uniformidad de los diseños y la pérdida de

identidad creativa nos exige encontrar un

equilibrio entre la conveniencia tecnológi-

ca y la autenticidad.

No podemos ignorar los riesgos de la im-

plementación de la IA en el diseño gráco,

como la dependencia excesiva de algo-

ritmos predenidos y el sesgo algorítmico

que puede perpetuar estereotipos y redu-

cir la diversidad creativa. Es esencial des-

tacar las consideraciones éticas y prácti-

cas que acompañan a estas innovaciones,

exigiendo una vigilancia cuidadosa y ac-

ción deliberada para salvaguardar los va-

lores fundamentales y garantizar un uso

responsable de la tecnología.

Más allá de los benecios y oportunida-

des, es crucial reconocer las limitaciones

y riesgos de esta tecnología. Debemos

comprometernos con un análisis conti-

nuo y crítico de las implicaciones éticas,

sociales y culturales de la integración de

la IA en el proceso creativo. Esto implica

cuestionar cómo los algoritmos pueden in-

uir en la percepción y producción de la

belleza, la identidad y la expresión visual.

Además, es necesario abordar cuestiones

de propiedad intelectual y atribución en

un entorno donde la generación y modi-

cación automática de contenido visual es

cada vez más común.

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SANTOS, F. - Diseño Gráco Automatizado: Un Análisis Crítico detrás de la Inteligencia Articial. pp. 81-93 ISSN:1390-5007

Es importante mantener una visión equili-

brada y proactiva, reconociendo que, aun-

que existen desafíos signicativos, también

hay un vasto potencial para la innovación y

mejora continua. Al adoptar principios éti-

cos sólidos y promover la transparencia en

el desarrollo y uso de herramientas inteli-

gentes, podemos aspirar a un futuro don-

de la eciencia no esté en conicto con la

autenticidad y la integridad creativa.

De este modo, mediante un enfoque equi-

librado y ético, es posible garantizar que

el diseño gráco automatizado sea ecien-

te, genuino y relevante en su impacto en

la cultura y la sociedad. Trabajemos hacia

un panorama creativo más inclusivo, diver-

so y signicativo, donde la tecnología y la

expresión humana se fusionen en armonía

para dar forma a un mundo visualmente

enriquecido y en constante evolución.

8. REFERENCIAS

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TAPIA, et al. - Study of an Environmentally Friendly High-Performance Concrete (HPC) . pp. 95-110 ISSN:1390-5007 EÍDOS 24

2024

Resumen:

Este estudio se centra en la evaluación del impacto de

la adición de diferentes porcentajes de nanosílice (NS)

(0.75 %, 1.5 % y 3 % - y microsílice (MS) – 5 %, 10 %

y 15 %), como sustitutos parciales del cemento en la

formulación de concreto de alto desempeño (HPC). Se

realizaron evaluaciones mecánicas, incluidas medicio-

nes de compresión, tensión, resistencia a la exión,

módulo dinámico, índice de Poisson y elasticidad, en

intervalos de 3, 7, 28, 56 y 91 días, para comprender el

impacto en las características estructurales del HPC.

Además, se llevaron a cabo microscopía electrónica

de barrido (SEM), microscopía electrónica de transmi-

sión (TEM) y espectroscopia de rayos X de dispersión

de energía (EDS), para examinar los cambios en la

microestructura. Los resultados indican que la incor-

poración de un 15 % de microsílice en la mezcla de

hormigón, produce una mejora más pronunciada en

las propiedades mecánicas, en comparación con la

adición de sólo un 3 % de nanosílice, superando inclu-

so la combinación de un 15 % de microsílice y un 3 %

de nanosílice. Este enfoque de sustitución mejora la

sostenibilidad al reducir el uso de cemento.

Palabras claves: Cementos ecológicos, materiales

HPC, microsílice, nano-sílice, propiedades físico-me-

cánicas, sostenibilidad.

1Jhon Fabricio Tapia Vargas, 2,3,4Mohammadfarid Alvansazyazdi,

5Alexis Andrés Barrionuevo Castañeda

1Maestría en Construcciones de Obras Civiles Mención Gestión y Dirección, Facultad de Ingeniería y Ciencias

Aplicadas, Universidad Central del Ecuador, Av. Universitaria. ing.jftapiav@outlook.es.

ORCID: 0000-0002-6089-040X

2Institute of Science and Concrete Technology, ICITECH, Universitat Politècnica de València,Spain.

3Carrera de Ingeniería Civil, Universidad Central del Ecuador, Av. Universitaria, Quito 170521, Ecuador.

4Facultad Ingeniería, Industria y Construcción, Carrera Ingeniería Civil, Universidad Laica Eloy Alfaro de Manabi,

Manta, Ecuador. faridalvan@uce.edu.ec. ORCID: 0000-0001-8797-5705

5Gobierno Autónomo Descentralizado Municipal del Cantón Pastaza. alexis_3214@hotmail.com.

ORCID: 0009-0000-7634-5513

Study of an Environmentally Friendly High-Performance

Concrete (HPC) Manufactured with the Incorporation

of a Blend of Micro-Nano Silica

Estudio de un hormigón de alto rendimiento (HPC),

respetuoso con el medio ambiente, fabricado

con la incorporación de una mezcla de micronano sílice

EÍDOS No24

Revista Cientíca de Arquitectura y Urbanismo

ISSN: 1390-5007

revistas.ute.edu.ec/index.php/eidos

Abstract:

This study focuses on the evaluation of the impact of

the addition of different percentages of nanosilica (NS)

(0.75 %, 1.5 % and 3 % - and microsilica (MS) – 5 %,

10 % and 15 %), as partial cement substitutes in the

formulation of high performance concrete (HPC).

Mechanical assessments, including compression,

tension, exural strength, dynamic modulus, Poisson's

ratio, and elasticity measurements, were performed at

intervals of 3, 7, 28, 56, and 91 days to understand

the impact on HPC's structural characteristics.

Additionally, scanning electron microscopy (SEM),

transmission electron microscopy (TEM), and energy-

dispersive X-Ray spectroscopy (EDS) were carried out

to examine changes in microstructure. Results indicate

that incorporating 15 % microsilica in the concrete mix

yields a more pronounced improvement in mechanical

properties compared to adding only 3 % nano-silica,

surpassing even the combination of 15 % microsilica

and 3 % nano-silica. This substitution approach

enhances sustainability by reducing cement usage.

Keywords: Cementitious Environmentally Friendly,

HPC Materials, Microsilica, Nano-silica, Physical-

mechanical properties, sustainability.

Recepción: 17, 03, 2024 - Aceptación: 01, 05, 2024 - Publicado: 01, 07, 2024

TAPIA, et al. - Study of an Environmentally Friendly High-Performance Concrete (HPC) . pp. 95-110 ISSN:1390-5007

EÍDOS 24

2024

1. INTRODUCTION

The economic development and evolution

of countries are closely engaged with the

construction industry and the creation of

new materials. Improving the durability of

cement has been instrumental in prolonging

the service life of concrete structures [1-5].

The introduction of nanotechnology into the

construction sector, particularly through the

use of nano-silica (NS), has been shown to

signicantly improve the mechanical prop-

erties and durability of cement-based prod-

ucts due to its high purity and specic sur-

face area, which affect the hydration and

microstructure of cement [6, 7].

Building upon this foundation, the inte-

gration of various nanomaterials beyond

nano-silica, such as nano-alumina, carbon

nanotubes, and others, continues to push

the boundaries of concrete’s capabilities

[8, 9]. These materials contribute to a sig-

nicant enhancement in the compressive,

tensile, and exural strengths of concrete

by optimizing the particle packing and

reducing the porosity of the cementitious

matrix, leading to denser and more robust

concrete structures [10-12]. This evolution

in concrete technology not only supports

structural integrity but also extends the

lifespan of infrastructure, marking a pivotal

shift towards more sustainable construc-

tion practices [13].

Moreover, the addition of nanomaterials

has been found to improve the workability

and reduce the water absorption of con-

crete, factors that are crucial for the prac-

tical application and longevity of concrete

structures in various environmental con-

ditions [14]. Enhanced workability facili-

tates easier mixing and application, while

reduced water absorption minimizes the

risk of damage from freeze-thaw cycles

and chemical attack, thereby preserving

the structural health and integrity over time

[15, 16].

In this regard, it is necessary to design

high-performance concretes (HPC) with

nanomaterials incorporated into the con-

crete matrix, aiming to achieve good work-

ability, durability, and superior strength

properties compared to conventional con-

crete. This can be accomplished by em-

ploying existing calculation methods and

available materials [7, 17-20].

Nowadays, HPC plays a crucial role in the

construction of specialized structures due

to the enhancements it offers over conven-

tional concrete. HPC enables the construc-

tion of increasingly slender structures by

reducing the cross-sections of structural

elements, thereby providing more avail-

able space within buildings [21, 22].

Moreover, the development of Environmen-

tally Friendly High-Performance Concrete

(HPC) incorporating a blend of micro-nano

silica represents a signicant stride to-

wards sustainable construction practices.

This innovative approach not only aims to

enhance the mechanical and durability

properties of concrete but also focuses on

reducing the environmental impact associ-

ated with traditional concrete production

methods. By integrating micro and nano

silica, the concrete matrix can be signi-

cantly improved, leading to a reduction in

the carbon footprint of construction mate-

rials and promoting eco-friendly building

solutions [23, 24].

Lastly, the environmental sustainability of

concrete is signicantly enhanced through

the use of nanomaterials. By improving

the material's mechanical properties and

durability, the lifecycle of concrete struc-

tures is extended, reducing the overall en-

vironmental impact associated with their

construction and maintenance [25]. Fur-

thermore, an example of sustainable prac-

tices in the construction industry, although

not analyzed in this study, is the use of

nanomaterials such as y ash contributes

to sustainable development practices by

recycling industrial waste, further dimin-

ishing the construction industry's carbon

footprint[26].

The importance of this study extends be-

yond the technical advancements in con-

TAPIA, et al. - Study of an Environmentally Friendly High-Performance Concrete (HPC) . pp. 95-110 ISSN:1390-5007 EÍDOS 24

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crete properties. The research aims to

provide a comprehensive understanding

of how the combined effects of micro and

nano silica can optimize HPC's perfor-

mance, offering a viable solution that aligns

with global sustainability goals. By explor-

ing alternative micro and nano silica dos-

age and methods that reduce the reliance

on conventional cementitious materials, this

research contributes to the development of

more sustainable urban environments.

2. EXPERIMENTAL PROCEDURE

2.1. Materials Used

For the analysis in this research, aggre-

gates from the Pifo quarry, located in the

province of Pichincha in Ecuador, were uti-

lized. Holcim type Gu cement [27] and a

superplasticizer 7955 from Basf [28] were

also employed.

For this research, MasterlLife SF 100 mi-

crosilica is used from the company Basf

and distributed by Imperquik, whose tech-

nical specication recommends the use of

microsilica in percentages of between 5%

and 15% as an addition to the cement [28].

Nanosilica is made up of dozens of nano-

meter-sized amorphous particles com-

posed of silica dioxide (SiO2), which is the

interaction of silicon with oxygen that is

commonly called silica. This nano compo-

nent has pozzolanic properties that, when

reacting with the cement, improve its me-

chanical properties.

Among all the characteristics, the coarse

aggregate has a maximum size of ½", a

specic gravity of 2.47 g/cm3, and an ab-

sorption capacity sof 4.92%. The ne ag-

gregate is a crushed natural quarry sand

with a specic gravity of 2.57 g/cm3, an

absorption capacity of 3.1%, and a ne-

ness modulus of 2.96. All the parameters

for both the coarse and ne aggregates

comply with the requirements specied in

the ASTM [29].

2.2 Mixing and Testing Procedure

The concrete mixture process was me-

ticulously followed to ensure optimal con-

sistency and strength of the nal product.

First, we dampened the interior of the con-

crete mixer to prevent any dry materials

from sticking and to facilitate an even mix.

Then, we added both the coarse and ne

aggregates into the mixer, allowing them to

blend for a full minute to achieve a uniform

distribution.

Following the initial mixing, we introduced

the specied amount of cement to the ag-

gregate mixture, continuing the blending

process for an additional 30 seconds to

ensure the cement was thoroughly inte-

grated with the aggregates. After the ce-

ment had been mixed in, we added water

that had been pre-mixed with nano-silica

to the mixer. This combination was then

mixed for approximately two minutes, al-

lowing the nano-silica to disperse evenly

throughout the mixture, which enhances

the concrete's mechanical properties and

durability.

Finally, we incorporated the additive into

the mixture. This step was done carefully

to allow sufcient time for the additive to

react properly with the other components,

ensuring proper particle adherence and

achieving the desired chemical and physi-

cal properties in the nished concrete. This

methodical approach to mixing ensures

that the concrete possesses the neces-

sary workability, strength, and longevity

required for our construction needs. The

mixture proportion is provided in Table.

To enhance the properties of nano-silica in

the concrete, a mechanical mixer is used

to achieve a homogeneous mixture of

nano-silica and water, producing a slurry

that guarantees improved properties in the

concrete fabrication process.

Once the mixture was ready, a portion of

it was used to measure the slump ow ac-

cording to the standard ASTM C-161 [30] s,

and the remaining mixture was poured into

TAPIA, et al. - Study of an Environmentally Friendly High-Performance Concrete (HPC) . pp. 95-110 ISSN:1390-5007

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100 mm molds for compression and tensile

studies. The specimens fabricated were

left to cure in the curing chamber for the

assigned ages of 3, 7, 28, 56, and 91 days

for their respective tests.

3.LABORARY TEST, RESULTS AND

DISCUSSION

3.1. Slump Flow Test

According to the data presented in Table

1, for a water-to-cement ratio (w/c) of 0.3

and varying percentages of added micro-

silica and nano-silica particles to the high-

performance concrete (HPC), an increase

in their content leads to a reduction in the

ow diameter of the mixture compared to

the control mix. This observation can be at-

tributed to the specic surface area of the

microsilica and nano-silica particles, which

causes cohesion forces between both mi-

cro and nanoparticles, resulting in the for-

mation of silica agglomerates. As a result,

these agglomerates exhibit high adsorp-

tion and signicant water retention capac-

ity due to their high specic surface area

and porosity at the micro and nanoscale.

The specic surface areas of microsilica

and nano-silica particles signicantly im-

pact their cohesion forces, leading to the

formation of silica agglomerates. This phe-

nomenon is attributed to factors such as

the surface energy of the particles and

their interaction with surrounding condi-

tions. Studies have shown that higher sur-

face energy in substances like amorphous

silica spheres enhances adhesion forces

between particles, facilitating their ag-

gregation (Kamel, 2016). Additionally, the

presence of hydrophobic silica nanopar-

ticles can induce anti-adhesive forces at

interfaces, altering the adhesive properties

and promoting the formation of aggregates

[32]. Furthermore, the dynamic adhesion

behavior of silica particles is highly depen-

dent on surface and electrostatic heteroge-

neity, inuencing how particles adhere and

aggregate under different conditions [33].

The formation of a dense agglomeration of

solid particles in the mixture containing mi-

crosilica and nano-silica is another reason

for the substantial increase in owability

and viscosity of the cementitious materials.

To address this, higher dosages of water-

reducing superplasticizer are recommend-

ed to maintain workability and inhibit ow

reduction in high-performance concrete

(HPC) due to the increased percentage

of cement substitution and the increased

specic surface area of microsilica and

nano-silica particles.

Table 1. Proportion of HPC mixes (Kg/m³)

Mix code Type w/b Cement Water Micro-

SiO2

Nano-

SiO2 Gravel Sand SP Slump ow

diameter (cm)

C - 0,30 550 165 - - 944,53 652,63 6.6 59

5% MS ML

SF100 522.5 165 27.5 -940.4 649.8 7.15 51

10% MS ML

SF100 495 165 55 - 946.9 646.9 7.7 53

15% MS ML

SF100 467.5 165 82.5 - 932 644 8.8 56

0,75% NS NS200 545.875 165 -4.125 943.6 652 11 52.5

1,5% NS NS200 541.75 165 - 8.25 942.7 651.4 14.3 55

3% NS NS200 533.5 165 -16.5 940.9 650.1 17.05 56

15% MS+

1,5% NS ML+NS 459.25 165 82.5 8.25 930.2 642.7 23.1 54

15% MS +

3% NS ML+NS 451 165 82.5 16.5 928.4 641.5 25.85 51

TAPIA, et al. - Study of an Environmentally Friendly High-Performance Concrete (HPC) . pp. 95-110 ISSN:1390-5007 EÍDOS 24

2024

3.2. Mechanical Properties

3.2.1. Compressive Strength

The results of the mechanical tests for

compressive strength and indirect tensile

strength are shown in Table 2 and Table 3,

respectively.

The incorporation of nanosilica into con-

crete has been specically studied for

its impact on compression resistance.

Nanosilica acts as a partial replacement

for cement, contributing to the improve-

ment of the concrete's mechanical prop-

erties due to its pozzolanic reaction and

microstructural renement. For instance,

Ganesh et al. [34, 35] and Ardalan et al.

[35] observed that the addition of nano-

silica improves the compressive strength

of concrete by enhancing the hydration

process and rening the microstructure

of the cementitious matrix. Additionally,

Zanon et al. [36] and Lim & Mondal [37]

reported that the combined use of nano-

silica with other admixtures, like silica

fume, can further increase compressive

strength, reduce capillary absorption, and

minimize chloride penetration, primarily

attributed to the synergetic effect of nano-

silica in the cementitious composite. This

demonstrates that nanosilica contributes

positively to the compression resistance

of concrete, making it a valuable compo-

nent for enhancing the structural proper-

ties of concrete mixtures.

Based on the results obtained with the in-

corporation of microsilica and pyrogenic

nano-silica in the mixture, the mechanical

strengths have improved as the curing

ages increase for both the mixtures with

the incorporation of micro and nanoparti-

cles compared to the control concrete.

There is a positive effect for nano-silica, as

its incorporation into the matrix of cement-

based materials like concrete is attributed

to a 4-fold increase in performance. Both

microsilica and nano-silica demonstrate

high pozzolanic activity and control unfa-

vorable crystallization due to a large num-

ber of micro and nanoparticles among

hydration products, along with their con-

nement role.

Table 2. Compressive strength test result (MPa)

Mix code Curing Age

3 Days 7 Days 28 Days 56 Days 91 Days

C31.42 43.92 58.65 64.74 69.71

5% MS 31.99 43.86 62.06 70.76 76.39

10% MS 30.17 42.98 62.06 71.53 78.19

15% MS 25.11 41.90 74.62 79.90 81.85

0,75% NS 24.36 41.47 57.55 64.66 70.23

1,5% NS 27.39 38.59 57.71 65.34 71.37

3% NS 27.53 39.61 57.52 65.52 73.27

15% MS+ 1,5%NS 17.33 36.57 61.85 72.77 78.51

15% MS + 3% NS 22.42 42.37 64.21 74.98 80.24

Table 3. Indirect tensile strength test result (MPa)

Mix code Curing Age

3 Days 7 Days 28 Days 56 Days

C 2.22 3.63 4.29 4.59

15%MS 2.24 3.62 4.78 5.89

3%NS 2.22 3.45 4.75 5.83

15%MS + 3%NS 1.93 3.39 4.79 5.87

100

TAPIA, et al. - Study of an Environmentally Friendly High-Performance Concrete (HPC) . pp. 95-110 ISSN:1390-5007

EÍDOS 24

2024

Nanosilica, when incorporated into the

matrix of cement-based materials such as

concrete, has been shown to have a signi-

cantly positive effect on their performance.

This study has shown that the addition of

nanosilica results in an increase of up to

4 times the strength and durability of con-

crete. Both microsilica and nanosilica ex-

hibit high pozzolanic activity, allowing them

to control unfavorable crystallization in the

concrete matrix.

Research by Qing, Zhang, Li, and Chen

[38] demonstrates that nano-SiO2 exhib-

its notably higher pozzolanic activity com-

pared to silica fume, contributing to im-

proved compressive and bending strength

in concrete, especially at early ages. Fur-

thermore, Hassan [39] explores the inef-

ciency of traditional testing methods for

nano-silica in concrete, proposing a modi-

ed approach due to nano-silica's unique

properties such as its high surface area

and pozzolanic reactivity.

Micro and nano particles incorporated in

concrete help control micro and nanoscale

porosity within its microstructure, speci-

cally in the transition zone between aggre-

gates and cement paste, thus contributing

to increased strength. For a water-to-bind-

er ratio (w/b) of 0.30, higher values were

obtained using 15% microsilica and 3%

nano-silica, as compared to other percent-

age additions. This is attributed to the parti-

cles' ability to act as ller agents, reducing

the formation of micro pores and enhanc-

ing the material's density [40, 41].

According to Table 2, the compressive

strength is greater for microsilica, nano-sil-

ica, and their combination across various

curing periods. The highest values were

achieved for 15% MS, 3% NS, and 15% MS

+ 3% NS. This resulted in an increase of

17%, 5%, and 15% respectively at 91 days,

thereby obtaining higher strengths than the

control mix. The compressive strength of

High-Performance Concrete (HPC) incor-

porating microsilica, nano-silica, and the

combination of both was higher than the

control mix. At early ages, slightly lower

strengths were obtained for the values of

15% MS, 3% NS, and 15% MS + 3% NS.

However, these differences may be attrib-

uted to the increased pozzolanic activity.

While there is no standardized method for

enhancing the dispersion of micro- and

nanoparticles of silica, employing expen-

sive techniques like ultrasonic mixing has

resulted in better distribution of nanopar-

ticles throughout the microstructure.

Figure 1. Compression Strength of Microsilica

Figure 1 presents the results of the com-

pression tests for the control specimen com-

pared to specimens containing microsilica

at concentrations of 5%, 10%, and 15%.

The inuence of microsilica is evident, as

the trend curve lines for all concrete sam-

ples with added microsilica surpass that of

the control specimen in terms of compres-

sion behavior. Notably, specimens with a

15% microsilica content exhibited superior

compressive strength compared to those

with 5% and 10%, which displayed nearly

identical levels of compression resistance.

It was observed that all specimens demon-

strated comparable resistance at the age

of 7 days; however, beyond this period, the

compressive strength of the specimens

containing 15% microsilica increased sig-

nicantly. This trend was particularly no-

ticeable at 28 days. By day 96, the differ-

ences in compressive resistance among

various microsilica dosages became mini-

mal, suggesting that the variations in mi-

crosilica content (5%, 10%, and 15% in

this study) primarily affect early-age com-

pressive strength rather than long-term

strength. Nevertheless, additional experi-

mental studies are required to verify these

ndings conclusively.

101

TAPIA, et al. - Study of an Environmentally Friendly High-Performance Concrete (HPC) . pp. 95-110 ISSN:1390-5007 EÍDOS 24

2024

Regarding concrete samples that just in-

corporated nanosilica, no signicant dif-

ferences were observed in compression

behavior, contrasting with results from

concrete samples containing microsilica.

Figure 2 illustrates the compression test

outcomes for concrete specimens incorpo-

rating varying concentrations of nanosilica

in their mix designs, specically 0.75%,

1.5%, and 3%. These ndings suggest

that, unlike microsilica, the inclusion of

nanosilica at these specic percentages

does not notable affect the compressive

strength behavior of the concrete.

To better understand the differential im-

pacts of microsilica and nanosilica on

compressive strength, Figure 3 displays

the comparative resistance trends be-

tween concretes incorporating the highest

percentages used in this study: 15% mi-

crosilica and 3% nanosilica, respectively.

It is evident that microsilica exerts a sig-

nicant inuence on compressive strength

when compared with both the nanosili-

ca-enhanced concrete and the control

specimen. This effect is pronounced both

in the early age (28 days) and at a more

advanced age (96 days). Specically, a

notable increase of 22.8% in compressive

resistance at 28 days was observed for the

concrete containing microsilica.

3.2.2. Indirect tensile strength (Brazilian

test)

The utilization of nanosilica and microsilica

in concrete compositions has been exten-

sively studied, revealing signicant en-

hancements in the mechanical properties

relevant to the Brazilian test for concrete.

These admixtures are found to notably

improve the splitting tensile strength and

exural strength of concrete. This improve-

ment, however, can coincide with reduc-

tions in compressive strength and modulus

of elasticity, illustrating the need for careful

balance in composite formulations. The en-

hancements attributable to nanosilica and

microsilica are particularly pronounced

when used in tandem, suggesting a syn-

ergistic interaction that bolsters the con-

crete’s mechanical integrity [42-44].

Moreover, the inclusion of nanosilica has

been linked to considerable improvements

in the compressive and tensile strengths of

concrete, specically when optimal dosag-

es are employed. This nding is critical for

early-age concrete curing, where strength

development is crucial for subsequent con-

struction phases and long-term durability

[34, 45]. The combined use of nanosilica

and microsilica not only contributes to su-

perior hardened properties but also aligns

with sustainable construction practices by

potentially lowering the cement content

required for achieving desired strength

levels. This dual benet underscores the

importance of integrating these materials

into modern concrete mixes for enhanced

performance and sustainability [46, 47].

The results from the indirect Brazilian ten-

sile strength tests (Fig. 4) indicate a sig-

nicant enhancement in tensile strength

with the incorporation of microsilica, nano-

silica, and their combination. At 56 days,

an increase of 28% in tensile strength was

Figure 2. Compression Strength of Nano-silica Figure 3. Compression Strength of Micro and Nano-silica

102

TAPIA, et al. - Study of an Environmentally Friendly High-Performance Concrete (HPC) . pp. 95-110 ISSN:1390-5007

EÍDOS 24

2024

noted for mixtures with a 15% microsilica

substitution as well as for those with a com-

bined substitution of 15% microsilica and

3% nanosilica. In both instances, the per-

formance improvement was substantial,

with only a marginal difference of one per-

centage point compared to mixtures that

contained solely 3% nanosilica.

Figure 4. Tensile Strength of Micro-Nano-silica and Hybrid

3.2.3. Flexure test

The integration of nanosilica and micro-

silica into concrete formulations has shown

signicant improvements in the exural

behavior and bond strength of reinforced

concrete. Research indicates that the ad-

dition of nanosilica enhances the bond be-

tween concrete and reinforcement bars,

leading to increased load-carrying capac-

ity, reduced crack widths, and improved

ductility. These improvements suggest that

nanosilica may serve as an effective poz-

zolanic admixture for enhancing structural

properties in concrete applications [48].

Furthermore, experimental results have

demonstrated the superior performance

of nanosilica-added high-performance

concrete over traditional and microsilica-

added concretes, particularly in terms of

the concrete-rebar interface and exural

strength [49].

In addition to the enhanced bond strength,

nanosilica has also been found to signi-

cantly improve the mechanical and trans-

port properties of lightweight aggregate

concrete. Even small dosages of nanosili-

ca result in considerable strength improve-

ments and a reduction in transport prop-

erties. This is attributed to the compaction

of the concrete matrix and modication of

the air-void system, which leads to a more

rened pore structure and improved over-

all mechanical performance [50]. The ad-

dition of nanosilica not only contributes to

higher exural and compressive strengths

but also enhances the durability of light-

weight concrete structures [51].

Explain the test approach. Samples and

etc. or photo.

Regarding exural strength, the mixtures

show relatively low increase values, with

the highest being 7% observed for the mix-

ture with 15% Micro silica substitution, and

the lowest value of 3% for the mixture with

3% Nano silica substitution. Considering

the Mixed Mixture with 15% Micro silica

+ 3% Nano silica substitution, the ex-

ural strength is not statistically signicant,

with only a one-percentage-point increase

compared to the nano silica mixture.

Figure 5. Flexural strength by percentage of cementitious

additions at 56 day.

3.2.4. Tests for modulus of elasticity and

Poisson's ratio

The modulus of elasticity (MOE) is a critical

parameter for both ultra-high performance

concrete (UHPC) and conventional con-

crete as it directly inuences the structural

behavior and serviceability of constructed

facilities. For UHPC, the MOE is signi-

cantly impacted by the composition and

characteristics of the materials used. Re-

cent studies have proposed new equations

for predicting the MOE at different ages

based on the specic mixtures and local

materials used, which can lead to a bet-

ter understanding of the structural behav-

ior of UHPC and its applications in design

[12, 20, 52, 53].

103

TAPIA, et al. - Study of an Environmentally Friendly High-Performance Concrete (HPC) . pp. 95-110 ISSN:1390-5007 EÍDOS 24

2024

In contrast, conventional concrete exhib-

its a wider range of MOE due to variations

in mix design, aggregate type, and other

factors. Extensive research has been con-

ducted to evaluate the MOE of conven-

tional concrete under different conditions,

highlighting the effects of water/cement

ratio, aggregate size, and type, as well as

the inclusion of y ash [54, 55]. These stud-

ies have led to the development of predic-

tive models that provide a reliable estima-

tion of the MOE based on the compressive

strength and other easily measurable prop-

erties of concrete [56, 57].

The modulus of elasticity obtained for the

different tested cementitious additions

at 28 days shows an increase in its value

compared to the control mixture. The mix-

tures with 15% microsilica and the mixed

mixture with 3% nano silica and 15% mi-

crosilica are particularly representative in

this regard.

Figure 6. Modulus of Elasticity by percentage of

cementitious additions at 28 days

3.2.5. X-ray Diffraction Analysis (XRD)

X-ray Diffraction Analysis (XRD) is a power-

ful non-destructive testing technique used

to analyze the phase composition and

crystalline structure of materials, including

concrete. In the context of concrete tests,

XRD is used to identify the types of cement

hydrates and other crystalline substances

formed during the hydration process of ce-

ment and to assess the presence of poten-

tially harmful compounds like alkali-silica

reaction (ASR) products or ettringite [58].

Figure 7 displays the diffractogram ob-

tained from X-ray testing for dosages of

0.75% at ages of 3, 7, and 28 days. The

peaks observed in the graph allow us to

estimate the different compounds present

in the analyzed sample.

Figure 7. X-ray Diffraction (XRD) of 0.75% nano-silica at 3,

7, and 28 days

Figure 8 displays the diffractogram ob-

tained from X-ray testing for dosages of

1.5% nano-silica at 3, 7, and 28 days. The

peaks observed in the graph allow us to

estimate the different compounds present

in the analyzed sample.

Figure 8. X-ray Diffraction (XRD) of 1.5% nano-silica at 3,

7, and 28 days

Figure 9 displays the diffractogram ob-

tained from X-ray testing for dosages of 3%

nano-silica at 3, 7, and 28 days. The peaks

observed in the graph allow us to estimate

the different compounds present in the an-

alyzed sample.

104

TAPIA, et al. - Study of an Environmentally Friendly High-Performance Concrete (HPC) . pp. 95-110 ISSN:1390-5007

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Figure 9. X-ray Diffraction (XRD) of 3% nano-silica at 3, 7,

and 28 days

Figure 10 displays the diffractogram ob-

tained from X-ray testing for dosages of

1.5% NS + 15% MS at 3, 7, and 28 days.

The peaks observed in the graph allow us

to estimate the different compounds pres-

ent in the analyzed sample.

Figure 10. X-ray Diffraction (XRD) of 1.5% NS-15% MS at

3, 7, and 28 days

Figure 11 displays the diffractogram ob-

tained from X-ray testing for dosages of

3% NS + 15% MS at 3, 7, and 28 days. The

peaks observed in the graph allow us to

estimate the different compounds present

in the analyzed sample.

Scrivener, K., et al. [58] research has dem-

onstrated similar trends, revealing signi-

cant alterations in the microstructure cor-

responding to various nano-silica dosages,

paralleling the ndings from this study at

nano-silica concentrations of 0.75%, 1.5%,

and 3% across different timeframes. The

comparative examination underscores a

uniform trend of enhanced pozzolanic re-

actions and concrete matrix densication

with increased nano-silica levels, aligning

with the outcomes observed in this work.

Additionally, the ndings from the com-

bined application of 1.5% nano-silica and

15% micro-silica in this research Scrivener,

K., et al. observations, shedding light on

the combined effects of these additives,

corroborating with his results on optimized

mix designs for reactive powder concrete.

Figure 11. X-ray Diffraction (XRD) of 3% NS-15% MS at 3,

7, and 28 days

3.2.6. SEM and EDS Analysis

Scanning Electron Microscopy (SEM) and

Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy

(EDS, also known as EDX or EDXS) are

complementary techniques used in mate-

rials science, biology, and various other

elds to analyze the surface topography,

composition, and properties of materials.

Figure 12 presents the specimens with a

1.5% nano-silica substitution for the ce-

mentitious material, indicating the percent-

ages of each element present in the sample.

105

TAPIA, et al. - Study of an Environmentally Friendly High-Performance Concrete (HPC) . pp. 95-110 ISSN:1390-5007 EÍDOS 24

2024

Tvhe elements constituting the con-

crete sample with 3% nano-silica

substitution for the cementitious ma-

terial are presented, and the percent-

ages of each element present in the

sample can be seen in the table.

Figure 12. SEM Micrograph a) Micrograph of 1.5% nano-silica at 3

days b) Micrograph of 1.5% nano-silica at 28 days

Figure 14. SEM Micrograph a) Micrograph of 3% nano-silica at 3 days

b) Micrograph of 3% nano-silica at 28 days.

Figure 13. EDS Analysis for a nano-silica mixture with 1.5% content

Figure 15. EDS Analysis for a nano-silica mixture with 3% content

The elements constituting the con-

crete sample with a mixed incorpora-

tion of 1.5% NS + 15% MS as a sub-

stitution for the cementitious material

are presented, and the percentages

of each element present in the sam-

ple can be seen in the table.

106

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Figure 16. SEM Micrograph a) Micrograph of nano-silica and

microsilica with a percentage of (1.5 % + 15%) at 3 days

b) Micrograph of nano-silica and microsilica with a percentage of

(1.5 % + 15 %) at 28 days.

Figure 18. SEM Micrograph, a) Micrograph of the mixed mixture of

3 % nano-silica and 15 % microsilica at 3 days, b) Micrograph of the

mixed mixture of 3 % nano-silica and 15 % microsilica at 28 days

Figure 17. EDS Analysis for a mixture of 1.5% nano-silica and 15%

microsilica

Figure 19. EDS Analysis for a mixture of 3 % nano-silica and 15 %

microsilica

The elements constituting the con-

crete sample with a mixed incorpora-

tion of 3% NS + 15% MS as a sub-

stitution for the cementitious material

are presented, and the percentages

of each element present in the sam-

ple can be observed in the table.

107

TAPIA, et al. - Study of an Environmentally Friendly High-Performance Concrete (HPC) . pp. 95-110 ISSN:1390-5007 EÍDOS 24

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4. SUMMARY AND CONCLUSIONS

In this study, an experimental design was

carried out that incorporated different per-

centages of microsilica and nanosilica. The

ndings revealed that the substitution of

15% microsilica resulted in a notable 28%

increase in compressive strength at 28 days,

and a 17% increase at 91 days, in contrast

to the control mixture. On the other hand, the

inclusion of 3% nanosilica showed a minor

impact, improving compressive strength by

only 5% at 91 days. These results led to the

identication of an optimal formulation that

combines 15% microsilica and 3% nano-

silica, giving the concrete greater strength

compared to the control mixture. This nd-

ing highlights the importance of the specic

combination of microsilica and nanosilica

in improving the mechanical properties of

concrete, which has signicant implications

in the construction industry and opens new

possibilities for the development of high-

performance materials.

The inclusion of nanoparticles as partial

substitutes for cement has been shown

to signicantly improve the mechanical

properties of concrete, highlighting a no-

table increase in compressive and tensile

strength. These results were achieved

without signicantly affecting the exural

strength, elastic modulus or Poisson's ra-

tio compared to the base mix. Addition-

ally, this modication has been shown to

improve concrete workability by mitigating

aggregate segregation and ensuring ad-

equate concrete slump. These ndings not

only highlight the potential of nanoparticles

in improving concrete properties, but also

suggest a promising approach for the de-

velopment of high-performance construc-

tion materials with practical applications in

the construction industry.

In summary, the incorporation of microsilica

in high-performance concrete not only im-

proves its mechanical properties and work-

ability, but also contributes signicantly to

meeting sustainability requirements. By re-

ducing the amount of cement needed, the

use of microsilica decreases the environ-

mental impact associated with cement pro-

duction, including reducing carbon dioxide

emissions. This positions microsilica as a

viable and environmentally friendly alterna-

tive in the construction industry, in line with

global sustainability objectives and current

environmental regulations.

5. RECOMMENDATIONS

It is necessary to perform a larger number

of test specimens as the results presented

in this study are indicative rather than rep-

resentative of concretes in order to obtain

a statistical analysis.

It is proposed to perform various tests on

specimens with different additions of nano-

silica ranging from 1.5% to 3% of nano-

silica, as well as micro-silica in the range

of 10% to 15%. The objective is to nd

an optimal addition to achieve maximum

strength.

It is advisable to conduct tests in the fresh

state of the cementitious material with ad-

ditions of nano-silica and micro-silica in or-

der to determine normal consistency and

setting times. This is because the reaction

between these additives produces an exo-

thermic reaction, leading to an increase in

hydration heat.

DECLARATION OF COMPETING

INTEREST

The authors hereby state that they have

no known nancial interests or personal

relationships that may have inuenced the

work reported in this paper.

ACKNOWLEDGEMENTS

We would like to express our gratitude to

Dr. Alexis Debut from the Center for Na-

noscience and Nanotechnology, Armed

Forces University ESPE, for his support,

as well as to the laboratory staff. We would

also like to thank the personnel of INECYC

and the material testing laboratory at the

Central University of Ecuador.

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TAPIA, et al. - Study of an Environmentally Friendly High-Performance Concrete (HPC) . pp. 95-110 ISSN:1390-5007

EÍDOS 24

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CHÁVEZ, D., ÁLVAREZ, J. - Neuroinclusión en la Arquitectura. pp. 111-127 ISSN:1390-5007

Resumen:

La convergencia entre el diseño arquitectónico y las

necesidades del espectro autista es un proceso en

constante evolución, que demanda exibilidad con-

ceptual y práctica. La adaptabilidad, la concienciación

y la interdisciplinariedad son los pilares que sustentan

una arquitectura verdaderamente inclusiva y accesible

para personas en el espectro autista. Al abrazar estos

principios, podemos aspirar a un entorno construido

que no solo reeje la diversidad, sino que también

facilite una participación plena y enriquecedora para

todos. La belleza reside en la diversidad, y la arquitec-

tura debe ser planicada de forma individual, recono-

ciendo que cada ser humano es único.

Palabras claves: Autismo, Diseño Arquitectónico, In-

clusión, Adaptabilidad, Accesibilidad Cognitiva, Neu-

rodiversidad.

1Diana Patricia Chávez López, 2Jhonny Leonardo Álvarez Ochoa

1Universidad UTE, Facultad de Arquitectura y Urbanismo, Departamento de Arquitectura, Calle Rumipamba S/N

y Bourgeois, Quito, Ecuador. dianap.chavez@ute.edu.ec. ORCID: 0009-0005-0639-8560

2Universidad UTE, Facultad de Arquitectura y Urbanismo, Departamento de Arquitectura, Calle Rumipamba S/N

y Bourgeois, Quito, Ecuador. jhonny.alvarez@ute.edu.ec. ORCID: 0000-0003-4470-7385

Abstract:

The convergence between architectural design and

the needs of the autism spectrum is an ever-evolving

process that demands conceptual and practical

exibility. Adaptability, awareness, and interdisciplinary

collaboration are the pillars that support truly inclusive

and accessible architecture for individuals on the

autism spectrum. By embracing these principles,

we can aspire to a built environment that not only

reects diversity but also facilitates full and enriching

participation for everyone. Beauty lies in diversity,

and architecture should be planned individually,

acknowledging that each human being is unique.

Keywords: Autism, Architectural Design, Inclusivity,

Adaptability, Cognitive Accessibility, Neurodiversity.

Recepción: 04, 04, 2024 - Aceptación: 09, 05, 2024 - Publicado: 01, 07, 2024

Neuroinclusión en la Arquitectura: El Rol

de la Arquitectura en la Mejora de la Salud Emocional

y Mental de Individuos con TEA y Neurodivergentes

Neuroinclusion in Architecture: The Role of Architecture

in Improving the Emotional and Mental Health of Individuals

with ASD and Neurodivergents

EÍDOS No24

Revista Cientíca de Arquitectura y Urbanismo

ISSN: 1390-5007

revistas.ute.edu.ec/index.php/eidos

1. INTRODUCCIÓN. COMPRENDIENDO

EL ESPECTRO AUTISTA

El entorno construido con sus espacios ar-

quitectónicos desempeña un papel funda-

mental en la vida de las personas. Desde

los lugares donde vivimos hasta los que

frecuentamos en nuestra vida cotidiana,

la arquitectura tiene un impacto signica-

tivo en nuestra salud emocional, sensorial

y mental. Este impacto se vuelve aún más

crucial cuando consideramos a perso-

nas con neurodivergencias, en particular,

aquellos diagnosticados con Trastorno del

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CHÁVEZ, D., ÁLVAREZ, J. - Neuroinclusión en la Arquitectura. pp. 111-127 ISSN:1390-5007

Espectro Autista “TEA” (Holahan, 2012).

La arquitectura puede ser una poderosa

inuencia en su bienestar, brindando la

oportunidad de crear espacios inclusivos,

terapéuticos y estimulantes que se adap-

ten a sus necesidades especícas.

La relación entre la arquitectura y la salud

no es un tema nuevo en la investigación,

pero ha presentado un creciente recono-

cimiento de su importancia en los últimos

años. El entorno inuye tanto en el bienes-

tar físico como en el emocional y mental de

las personas.

Para aquellos con neurodivergencias,

como el TEA, los desafíos pueden ser aún

mayores. La falta de comprensión y un di-

seño inadecuado de espacios puede limi-

tar su calidad de vida y participación en

la sociedad, por lo que es crucial explorar

cómo la arquitectura puede ser una herra-

mienta que permita mitigar dichos desafíos

y promover un entorno más inclusivo.

Es crucial dar voz y enfrentar cómo la ar-

quitectura impacta la salud de personas

neurodivergentes, por lo que es funda-

mental considerar cómo adaptar el diseño

arquitectónico para mejorar el bienestar

emocional, sensorial y mental de indivi-

duos con TEA, promoviendo así su integra-

ción y participación social.

Este artículo tiene como principal objetivo

analizar y entender las estrategias de di-

seño arquitectónico que buscan satisfacer

las necesidades especícas de grupos so-

ciales con neurodivergencias.

Es así como se procura adaptar un enfo-

que metodológico centrado en la empatía

y la observación directa para comprender

profundamente cómo las personas con

TEA perciben y experimentan su entorno.

Esta aproximación nos permite captar las

sutilezas de su interacción con los espa-

cios físicos, lo que es crucial para diseñar

espacios que realmente respondan a sus

necesidades emocionales y mentales.

Se aplicaron técnicas como la entrevista y

el análisis de comportamiento en situacio-

nes reales, para obtener una perspectiva

detallada sobre sus experiencias sensoria-

les y cognitivas.

Primero, se buscó identicar y entender los

desafíos especícos que las personas con

TEA enfrentan diariamente, como la hiper-

sensibilidad a estímulos sensoriales o di-

cultades con la transición entre diferentes

tipos de ambientes; desafíos que pueden

llevar a respuestas de estrés o ansiedad,

afectando su bienestar emocional y mental

y, segundo, traducir estos conocimientos

en recomendaciones de diseño arquitec-

tónico que promuevan entornos más inclu-

sivos y terapéuticos.

Esto incluye la creación de espacios que

no solo minimicen el estrés y la ansiedad

mediante la reducción de estímulos abru-

madores, sino que también fomenten la

autonomía y la seguridad, permitiendo a

estas personas tener un control más efec-

tivo sobre su interacción con el entorno.

Al integrar estos conocimientos en el dise-

ño arquitectónico, se plantea contribuir a

la creación de espacios que no solo sean

físicamente accesibles, sino también emo-

cionalmente acogedores, que ofrezcan un

refugio seguro y estimulante para respaldar

el desarrollo personal y social, con la crea-

ción de entornos diseñados que actúen

como catalizadores para una mejor calidad

de vida, y permitan a las personas con TEA

participar plenamente en la sociedad, de

manera signicativa y enriquecedora.

Así sería posible demostrar cómo la me-

todología centrada en la empatía y la ob-

servación directa contribuye al diseño de

entornos adaptados para personas con

TEA, que promueven bienestar emocional

y mental a través de la arquitectura.

Investigaciones han mostrado que aspec-

tos como la iluminación, la acústica y la

elección de materiales impactan directa-

mente el bienestar y el estado de ánimo,

pero, a pesar de estos avances, aún falta

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EÍDOS 24

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CHÁVEZ, D., ÁLVAREZ, J. - Neuroinclusión en la Arquitectura. pp. 111-127 ISSN:1390-5007

comprender cómo adaptar estos principios

ecazmente para las necesidades de per-

sonas con TEA y otras neurodivergencias.

Es así como, a través de la presente inves-

tigación, se ha buscado responder: ¿De

qué manera pueden diseñarse los espa-

cios arquitectónicos para mejorar signica-

tivamente el bienestar de esta población?

Al profundizar en esta interrogante, hemos

identicado estrategias de diseño que no

solo apuntan a crear ambientes inclusivos

y terapéuticos, sino que también buscan

promover activamente la participación y

mejorar la calidad de vida de personas

con TEA. Así, la arquitectura actúa como

agente de cambio signicativo en la vida

de los individuos neurodivergentes (Cas-

tañeda-Sifuentes, Maya-López, & Ley-

va-Picazo, 2022).

Mediante la aplicación de estrategias de

diseño inclusivo y adaptativo, extendemos

su impacto potencial más allá de esta co-

munidad, estableciendo un modelo para

entornos construidos que fomenten la in-

clusión y el bienestar universal. Esta trans-

formación se fundamenta en la creación

de experiencias signicativas a través del

espacio físico, lo que recalca el poder de

la arquitectura para inuir y mejorar la vida

cotidiana.

La noción de “experiencia”, se dene

como un conocimiento que surge de haber

interactuado, presenciado, vivido o senti-

do algo en particular en entornos físicos

(Holahan, 2012). Según Norberg Schulz

(2008), los seres humanos necesitan es-

tar inmersos repetidamente en un espacio

para acumular diversas vivencias que se

almacenan en la memoria y se aplican al

experimentar otros lugares.

Los arquitectos, conscientes de este pro-

ceso, diseñan espacios que no solo cum-

plen con requisitos funcionales, sino que

también buscan evocar experiencias espe-

cícas que resuenen con las percepciones

y emociones de los usuarios. Al analizar

cómo cada persona experimenta un lugar,

es crucial reconocer que cada individuo

interpreta su entorno de manera única, lo

que subraya la importancia de diseñar con

una perspectiva centrada en el usuario.

Este enfoque personalizado asegura que

los espacios no solo sean accesibles, sino

que también enriquezcan la interacción

humana y fortalezcan la conexión emocio-

nal con el entorno, promoviendo así un im-

pacto duradero en su bienestar y percep-

ción del mundo.

2. AUTISMO Y AMBIENTES DE APREN-

DIZAJE. CLAVES PARA UN ENTORNO

MÁS INCLUSIVO

Cada individuo que forma parte del Es-

pectro Autista (TEA) posee una singulari-

dad en su estilo de aprendizaje, y requiere

enfoques pedagógicos adaptados, y es-

trategias personalizadas para facilitar un

aprendizaje efectivo.

La adaptación de estrategias educativas,

la provisión de apoyos individualizados y

la creación de entornos educativos inclu-

sivos son pilares esenciales para abordar

desafíos especícos y fomentar un apren-

dizaje signicativo en las personas con

TEA (Castañeda-Sifuentes, Maya-López,

& Leyva-Picazo, 2022).

El proceso de aprendizaje, entendido

como la adquisición de conocimientos, el

desarrollo de habilidades y estrategias, así

como la adopción de valores o posturas,

se ve inuido signicativamente por tres

aspectos clave identicados por Sánchez

(2019), en niños con autismo. Estos aspec-

tos incluyen dicultades en las interaccio-

nes sociales, desafíos en la comunicación

y rigidez mental.

Las dicultades en las interacciones so-

ciales abarcan desde limitaciones en la

comunicación no verbal hasta problemas

en las relaciones con pares, en donde se

destaca la importancia del entorno cons-

truido para facilitar la comunicación y la

interacción. Entornos arquitectónicos di-

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CHÁVEZ, D., ÁLVAREZ, J. - Neuroinclusión en la Arquitectura. pp. 111-127 ISSN:1390-5007

señados considerando dichas diculta-

des, ofrecen espacios que fomentan la

expresión facial y facilitan la comunica-

ción no verbal, contribuyendo así a mejo-

rar las interacciones sociales.

En el ámbito de las dicultades en la co-

municación, los entornos educativos, que

incorporan diseño acústico adecuado y

tecnología de asistencia, pueden desem-

peñar un papel crucial. Estos entornos

pueden atenuar barreras comunicativas

al abordar problemas como el lenguaje

ecolálico1 y estereotipado, facilitando así

un ambiente propicio para el desarrollo

del lenguaje.

La inexibilidad mental es una característi-

ca común en personas con TEA por lo que,

crear espacios que permitan anticipar even-

tos, adaptarse a cambios y ofrecer diversas

experiencias, es esencial para fomentar su

participación y exploración del entorno.

La variabilidad en el rendimiento académi-

co y las necesidades de apoyo individua-

lizadas hacen que el entorno construido

juegue un papel crucial en la creación de

ambientes que fomenten el aprendizaje y

el desarrollo óptimo. En este sentido, el di-

seño arquitectónico inclusivo, se convierte

en una herramienta poderosa.

Espacios educativos que integran elemen-

tos como áreas de descanso sensorial, zo-

nas de comunicación claramente denidas

y estructuras exibles, pueden contribuir

signicativamente a proporcionar el apoyo

necesario y promover un entorno propicio

para el desarrollo integral.

La interacción entre el Espectro Autista y

el entorno construido destaca la relevancia

del diseño arquitectónico en el proceso de

aprendizaje (CONECTEA, 2022).

Las adaptaciones en entornos educativos

permiten abordar diversas dicultades,

1 La ecolalia es un trastorno del habla que consiste en la repetición involuntaria e inconsciente de palabras, frases, trozos de

conversación, canciones que el paciente ecolálico ha escuchado de personas cercanas, radio y/o televisión. La palabra

ecolalia proviene del latín: lalia: hablar, eco: repetir. (Progressive Pediatric Therapy, 2021).

desde las interacciones sociales hasta la

rigidez mental; sin embargo, surgen las

preguntas de ¿cómo podemos llevar a

cabo una implementación más generaliza-

da de estos principios en la planicación

arquitectónica y educativa?, ¿cuáles son

los desafíos prácticos y económicos aso-

ciados con la creación de entornos inclu-

sivos?, ¿cómo podemos garantizar que la

diversidad de necesidades individuales se

reeje en el diseño arquitectónico de ma-

nera efectiva?

Este debate invita a explorar estrategias

prácticas y perspectivas diversas para

avanzar hacia entornos construidos más

accesibles e inclusivos. Cada lugar don-

de aprendemos o habitamos, tiene sus

propios objetivos; el desafío se encuen-

tra en organizar todos los elementos y las

personas, de acuerdo con lo que quere-

mos aprender.

Según Picardo (2014: 108), hay dos partes

importantes en estos lugares de aprendiza-

je: la primera se enfoca en qué aprendere-

mos, cómo creceremos en nuestra mente,

en cómo nos relacionaremos con otros y en

cómo nos moveremos. La idea es pensar

en actividades que se adapten a lo que ne-

cesitamos y en lo que somos buenos.

La segunda parte se centra en cómo se

siente el lugar donde aprendemos; habla

sobre ¿cómo se escucha, qué tan brillante

es y si posee suciente aire fresco.

También analiza la accesibilidad al llegar

a la escuela o al aula, o el tener cosas que

faciliten las actividades académicas dia-

rias de sus estudiantes, como algo espe-

cial para ellos.

Mostafa (2008) nos cuenta sobre la impor-

tancia de cómo está construido un lugar

para personas con autismo y hace refe-

rencia a las diferentes ideas de cómo se

podría dividir el espacio, organizar la for-

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EÍDOS 24

2024

CHÁVEZ, D., ÁLVAREZ, J. - Neuroinclusión en la Arquitectura. pp. 111-127 ISSN:1390-5007

ma para que este se encuentre ordena-

do y sea seguro, y considerar qué cosas

pueden ayudar a las personas con autis-

mo a sentirse cómodas. Todo esto muestra

cómo un lugar bien pensado y organizado

puede hacer que el aprender sea más fácil

y agradable para las personas con TEA.

3. CRITERIOS ESPACIALES

DE ENTORNOS ACCESIBLES

PARA PERSONAS CON TEA

Las personas con Trastorno del Espectro

Autista (TEA) enfrentan desafíos al moverse

en entornos, especialmente nuevos, debi-

do a las dicultades mentales que pueden

experimentar. A lo largo del tiempo, varios

estudios han identicado pautas de dise-

ño con el propósito de crear espacios más

acogedores. Dichas pautas, aplicables en

diferentes escalas, incluso en entornos ur-

banos, se dividen en tres grupos: calidad

sensorial, inteligibilidad y orientación.

La calidad sensorial se enfoca en mejorar

la percepción en entornos construidos,

reduciendo el impacto de sonidos, vistas

y olores. Esto implica proporcionar áreas

tranquilas para evitar sobrecargas senso-

riales, espacios de transición para facilitar

la movilidad entre experiencias, y zonas de

relajación para manejar la sobrecarga si es

necesario.

La inteligibilidad2 del entorno se logra me-

diante un diseño simple, que facilita la

navegación independiente para las per-

sonas con TEA. Esto incluye estructuras y

diseños claros que permiten comprender y

prever lo que sucederá en un lugar, evitan-

do sorpresas y proporcionando una visión

clara y comprensible de todo el entorno.

Además, el uso de apoyos visuales, como

imágenes, símbolos o colores, se emplea

para mejorar la comprensión del entorno.

Estos apoyos visuales pueden ofrecer in-

formación sobre situaciones complejas o

2 Aplicado a la arquitectura, la inteligibilidad remite a la capacidad de un edicio de comunicar su función, su organización

espacial y su estructura, de forma clara y directa (Estudio Huarte - Virguez Lalli, 2023).

indicar actividades en diferentes áreas,

ayudando a las personas a comprender

mejor el ambiente, fomentando su inde-

pendencia e interés en los temas presen-

tados.

En la exploración del diseño arquitectónico

orientado al autismo, se profundiza en la

aplicación de los siete criterios propuestos

por Magda Mostafa (2008):

1. La secuenciación espacial, se reere

a la disposición ordenada y lógica de

los elementos arquitectónicos, cru-

cial para proporcionar una estructura

comprensible para las personas en

el espectro autista.

2. La compartimentación, por otro lado,

se centra en la creación de espacios

delimitados y claramente denidos,

facilitando la orientación y reducien-

do la sobreestimulación sensorial.

3. Los espacios de transición, emer-

gen como un componente esencial,

permitiendo una conexión uida en-

tre áreas diferentes. Esto no solo fa-

cilita la movilidad, sino que también

contribuye a una experiencia menos

abrumadora al cambiar de ambiente.

4. La concepción de espacios de esca-

pe, se convierte en un aspecto vital,

proporcionando refugios tranquilos

y seguros donde los individuos pue-

den retirarse en momentos de agita-

ción sensorial.

5. La consideración de zonas sen-

sitivas, aborda la necesidad de

comprender y gestionar las sensi-

bilidades sensoriales únicas de las

personas en el espectro. Esto abar-

ca desde la iluminación y la tempera-

tura hasta la selección de materiales,

y crea entornos que minimicen la es-

timulación no deseada.

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6. La acústica, se vuelve crucial, re-

conociendo la susceptibilidad a

sonidos intensos o imprevistos, y

promueve la implementación de so-

luciones que mitiguen estas incomo-

didades.

7. La seguridad, como último criterio,

va más allá de la prevención de ries-

gos físicos. Se enfoca en la creación

de entornos predecibles y estables,

lo que contribuye a reducir la ansie-

dad y mejorar la experiencia espacial

para aquellos en el espectro autista.

En la distinción entre espacios "primarios"

y "secundarios", surge la necesidad de e-

xibilidad y es en este caso donde pode-

mos analizar un equipamiento referencial

de uso común, como lo son los centros

educativos, los cuales, al encontrarse en

la categoría de personalización limitada,

demandan un enfoque que permita adap-

tar el entorno según las necesidades cam-

biantes de los estudiantes.

Este enfoque adaptable no solo benecia

a aquellos en el espectro autista, sino que

también destaca la importancia de un di-

seño inclusivo que atienda diversas con-

diciones.

Dentro de las categorías generales que

abarcan los criterios de Magda Mostafa

(2008), se destaca la importancia de he-

rramientas arquitectónicas básicas:

- La formación de líneas de vista

claras.

- La denición de formas y supercies.

- La creación de espacios funcionales

que se convierten en la piedra angu-

lar para proporcionar una estructura

comprensible y predecible.

- La materialidad, desde suelos hasta

techos y paredes, así como la distri-

bución de elementos de mobiliario y

puertas, contribuye a la creación de

entornos que fomentan la predictibi-

lidad y la comodidad.

- La atención a los detalles, como aca-

bados, texturas, patrones y colores,

adquiere una relevancia destaca-

da, ya que estos elementos no solo

contribuyen estéticamente, sino que

también desempeñan un papel cru-

cial como herramientas de aprendi-

zaje y terapia.

- La transparencia, entendida como

un principio fundamental, se posicio-

na como una estrategia central para

la arquitectura adaptada al autismo,

al permitir anticipar y comprender el

entorno circundante.

Las estrategias de diseño desarrolladas

se basan en tácticas extraídas de la lite-

ratura especializada, destacándose es-

pecialmente el libro Designing for Autism

Spectrum Disorders de Gaines, Bourne,

Pearson y Kleibrink (2016). Este recurso

proporciona una base sólida de cono-

cimientos, combinando la teoría con la

práctica a través de la interpretación de

casos de estudio y análisis de espacios

visitados. De manera complementaria, la

investigación de Stern, Munn, y Alexander

(2019) profundiza en el estudio de las ne-

cesidades de diseño interior especícas

para niños con un trastorno del espectro

autista, explorando cómo los entornos

adaptados pueden optimizar su desarro-

llo y bienestar.

Estas investigaciones colectivas enrique-

cen nuestra comprensión del diseño in-

clusivo, permitiendo una síntesis de ideas

que reeja tanto las tendencias actuales

como las necesidades emergentes en ar-

quitectura para la neurodiversidad. Ade-

más, los ejemplos presentados en dichos

estudios permiten contextualizar las es-

trategias dentro de entornos reales, de-

mostrando cómo pueden ser adaptadas

y aplicadas efectivamente en proyectos

arquitectónicos.

Este enfoque no solo subraya la aplica-

bilidad práctica de las teorías del diseño

inclusivo, sino que también destaca la

importancia de integrar estas considera-

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CHÁVEZ, D., ÁLVAREZ, J. - Neuroinclusión en la Arquitectura. pp. 111-127 ISSN:1390-5007

ciones en el proceso de planicación y

ejecución arquitectónica para asegurar

espacios que verdaderamente apoyen y

fomenten la diversidad y el bienestar de

todos los usuarios.

Utilizando la granja-residencia de Villato-

bas (Riviere Gómez, 1982), como un ejem-

plo práctico, este enfoque se materializa al

destacar la aplicabilidad de las estrategias

en el rediseño de espacios preexistentes,

demostrando efectivamente la posibilidad

de alcanzar una arquitectura accesible

para el espectro autista.

Este caso de estudio no solo sirve como un

modelo concreto para abordar la demanda

de adaptabilidad en el diseño arquitectóni-

co, sino que también ilustra cómo las ideas

teóricas pueden transformarse en solucio-

nes prácticas y funcionales, que mejoran

signicativamente la vida de las personas

con TEA.

Esta versión conecta de manera más di-

recta la teoría con su aplicación práctica,

mostrando cómo el conocimiento extraído

de la literatura es esencial para la imple-

mentación en proyectos reales, y cómo, a

través de este tipo de proyectos es posible

reejar los principios de adaptabilidad y

accesibilidad en la arquitectura.

La adaptabilidad en el diseño arquitectó-

nico orientado al autismo implica un pro-

ceso de revisión constante y progresivo.

Por ejemplo, los espacios educativos no

deben concebirse como estructuras es-

táticas, sino como entornos exibles y

adaptables que se puedan ajustar a las

necesidades en evolución de los estudian-

tes (Stern, Munn, & Alexander, 2019). Esta

visión dinámica subraya la necesidad de

diseños que no solo satisfagan los reque-

rimientos actuales, sino que también estén

preparados para adaptaciones futuras,

para asegurar así su pertinencia y efectivi-

dad a largo plazo.

Esta implementación de estrategias arqui-

tectónicas adaptativas se ve reforzada por

un enfoque que pone énfasis en la con-

cienciación y la comprensión de las com-

plejidades del del espectro autista. La ca-

pacitación de los diferentes actores, que

participan del proceso de diseño de estos

espacios (arquitectos, educadores y per-

sonal médico), es fundamental para ase-

gurar que la adaptabilidad de los espacios

no solo responda a necesidades técnicas,

sino también a un entendimiento profundo

de las necesidades de sus usuarios.

Este conocimiento compartido no solo fa-

cilita la implementación efectiva de las

Ilustración 1. Planta Granja Residencia en Villatobas, (Riviere Gómez, 1982).

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CHÁVEZ, D., ÁLVAREZ, J. - Neuroinclusión en la Arquitectura. pp. 111-127 ISSN:1390-5007

estrategias de diseño, sino que además

fomenta un cambio cultural hacia la inclu-

sión y la creación consciente de entornos

verdaderamente accesibles.

En un ámbito más amplio, la interdiscipli-

nariedad emerge como un componente

vital que enriquece este enfoque. La cola-

boración entre arquitectos, profesionales

de la salud, terapeutas ocupacionales y

las familias, permite una comprensión ho-

lística de las necesidades y desafíos de las

personas en el espectro autista.

Esta sinergia interdisciplinaria conduce a

soluciones integradoras y efectivas, que

reeja la complejidad del espectro autista

y enfatiza la necesidad de soluciones que

se alimenten de una amplia gama de pers-

pectivas y conocimientos.

Este enfoque multidisciplinario no solo re-

conoce la diversidad de necesidades, sino

que también aboga por un diseño arqui-

tectónico que sea genuinamente inclusivo

y adaptativo, y provea entornos que mejo-

ren la vida de todos los usuarios.

4. EL SISTEMA TEACCH

EN LA ARQUITECTURA

Teacch, acrónimo de Treatment and Edu-

cation of Autistic and Communication Re-

lated Handicapped Children (Khelifa &

Kentour, 2021; Sánchez Soriano, 2019;

Teacch, 2011), es un enfoque terapéutico

y educativo, fundamental en la atención a

personas en el espectro del autismo, des-

de su desarrollo en la década de 1970.

Este sistema subraya la importancia de

la evaluación personalizada, para diseñar

programas adaptados a las complejidades

individuales de cada persona, y ha evolu-

cionado para incluir aplicaciones en dise-

ño arquitectónico.

Un componente clave de Teacch es la

creación de entornos estructurados y or-

ganizados, lo que incluye la disposición

estratégica de espacios, una clara señali-

zación visual y la integración de apoyos vi-

suales, elementos que buscan facilitar una

disposición de áreas que mejore la orien-

tación y la predictibilidad, lo cual es crucial

en el diseño arquitectónico, especialmente

en la planicación de entornos educativos

exibles y capaces de adaptarse a las ne-

cesidades cambiantes de sus usuarios.

La adaptabilidad es un pilar central de

Teacch, que reconoce la necesidad de

modicar los entornos educativos con el

tiempo. Esto implica diseñar espacios que

permitan modicaciones fáciles para man-

tener su relevancia y ecacia. Además, la

colaboración con familias y cuidadores es

vital, al integrar el entorno educativo con

la vida diaria en el hogar. Un diseño arqui-

tectónico efectivo facilita esta colabora-

ción y promueve transiciones uidas entre

el aprendizaje en el aula y las actividades

domésticas.

Aplicar los principios de Teacch en el di-

seño arquitectónico, abre la posibilidad

de crear entornos inclusivos que fomen-

ten la independencia y la participación de

sus usuarios. Integrar estos principios no

solo implica adaptar el entorno físico, sino

también cultivar un ambiente que pro-

mueva la comprensión y aceptación de la

neurodiversidad.

Al hacerlo, buscamos crear espacios aco-

gedores que brinden soporte y oportunida-

des para todos, especialmente para niños

autistas y personas con discapacidades

de comunicación.

4.1 Granja Residencia en Villatobas

(Toledo) para Autistas de APNA

En la práctica, la aplicación de los princi-

pios del sistema Teacch en la arquitectura

se ve claramente ejemplicada en proyec-

tos especícos, diseñados para satisfacer

las necesidades de personas con autismo.

Un caso de estudio destacado es la Granja

Residencia en Villatobas, situada en Tole-

do (Riviere Gómez, 1982).

Este proyecto no solo reeja la importancia

de un diseño estructurado y bien plani-

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cado, sino que también demuestra cómo

se pueden implementar en la realidad los

conceptos de adaptabilidad y colabora-

ción, en el diseño arquitectónico.

La Granja Residencia en Villatobas ocupa

un terreno alargado cerca del pueblo de

Villatobas, orientado de este a oeste, con el

acceso principal por el lado sur. Este com-

plejo integrado está diseñado para maximi-

zar la independencia y el bienestar de sus

residentes; cuenta con varios edicios que

incluyen un centro social con áreas de des-

canso, comedor, aulas educativas, zonas

recreativas, ocinas y servicios comparti-

dos. Además, dispone de una residencia

para el personal de seguridad y padres,

cuatro unidades de vivienda que albergan

hasta a 44 residentes, y áreas laborales

como establos, corrales, almacenes de ali-

mentos y herramientas, un huerto, un inver-

nadero y dos talleres artesanales.

El complejo también está equipado con

una piscina, un campo de juegos y un jar-

dín, elementos que contribuyen a un entor-

no terapéutico y educativo completo, que

promueve la interacción y el desarrollo de

habilidades para la vida diaria y el trabajo

en un entorno rural.

El objetivo es proporcionar un espacio se-

guro y estructurado que fomente la inte-

gración social y la independencia, aspec-

tos que suelen ser difíciles para personas

con TEA.

La conguración del espacio busca redu-

cir el estrés y la ansiedad, con un ambiente

predecible y con una estructura clara. Las

actividades agrícolas y las tareas relacio-

nadas con el campo ofrecen una rutina

diaria, lo cual es benecioso para perso-

nas que a menudo responden bien a hora-

rios consistentes y previsibles.

Además de las actividades agrícolas, el

proyecto incluye sesiones de sioterapia y

artesanía, proporcionando diversas alter-

nativas para que los residentes desarrollen

habilidades motoras nas y gruesas, a la

vez que participan en actividades creati-

vas que pueden ser terapéuticas.

Las áreas de deporte y recreación están

diseñadas para promover la actividad físi-

ca y el desarrollo social, lo que fomenta la

interacción entre los residentes; es decir,

el diseño de los edicios y del entorno está

pensado con el propósito de satisfacer las

necesidades sensoriales de las personas

con TEA.

En esencia, la disposición de los pabello-

nes y las pasarelas entre ellos permite un

fácil acceso y tránsito, mientras que los es-

pacios de uso común promueven la convi-

vencia y el sentido de comunidad.

Ilustración 2. Planta y alzado del corral, Granja Residencia

en Villatobas, (Riviere Gómez, 1982).

4.2 Netley School for Autistic, London

by Haverstock Associates

En el corazón de la Escuela Primaria de

Netley se encuentra una instalación espe-

cializada, que representa un avance signi-

cativo en el diseño arquitectónico adapta-

do para las necesidades de personas con

autismo. La Unidad de Autismo de Netley

(Sulaiman Shareef, 2016), es un ejemplo

destacado de cómo el espacio físico puede

ser meticulosamente planicado para servir

de manera efectiva a su población objetivo.

Diseñada dentro de las limitaciones de un

terreno compacto, esta estructura de 4300

pies cuadrados, adopta una forma de “L”,

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que no solo optimiza el uso del espacio

limitado, sino que también encapsula un

patio seguro y controlado.

Este diseño cuidadoso se complementa

con características de seguridad, acce-

sibilidad y confort, tales como accesos

controlados electrónicamente, aulas multi-

dimensionales y sistemas de iluminación y

ventilación que priorizan tanto la funciona-

lidad como el bienestar de sus usuarios.

La unidad no solo sirve como un espacio

educativo para niños, sino que también

alberga programas para adultos, demos-

trando un enfoque holístico y comunitario

hacia la educación especializada.

Al interior, la unidad alberga dos aulas y

una sala de terapia multiuso, junto con o-

cinas para el personal, baños y áreas de

almacenamiento. Además, hay una unidad

de educación para adultos que incluye una

guardería, usada por la Autoridad Educa-

tiva Local de Camden, como instalación

comunitaria.

Las aulas están diseñadas para ser espa-

cios tridimensionales y versátiles, con di-

ferentes áreas claramente denidas, que

permiten una diversidad de actividades

educativas y terapéuticas.

Cada aula cuenta con zonas para trabajo

individual o para aislamiento y áreas se-

paradas para actividades que requieren

agua.

En cuanto a la iluminación y ventilación, las

aulas disponen de amplias ventanas, del

suelo al techo, que no solo proporcionan

luz natural abundante sino también vistas

del patio. Las claraboyas en la parte tra-

sera añaden luz adicional y ventilación du-

rante el día.

A pesar de las ventajas de tener múltiples

aberturas, existe el riesgo de que estas

puedan distraer a los niños, por lo que se

utilizan persianas o papel opaco para mini-

mizar las distracciones.

Los techos altos, en todas las áreas mejo-

ran la sensación de amplitud, y la ilumina-

ción articial está diseñada para simular la

dirección de la luz natural, creando un am-

biente cómodo y visualmente agradable.

Las paredes y los pisos en las áreas comu-

nes y las aulas presentan colores suaves

y neutros, con detalles como un vestíbulo

de entrada en tonos vivos o una pared cur-

va verde que crea un ambiente acogedor

pero tranquilo.

Aunque no se incluyeron medidas espe-

cícas de sostenibilidad, el uso eciente

de materiales como aislamiento de alta

calidad, ventilación natural, y claraboyas,

contribuye a la eciencia energética del

edicio.

Todos los materiales externos requieren

poco mantenimiento, con revestimientos

de madera protegidos por amplios aleros

y otros acabados, que incluyen ladrillo,

aluminio y techos de pizarra.

El diseño también incorpora paredes incli-

nadas y curvas, como medidas de seguri-

dad adicionales para proteger a los niños.

4.3 New Struan– Centro para Autismo,

Alloa, Escocia de Aitken & Turnbull

New Struan es una institución educativa

independiente, que opera bajo la direc-

ción de la Sociedad Escocesa de Autismo

(SSA). Más que una escuela, este estable-

cimiento se erige como un Centro Nacional

de Autismo, un conglomerado multifacéti-

co que alberga diversas funciones vitales,

entre las cuales destacan un servicio de

asesoramiento especializado en autismo,

un centro de enseñanza y formación en-

focado en esta condición, un servicio de

extensión educativa y un núcleo de investi-

gación, diagnóstico y evaluación.

La planicación del edicio de New Struan

se congura de manera ingeniosa, adop-

tando la forma de una "T" invertida. La por-

ción horizontal de esta T, se extiende de

este a oeste, albergando áreas como la

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recepción, una acogedora cafetería y es-

pacios dedicados a la capacitación.

El epicentro de las operaciones, sin embar-

go, reside en la columna vertebral de esta

estructura, donde se encuentra la zona de

diagnóstico y evaluación, protegida tras un

conjunto de puertas de seguridad.

Este núcleo central, que se extiende de nor-

te a sur, engloba a un atrio de un solo nivel,

que sirve como el eje central de circula-

ción, con aulas a ambos lados, las cuales

se abren hacia áreas de juego externas, lo

que garantiza un entorno seguro para los

estudiantes. El atrio no solo funciona como

un espacio de paso, sino como el "corazón

social" de la escuela, siendo un punto focal

vital para la interacción y orientación.

Las aulas están estratégicamente vincu-

ladas al atrio, con pequeños nichos que

sirven como zonas de transición. Estos es-

pacios de aprendizaje, concebidos para

grupos reducidos de hasta 6 niños, se dis-

tinguen por la presencia de supercies de

vidrio que fomentan la conexión visual.

Cada aula está equipada con estaciones

de trabajo individuales, áreas para exhi-

bición y discusión de trabajos, así como

zonas circulares destinadas a actividades

grupales, todo ello diseñado para fomen-

3 Claristorio, corresponde al nivel más alto de la nave en una basílica romana o en una iglesia románica, o gótica. Su nombre

se debe al hecho de que sus vanos permiten a la luz iluminar el interior del edicio.

tar una experiencia educativa envolvente

y colaborativa.

La iluminación y ventilación han sido me-

ticulosamente abordadas en el diseño del

edicio. Las ventanas claristorio3 están

equipadas con persianas que suavizan

la luz solar directa y la difuminan hacia el

techo, mientras que las claraboyas garan-

tizan una óptima iluminación y ventilación

cruzada en las aulas y el atrio.

La iluminación articial, por su parte, ha

sido equipada con tecnología de balastos

de alta frecuencia y control de atenuación,

permitiendo ajustes precisos de la intensi-

dad lumínica según las necesidades del

momento.

Ilustración 3. Acceso al Netley school for autistic. London

by Haverstock Associates Ilustración 4. Acceso al Netley school for autistic. London

by Haverstock Associates

Ilustración 5. Vista de un salón de clases que muestra

ventanas completas e iluminación del techo

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El esquema de colores y texturas ha sido

cuidadosamente seleccionado para maxi-

mizar el entorno educativo. Los tonos sua-

ves dominan el diseño del aula, proporcio-

nando un lienzo neutral sobre el cual los

profesores pueden agregar estímulos vi-

suales según lo requieran.

Los acabados, desde alfombras hasta pa-

redes, están codicados para apoyar la

jerarquía espacial y mejorar la experiencia

sensorial de los estudiantes. Además, se

han optado por tonos "terrosos" para los

colores de fondo, mientras que las pare-

des del atrio se mantienen neutrales, per-

mitiendo a los niños personalizarlas con

sus propias creaciones artísticas.

En cuanto a la acústica, todas las aulas

han sido diseñadas con altos estándares

de insonorización, empleando muros de

mampostería de hormigón denso de 150

mm de espesor, complementados con en-

lucido denso de 19 mm en cada lado.

Por último, pero no menos importante, el

área de juego que rodea el edicio ha sido

cuidadosamente diseñada con paisajismo

suave, en un entorno seguro y estimulante

para el recreo de los niños.

5. LA DIVERSIDAD COMO POSTURA

ANTE LA ARQUITECTURA Y LAS

DIFERENTES MANERAS DE PERCIBIR

EL MUNDO

La interacción entre el Trastorno del Espec-

tro Autista (TEA) y la arquitectura nos invita

a reexionar sobre la necesidad crítica de

diseñar entornos que sean verdaderamen-

te inclusivos, especialmente para aquellos

en el espectro autista, durante sus años

formativos (Mostafa, 2008). La ausencia de

espacios adaptados no solo presenta de-

safíos individuales, sino que también tiene

consecuencias sociales perjudiciales.

En este artículo se ha procurado analizar

cómo la falta de un diseño arquitectónico

inclusivo en las primeras etapas del de-

sarrollo puede limitar a individuos de gran

potencial, privándolos de la oportunidad de

contribuir signicativamente a la sociedad.

Ilustración 6. Fachada externa del edicio

Ilustración 8. Circulación del atrio – Corazón del edicio

Ilustración 7. Área de juegos ajardinada

Ilustración 9. Circulación del atrio – Corazón del edicio

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La variabilidad en los grados de autismo

resalta la importancia de adaptar los en-

tornos para acomodar las diversas formas

de neurodiversidad. A menudo, quienes

presentan condiciones dentro del espectro

autista muestran habilidades que desafían

las normas cognitivas convencionales y

podrían incluso ser consideradas geniales.

Por ejemplo, personajes históricos como

Albert Einstein, cuyas teorías revoluciona-

ron la física, podrían haber mostrado ca-

racterísticas autistas. La profundidad única

de su pensamiento y su enfoque en la in-

vestigación sugieren una relación entre la

neurodiversidad y una creatividad excep-

cional (Fitzgerald, 2005) (Silberman, 2015).

Otro caso destacado es Nikola Tesla, cuya

meticulosa innovación en ingeniería eléctri-

ca y su dedicación intensa pueden indicar

una relación con el espectro autista. Tesla

poseía la capacidad de visualizar concep-

tos complejos y realizar experimentos de-

tallados, lo que reeja un enfoque singular-

mente genial.

En el ámbito de las artes, Vincent van

Gogh es otro ejemplo de cómo la neurodi-

versidad puede manifestarse en la creati-

vidad intensa y un enfoque distintivo en la

pintura, lo que sugiere que la diversidad

neurológica no se limita a un solo campo

de la sociedad.

La falta de entornos adecuados desde la in-

fancia no solo priva a las personas con au-

tismo de oportunidades valiosas, sino que

también representa una pérdida para la so-

ciedad en términos de innovación y progre-

so. Al contemplar la genialidad de guras

como Einstein, Tesla y Van Gogh, queda

claro que la neurodiversidad puede ser un

catalizador de la creatividad y un motor de

excelencia en diversas disciplinas.

Surge entonces la pregunta ineludible:

¿Por qué seguimos construyendo una ar-

quitectura homogénea en un mundo don-

de la diversidad individual es inherente?

Este enfoque anticuado no solo limita a

aquellos en el espectro autista, sino que

también restringe las oportunidades y el

desarrollo de personas con desarrollo neu-

rológico típico.

La diversidad de habilidades y perspecti-

vas demanda una adaptación arquitectó-

nica que no solo reeje, sino que celebre

esta complejidad, en lugar de imponer

un estándar rígido que margine lo único

(Davis, 2016). Por lo tanto, es imperativo

sostener una conversación sobre el diseño

arquitectónico y la neurodiversidad para

fomentar cambios signicativos en la pla-

nicación y el diseño.

La omisión de espacios adaptados repre-

senta no solo una falla ética, sino también

un obstáculo para el progreso y la partici-

pación plena en la sociedad.

Abogar por una arquitectura inclusiva y

exible es un paso fundamental hacia un

futuro donde cada individuo, sin importar

su perl neurológico, pueda contribuir ple-

namente al tejido social y cultural. Este diá-

logo crítico es esencial para avanzar hacia

una sociedad que no solo tolere, sino que

también celebre y valore la diversidad en

todas sus formas (Imrie & Hall, 2001).

6. DISCUSIÓN

En la actualidad, el diseño arquitectónico

frecuentemente reeja una normatividad

cognitiva que, aunque de manera inadver-

tida, excluye a aquellos cuyas experien-

cias y procesamientos sensoriales dieren

de la "normalidad" percibida. La estructu-

ración de entornos construidos, que abar-

ca desde edicios públicos hasta espa-

cios educativos, se adhiere a un modelo

que presupone uniformidad en la percep-

ción cognitiva.

Este paradigma no solo limita la accesi-

bilidad, sino que también contribuye a la

marginalización inadvertida de individuos

en el espectro del autismo, así como de

otros que divergen de la norma cognitiva

convencional.

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Las barreras sensoriales en entornos tra-

dicionales pueden ser abrumadoras para

las personas con autismo; luces intensas,

ruidos constantes y la falta de áreas ade-

cuadas para el descanso sensorial pueden

provocar estrés y dicultades de adap-

tación (CONECTEA, 2022). Esta falta de

consideración hacia las necesidades espe-

cícas perpetúa la exclusión, reforzando la

errónea noción de que existe una única ma-

nera "normal" de experimentar el entorno.

La rigidez del diseño arquitectónico tam-

bién se maniesta en la falta de adaptabi-

lidad de espacios educativos y laborales,

que a menudo adoptan un formato inexi-

ble. Esto limita las opciones de persona-

lización para diferentes estilos de apren-

dizaje y necesidades individuales, lo cual

reeja la percepción arraigada de que las

necesidades cognitivas son homogéneas

y predecibles, ignorando así la diversidad

real en la forma en que las personas pro-

cesan información.

La accesibilidad cognitiva, esencial para

una inclusión efectiva, se convierte en una

prioridad a menudo ignorada en muchos

diseños arquitectónicos. La falta de seña-

lización clara, la disposición confusa de

los espacios y la ausencia de áreas que

aborden las necesidades sensoriales, son

características comunes que refuerzan la

exclusión involuntaria (CONECTEA, 2022).

La normalización de este modelo de dise-

ño arquitectónico no solo afecta a quienes

están en el espectro del autismo, sino tam-

bién a cualquier persona que no encaje

dentro de las normas cognitivas preesta-

blecidas.

Es crucial reconocer que la "normalidad"

cognitiva es, en sí misma, un espectro am-

plio y diverso, por lo que, desaar la nor-

matividad cognitiva en el diseño arquitec-

tónico, no solo implica la adaptación física

de estructuras, sino también un cambio en

las percepciones culturales arraigadas.

Aumentar la conciencia pública sobre la

diversidad cognitiva y la neurodiversidad

es esencial para impulsar un cambio real

en cómo concebimos y creamos nuestros

espacios. La inclusión y accesibilidad de-

ben convertirse en pilares fundamentales

del diseño arquitectónico, retando las ex-

pectativas convencionales y cuestionando

la normatividad cognitiva, lo que nos per-

mitirá avanzar hacia un diseño verdadera-

mente inclusivo y adaptado a las realida-

des y necesidades de sus usuarios.

Este cambio beneciará no solo a aquellos

en el espectro del autismo, sino que en-

riquecerá el proceso de diseño arquitec-

tónico para todos los profesionales y, por

extensión, para toda la sociedad, lo que

nos lleva hacia un futuro donde la diver-

sidad cognitiva será celebrada y atendida

en cada rincón de nuestra vida cotidiana

ya que, al diseñar entornos inclusivos, es-

tamos sentando las bases para una socie-

dad más comprensiva y equitativa.

La creación de espacios accesibles pro-

mueve la participación de las personas

con autismo en diversos aspectos de la

vida cotidiana, por lo que minimizar barre-

ras sensoriales y fomentar la adaptabilidad

y exibilidad contribuye a que dichas per-

sonas desplieguen todo su potencial.

Este nivel de inclusión enriquece la diver-

sidad de talentos y perspectivas en la so-

ciedad, y al diseñar para la inclusión, esta-

mos allanando el camino para un cambio

cultural en la percepción de la diversidad

cognitiva.

Además, la potenciación de espacios

también puede inuir en el desarrollo de

políticas públicas y normativas arquitec-

tónicas más inclusivas, en consecuencia,

a la medida en que la sociedad reconoce

la importancia de diseñar entornos para la

diversidad cognitiva, aumenta la presión

para implementar cambios a nivel estruc-

tural, estableciendo un estándar para la

creación de espacios que atiendan a una

amplia variedad de necesidades.

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2024

CHÁVEZ, D., ÁLVAREZ, J. - Neuroinclusión en la Arquitectura. pp. 111-127 ISSN:1390-5007

7. CONCLUSIONES

A lo largo del presente estudio, hemos

explorado la interacción esencial entre el

diseño arquitectónico y las necesidades

espaciales de individuos en el espectro

del autismo, y resaltamos la urgencia de

cuestionar la normatividad cognitiva en

nuestros entornos construidos.

Este análisis ha procurado profundizar

cómo, en enfoques como el Teacch, junto

con la adaptabilidad, la individualización y

la accesibilidad cognitiva, pueden trans-

formar positivamente la vida diaria de las

personas con TEA.

Hemos constatado que la arquitectura

trasciende el mero ejercicio de diseño for-

mal hacía una herramienta que permite fa-

cilitar la inclusión y mejorar la calidad de

vida de aquellos que perciben el mundo

de manera distinta.

Desde la adaptación de entornos educa-

tivos hasta la conguración de espacios

públicos que consideren diversas necesi-

dades sensoriales, hemos identicado un

potencial signicativo para fomentar la in-

clusión social y el bienestar general.

La normatividad cognitiva, profundamente

arraigada en el diseño arquitectónico con-

vencional, ha generado barreras no antici-

padas, limitando la adaptabilidad y la con-

ciencia sobre la necesidad de diversidad

cognitiva en una variedad de espacios.

Esta situación ha resultado en la exclusión,

muchas veces involuntaria, de individuos

en el espectro del autismo. Al cuestionar

las normas habituales en el proceso de di-

seño y proponer un cambio en la concep-

ción de los espacios, avanzamos hacia

una sociedad más consciente y justa.

La revisión de cómo abordamos la arqui-

tectura a nivel profesional permite ampliar

una visión crítica contemporánea: diseñar

de manera integral, al priorizar la diversi-

dad cognitiva y las necesidades de todos

los usuarios, no solo los convencionales.

Esto benecia especialmente a las perso-

nas con TEA, lo cual enriquece la experien-

cia y la interacción de toda la comunidad

con el espacio que ocupa.

La inclusión activa y constante de perso-

nas con autismo fomenta una diversidad

de talentos y perspectivas, que vuelve po-

sitivo a nuestro tejido social y fomenta una

comunidad más comprensiva y tolerante.

Además, el fortalecimiento de los espacios

para la inclusión no solo implica la crea-

ción de entornos accesibles, sino que tam-

bién puede promover cambios culturales y

políticos signicativos.

El incremento en la conciencia pública

sobre estas necesidades puede impulsar

la adopción de políticas arquitectónicas

más inclusivas y normativas, que respon-

dan a las diversas demandas de nuestra

sociedad.

Por tanto, en la búsqueda de una arqui-

tectura más inclusiva, es esencial recono-

cer que un diseño adaptable y accesible

benecia no solo a las personas en el es-

pectro del autismo, sino también a una so-

ciedad cambiante que necesita espacios

que se adapten de manera continua a sus

necesidades.

Finalmente, la implementación de estrate-

gias arquitectónicas que superen la norma-

tividad cognitiva señala un cambio hacia la

aceptación y celebración de la diversidad.

La innovación en el diseño, impulsada por

un entendimiento profundo de las necesi-

dades individuales, redene nuestros es-

pacios físicos y fomenta una mentalidad

más inclusiva en la sociedad.

Al promover un enfoque que valore la sin-

gularidad cognitiva de cada persona, nos

dirigimos hacia un futuro en el que la ar-

quitectura se convierte en un catalizador

esencial para la creación de comunidades

cohesionadas, vibrantes y genuinamente

inclusivas.

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EÍDOS 24

2024

CHÁVEZ, D., ÁLVAREZ, J. - Neuroinclusión en la Arquitectura. pp. 111-127 ISSN:1390-5007

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KAIWAAN, et al. - Fibers Pavement Concrete Proposed for Salang Road-Afghanistan-A review. pp. 129-144 ISSN:1390-5007 EÍDOS 24

2024

Resumen:

En este artículo se realizó una revisión intensiva para

proponer concreto de pavimento de bras (FPC) para

Salang-Road, Afganistán. Además, también se evalua-

ron las propiedades estructurales del FPC y se com-

pararon con las de la carretera asfáltica. Existen varios

benecios en la aplicación de bra dentro de pavimen-

to rígido. Por ejemplo, el FPC tiene una vida más larga

y un menor costo de mantenimiento en comparación

con el pavimento exible. En el diseño de pavimento

rígido, la temperatura y el espesor son dos parámetros

efectivos que podrían afectar ampliamente la inclusión

de bra en el costo total del Proyecto de Carretera

Salang. Se introducen diferentes tipos de bras con

optimización de la fracción volumétrica, económicas

y seguras. Se adoptó un concepto para cuanticar los

benecios de agregar bra en términos de extensión

de la vida útil del pavimento y también en términos de

reducción del espesor del concreto para la misma vida

útil de secciones de pavimento de concreto reforzado

y no reforzado, pues el uso de bras reduce el espesor

del pavimento de la carretera, mejora la durabilidad y

posteriormente disminuye el costo total de la construc-

ción de carreteras con pavimento rígido de Salang.

Palabras claves: bras, propiedades estructurales, pa-

vimentos rígidos, temperatura, Salang-Road.

1Abdulhai Kaiwaan, 2Sayed Javid Azimi, 3Muhammad Aref Naimzad

1Afghan international islamic University, Structural Engineering Faculty, Afghanistan.

abdulhai.kaiwaan@aiiu.edu.af. ORCID: 0009-0008-2427-5902

2Afghan international islamic University, Structural Engineering Faculty, Afghanistan.

sayed.javid.azimi@aiiu.edu.af. ORCID: 0000-0003-2149-7768

3Kabul University, Structural Engineering Faculty, Afghanistan. naimzad@ku.edu.af. 0000-0002-3123-7911

Abstract:

In this paper, an intensive review was made to propose

Fibers Pavement Concrete (FPC) for Salang-Road

Afghanistan. Moreover, structural properties of FPC

were also evaluated and compared with those of

Asphalt road. There are various benets in application

of Fiber within rigid pavement. For instance, FPC has

longer life and lower maintenance cost in compare

with the exible pavement. In rigid pavement

design temperature and thickness are two effective

parameters that could widely affect by inclusion of ber

to the total cost of the Salang Road-Project. Different

types of bers with volume fraction optimization which

economical and safe are introduced. A concept was

adopted to quantify the benets of adding ber in

terms of extension of the pavement service life and also

in terms of reduction in the concrete thickness for the

same service life of both reinforced and unreinforced

concrete pavement sections. that the use of bers

reduces the thickness of road pavement, enhance the

durability and subsequently decreases the overall cost

of road construction of Salang rigid pavement.

Keywords: bers, structural properties, rigid

pavements, temperature, Salang-Road.

Fibers Pavement Concrete Proposed for Salang

Road-Afghanistan-A review

Propuesta de pavimento de hormigón con bras para la carretera

de Salang, Afganistán: una revisión

EÍDOS No24

Revista Cientíca de Arquitectura y Urbanismo

ISSN: 1390-5007

revistas.ute.edu.ec/index.php/eidos

Recepción: 23, 04, 2024 - Aceptación: 20, 05, 2024 - Publicado: 01, 07, 2024

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KAIWAAN, et al. - Fibers Pavement Concrete Proposed for Salang Road-Afghanistan-A review. pp. 129-144 ISSN:1390-5007

EÍDOS 24

2024

1. INTRODUCTION

Salang Road (SR) is currently the primary

mountain pass which is the most direct con-

nections betwyeen the Kabul regions with

northern Afghanistan. The pass crosses

the Hindu Kush mountains but is now by-

passed through the Salang Tunnel, which

runs underneath it at a height of about

3,400 m. At least 10,000 vehicles, including

cars, buses and trucks cross the SR Pass

daily, which serves as lifeline between Ka-

bul and the northern provinces, have been

repaired many times over the past decade,

but the conditions remain severe as us-

ing asphalt and poor maintenance are the

main reasons for the degradation of the SR

(Malistani & Nejabi, 2019). On the other

hand, Asphalts road does not have suf-

cient durability against snow and humid-

ity. Hence, most of the time Salnang-Road

(SR) is under the snow fall and Tempera-

ture is under 0 C0. Salang Road several

times constructed but due to low tempera-

ture and humidity and high rapid load of

vehicles destructed and damaged. Thus,

many times reconstructed SR by govern-

ment of Afghanistan but not withstand till

design life and damaged in short period of

time. To tackle these problems, rigid pave-

ments (FRC) can be constructed.

A country can achieve sustainable and rap-

id growth in all elds by improving its con-

nectivity and transit systems which connec-

tivity of people to resources by improved

transit mechanism results in improved liv-

ing standards. Thus, the major part of con-

nectivity of any country is through road

systems (Achilleos et al, 2011; AL-Kaissi,

Daib & Abdull-Hussain, 2016; Hassouna &

Jung, 2020; Cervantes & Roesler, 2009).

In Afghanistan, all the major road systems

are designed as exible pavements only,

because of their ease of construction and

less time it takes to be opened to trafc op-

erations. Pavement plays a signicant role

to improve cost effective and efcient high

way and road networks. In structural point

of view pavement is categorized in two

main group namely exible (Asphalts) and

rigid pavement (Concrete) The major prob-

lem with exible pavements is their design

life and high maintenance costs (Fuente-

Alonso et al., 2017).

Although the cost of construction of rigid

pavements is high, its long life, high load

carrying capabilities and low maintenance

cost will balance the initial cost aspect

(Azimi, 2015; 2017). Recently, many stud-

ies are being conducted on different types

of bers which can be used in rigid pave-

ments, thereby reducing its cost and en-

hancing properties and durability of the

mix (Mohsin, Azimi & Namdar, 2014; Azi-

mi et al., 2014). In transportation sector,

rigid pavement is an important applica-

tion of concrete, since using concrete as

a surface pavement is more durable than

asphalt pavement, requiring less mainte-

nance and having longer life (Malistani &

Nejabi, 2019; Lakshmayya & Aditya, 2017;

Nobili, Lanzoni & Tarantino, 2013; Celis &

Mendoza, 2020). Conventional concrete

usually experiences failure caused by the

breakdown of the bond between paste and

aggregate, and this reduces the exural

strength which is one of the principal fac-

tors in concrete pavement design (Ho et al.,

2012; Prathipati & Rao, 2020; Chi & Zhang,

2014; Shagh, Mahmud & Jumaat, 2011;

Rana, 2013). Therefore, the enhancement in

exural can be used to improve the perfor-

mance sections and to reduce the required

thickness of the pavement (Guo et al.,

2019; Ali, Qureshi & Kurda, 2020; Moham-

med, Bakar & Bunnori, 2016).

On the other hand, concrete pavements may

undergo rapid deterioration, in the form of

micro and macro cracks, fractures and fail-

ures, which can cause loss of serviceability

and unsafe driving condition (Safdar, Mat-

sumoto & Kakuma, 2016; Jamwal & Singh,

2018; Shakir, Al-Tameemi & Al-Azzawi,

2021). This occurrence is mainly due to the

brittle behavior of cement concrete together

with its low resistance to fatigue phenom-

ena and its small toughness (Perkins et al.;

Ali, Qureshi & Khan, 2020; Bordelon, 2007).

However, these detrimental aspects can be

mitigated through the adoption of bers.

Indeed, dispersed structural bers can be

131

KAIWAAN, et al. - Fibers Pavement Concrete Proposed for Salang Road-Afghanistan-A review. pp. 129-144 ISSN:1390-5007 EÍDOS 24

2024

added at the mixing stage of concrete in the

so-called ber reinforced concrete (FRC).

Many studies have been performed in the

last decades concerning the mechanical

performance of FRC (Choi, Park & Jung,

2011, Bywalski et al., 2015; Kamel, 2016). It

appears that bers can signicantly improve

durability, tensile strength and toughness

of the cement matrix, preventing the crack

opening and growth in concrete members

(Akil et al., 2011; Alengaram, Muhit & Ju-

maat, 2013) and cementitious composites,

like cement-treated road materials (Almou-

sawi, 2011). Asphalt pavement has been

widely used in express highway for its mer-

its of smooth, comfortable travel, low-noise

and so on.

However, early damage of asphalt pave-

ment becomes more and more serious with

the continued increasing of axle load and

trafc; therefore, asphalt concrete should

be modied in some way to promote its

pavement performance (Carmona, Aguado

& Molins, 2013; Chaallal, Nollet & Perraton,

1998). Among those modiers of asphalt

concrete, bers have obtained more and

more attention for their excellent improve-

ment effects and its merits of simple con-

struction and economic cost. Cement con-

crete pavement provides durable service

life and remarkable applicability for heavy

trafc (Deka, Misra & Mohanty, 2013; Has-

sanpour, Shagh & Mahmud, 2012). Its

purchase being easier than asphalt, ce-

ment concrete pavement offers excellent

advantages in terms of durability and eco-

nomic efciency (Mannan & Ganapathy,

2002; Shagh, Mahmud & Jumaat, 2011).

However, adequate repair of this pavement

is harder than asphalt concrete in case of

degradation or damage. Different types of

bers, especially steel and synthetic bers,

are commonly used to strengthen the me-

chanical behavior of concrete, producing

good results with numerous properties. In

general, tensile, exural, impact, fatigue

and wear strength, deformation capabil-

ity, load-bearing capacity after cracking,

and toughness are signicantly improved

with the use of bers in concrete mixes

(Teo, Mannan & Kurian, 2006; Zhang,

Stang & Li, 2001; Gorkem & Sengoz, 2009;

Ramsamooj, 2001; Chen & Huang, 2008;

Fitzgerald, 2000; Rahnama, 2009). The

main aim is to review the studies which

focused on the inuence of utilizing bers

in rigid pavement. Also, a comparison of

Figure 1. Salang-Road, Afghanistan

132

KAIWAAN, et al. - Fibers Pavement Concrete Proposed for Salang Road-Afghanistan-A review. pp. 129-144 ISSN:1390-5007

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2024

the conventional concrete with the ber

reinforced concrete based on previous

researches will be made. This research

investigated to quantied advantages of

different types of bers into pavement con-

crete, in order to consider Fiber Pavement

Concrete (FPC) as a replacement of As-

phatls road concrete for SR Afghanistan.

Here, an attempt is made to reduce the

construction cost of rigid pavements by

incorporating ber in rigid pavement con-

crete of Salang-road of Afghanistan.

2. FIBER ROAD CONCRETE

The pavement may be dened as a rela-

tively stable layer constructed above the

natural soil for suitable distribution of wheel

load and provides support to the wearing

surface (Chen & Huang, 2008; Fitzgerald,

2000). In history, the pavements have been

divided into two types; exible and rigid

pavements depending on the way of trans-

ferring load to the foundation soil. For ex-

ible pavements, there is a gradual stiffness

that increases from the foundation soil to

the wearing way, which leads to high stress

on the soil because the load is decadent

over a relatively small area. On the con-

trary, in rigid pavements, the stresses on

the soil are smaller because the stiffness of

the road base is bigger than that of the soil

(Rahnama, 2009; Maurer & Gerald, 1989).

The main advantages of using Portland

Cement Concrete pavement has the du-

rability and the ability to hold the required

shape. The durability and serviceability of

concrete pavement structures rely on the

rate of pavement deterioration. The dete-

rioration of pavement relies on features

such as climatic effects, properties of a

material, and Vehicular loads characteris-

tics. Cracks in concrete pavements can be

seen as a tensile failure (Mahrez, Karim &

Katman, 2005; Mahrez, Karim & Katman,

2003). Cracks are developed at different

positions in the pavement, in cases where

higher tensile stresses are developed in it

which is greater than the concrete bending

strength (Mahrez, Karim & Katman, 2003;

Peltonen, 1991). The PCC is a brittle mate-

rial that possesses lesser tensile or bending

strength and lower induced strain at failure.

To solve such a problem, steel reinforce-

ment or bars are incorporated in the con-

crete structures. Delaying and controlling

tensile cracking is the main impact of ber

reinforced concrete. Reinforcing concrete

with ber signicantly affects the costs of

pavement construction due to decreased

thickness requirements, reduced main-

tenance costs and effort, and therefore

longer service life (Huang & White, 1996;

Putman & Amirkhanian, 2004; Chen et al.,

2004; Echols, 1989). The main purpose of

adding steel ber to the concrete ooring

is to modify the cracking mechanism. The

cracking system is revised, and ultimately,

there is an enhancement in its static and

dynamic properties as well as performance

at various applications of load. During the

previous researches, there have been ad-

vances to use discontinuous, randomly ori-

Figure 2. Flexible Pavement Vs Rigid Payment Layers

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KAIWAAN, et al. - Fibers Pavement Concrete Proposed for Salang Road-Afghanistan-A review. pp. 129-144 ISSN:1390-5007 EÍDOS 24

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ented, discrete bers to overcome these

weaknesses (Maurer, Malasheskie, 1989;

Abtahi et al., 2008). This is recognized as

concrete reinforced with ber. The adding

of bers into the stiff concrete can enhance

the control of growth and propagation of

micro cracks as the tensile strain in the

concrete increases. The type and percent-

age of improvement are based on type,

size, shape, amount, and strength of ber

(Hejazi et al., 2008; Tapkın et al., 2009; El-

Sheikh, Sudol & Daniel, 1990).

3. FIBERS

Amongst the many benets of bre inclu-

sion in concrete mixture are increased

bond between the matrixes, increased

shear, moment and punching resistance,

increased dowel effect, reduced crack

spacing and crack widths, increased ex-

ural stiffness and ductility (Achilleos et al,

2011,Lakshmayya & Aditya, 2017; Nobili,

Lanzoni & Tarantino, 2013; Safdar, Matsu-

moto & Kakuma, 2016). Different types of

bres have been used in concrete mixture

such as glass ber, steel ber, synthetic

bre and natural bre (AL-Kaissi, Daib

& Abdull-Hussain, 2016; Ho et al., 2012;

Prathipati & Rao, 2020).

i. Glass bre is available in either conti-

nuous or chopped lengths. Fiber len-

gths between 25 to 35-mm lengths

are used in concrete mixture. Glass

bre has high tensile strength up to

4 GPa and elastic modulus up to 80

GPa but it has brittle stress-strain

characteristics, and it has an elonga-

tion up to 4.8 %.

Figure 3. Glass Fiber

ii. Steel bres are commonly used wi-

thin concrete structures. The earlier

version of bres used were round

and smooth, and the wire was cut or

chopped into the required lengths

but modern bres have either rough

surfaces, hooked ends or are crim-

ped. Typically steel bres have the

equivalent diameter ranging from

0.15 mm to 2 mm and lengths from

7 to 75 mm. Aspect ratio is dened

as the ratio between bre length and

its equivalent diameter, and it varies

from 20 to 100. Steel bres have high

tensile strength up to 2 GPa and mo-

dulus of elasticity 200 GPa.

Figure 4. Types of Steel Fibers

iii. Synthetic bres are man-made bres

resulting from development in the

petrochemical and textile industries.

Fiber types that have been used in

concrete mixtures include acrylic,

aramid, carbon, nylon, polyester,

polyethylene and polypropylene. Ta-

ble1 summarises the range of phy-

sical properties of commonly used

synthetic bres.

Figure 5. Synthetic bre (Azimi et al., 2014)

134

KAIWAAN, et al. - Fibers Pavement Concrete Proposed for Salang Road-Afghanistan-A review. pp. 129-144 ISSN:1390-5007

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2024

Table 2. Literature Survey

Author Year Study Topic Result

Constantia

Achilleos et al 2011

Proportioning of Steel

Fiber Reinforced

Concrete Mixes for

Pavement Construction

and Their Impact on

Environment and Cost

SFRC Pavement design is a good sustainable

alternative instead of asphalts for the road

construction industry, both in the economic and

environmental aspect. Steel bers signicantly

improve the impact resistance of concrete making

it a suitable material for structures subjected to

impact loads.

Zainab Kaissi

et all 2016

EXPERIMENTAL

AND NUMERICAL

ANALYSIS OF STEEL

FIBER REINFORCED

CONCRETE PAVEMENT

Comparison between horizontal tensile stress and

strain at bottom of concrete pavement for (0.0, 0.4,

and 0.8) % volume fraction of steel ber content

show that as steel ber content increase the

ability of concrete pavement to withstand higher

magnitudes of stress and strain without deterioration

Fady M. A.

Hassouna and

Yeon Woo Jung

2020

Developing a Higher

Performance and Less

Thickness Concrete

Pavement: Using

a Nonconventional

Concrete Mixture

The results showed that the new concrete mixture

could achieve an increase in exural strength

between 48.9% and 50.5% compared to normal

concrete mixture without steel bers and steel

slag, with minimum acceptable workability, and

therefore, the required pavement thickness could be

decreased by more than 24 %.

Cervantes, V., &

Roesler, J. 2009

PERFORMANCE OF

CONCRETE PAVEMENTS

WITH OPTIMIZED SLAB

GEOMETRY

Concrete slabs on an asphalt base withstand much

more ESAL than concrete of the same thickness on

a granular base. The breaking capacity of 3.5-inch

concrete slabs varied with the hardness of the soil.

In all cases, for the 3.5-inch slab, structural bers

provided longer fatigue life, increased durability,

and higher transverse load transfer capability than

conventional concrete slabs.

Fuente-Alonso 2017

Performance of ber-

reinforced EAF slag

concrete for use in

pavements

Fiber-reinforced concrete pavement gave

satisfactory results in terms of strength as measured

by energy absorption at break in compression

and tensile tests on normal and FRC specimens.

Resistance to impact and abrasion showed better

results in mixtures containing EAFS as aggregate

than in mixtures with natural aggregates.

Table 1. Synthetic bre types and properties [10]

Fibre type Diameter (μm) Density Tensile Strength

(MPa)

Elastic Modulus

(GPa)

Ultimate

Elongation (%)

Acrylic 13-104 1.16-1.18 270-1000 14-19 7.5-50

Aramid 12 1.44 2900 60-115 4.4

Carbon 8-18 1.6-1.7 2500-3000 380-480 0.5-0.7

Nylon 23 1.14 970 5 20

Polyester 20 1.34-1.39 230-1100 17 12-150

Polyethylene 25-1000 0.92-0.96 75-590 5 3-80

Polypropylene - 0.9-0.91 140-700 3.5-4.8 15

135

KAIWAAN, et al. - Fibers Pavement Concrete Proposed for Salang Road-Afghanistan-A review. pp. 129-144 ISSN:1390-5007 EÍDOS 24

2024

Lakshmayya 2017

DESIGN OF RIGID

PAVEMENT AND ITS

COSTBENEFIT ANALYSIS

BY USAGE OF VITRIFIED

POLISH WASTE AND

RECRON POLYESTER

FIBRE

It was found that the optimum value for adding

VPW to the M40 construction mix is 15 %, at which

point the compressive, bending and splitting

tensile strengths reach their maximum values. At

15 degrees from VPW to M40, the compressive,

bending and splitting tensile strengths increased

within 28 days by 11.54 %, 36.92 % and 14.41 %

respectively compared to conventional mixing.

Oliver C. Celis1

and Catalino N.

Mendoza

2020

Experimental investigation

and monitoring of a

polypropylene-based

ber reinforced concrete

road pavement

In this work, basic design guidelines for a

polypropylene-based ber reinforced concrete road

pavement are presented. Monitoring was carried

out under actual trafc conditions, as the test

section was opened to the public long before the

full project was developed, taking advantage of the

pre-existing road network.

Oliver C. Celis1

and Catalino N.

Mendoza

2020

QUANTITATIVE

ANALYSIS OF THE

BEHAVIOR OF RAMIE

FIBERREINFORCED

CONCRETE FOR RIGID

PAVEMENT

It was found that maximum compressive strength of

Ramie ber reinforced concrete for stiff pavement

is 34.93 MPa with a maximum ber content of 1 %,

and for tensile and exural stresses, the maximum

values are 2.98, MPa and 5.99 MPa respectively.

The slab thickness reduced by 23 %.

Turatsinze, A.,

Hameed 2012

Effects of rubber

aggregates from grinded

used tyres on the

concrete resistance to

cracking

Brittleness of the concrete composite is decreased

by the addition of rubber aggregates. it is almost

zero for a concrete composite containing 40 %

rubber aggregate content. Results obtained by

applying AE technique showed that before the peak

load, there is a micro-cracking zone at the tip of the

notch while from the peak load. The Elastic Quality

Index of rubberized composite decreases with the

increase of temperature.

Bentur and

Mindess 2006

Effect of hybrid steel

bers (short and long

ber) on the toughness

and ductility of the

concrete

The results showed an improved toughness and

ductility of the pavement because short bers tie

the micro-cracks this resulted in enhancing the

exural strength and the long bers minimized the

propagating of macro cracks.

Eswari S. et al 2008 Studied the ductility

performance of HFRC

The bers enhanced the ductility of HFRC

compared with non-brous RC

Thanon and

Ramli 2011

Discussed the use of

steel ber with a different

percent of volume in

concrete as a hybrid steel

and palm bers on the

mechanical properties of

mixure

The mechanical properties of concrete improved

with the increase of volume percent of the ber

and the optimal proportion of steel ber is 1.5 %.

The increase in toughness indicates high strength

concrete when the usage of the hybrid ber of 1.5 %

steel and 0.5 % palm bers

Rana 2013

Explore the effect of steel

ber on the concrete

exural strength and

compared it with M25

grade concrete

The rise in steel ber amount in the mix led to a

signicant rise in exural strength. Consequently,

exural strength was increased by about 1.1 %

compared with M25 grade concrete.

Mehul and Patel 2013

The impact of using

different ratios of

polypropylene bers

on the high strength

concrete properties

The result showed that the exural, tensile, and

shear strength were notably increased. the ber

impact on plastic shrinkage cracking is considered

136

KAIWAAN, et al. - Fibers Pavement Concrete Proposed for Salang Road-Afghanistan-A review. pp. 129-144 ISSN:1390-5007

EÍDOS 24

2024

Sinha 2014

To calculate the optimal

amount of steel ber

added to the mixture for

economic construction

of pavement compare

to normal concrete

pavement

Compared to traditional concrete, SFRC is a

signicant indication of composite material as the

pavement thickness is reduced without affecting

load-carrying capability and cost-effective

technology

Jamwal and Sing 2018

Effect of different

percentage of glass

ber to design the slab

thickness of (PQC) using

achieved exural strength

of the concrete mixture

The study showed that the high split tensile and

exural strength values of the concrete lead to

enhance the load-carrying capability and produce

greater predictable life. The addition of glass ber to

concrete lead to reduce the slab thickness

Hadeel M. Shakir 2021

A review on hybrid ber

reinforced concrete

pavements technology

The use of various kinds of bers in reinforced

concrete pavements is essential to improve

performance-related properties. Fibers are used

individually or simultaneously (hybrid) in concrete

pavements and are obtainable in a variety of

shapes, lengths, sizes, and depths. It is obvious

from past ndings that ber hybridization improves

the properties of concrete better than mono bers.

It can be concluded that using hybridization in

reinforced concrete pavement allows to reduce

the thickness up to 30% by the improvement of

compressive and tensile strengths.

Dr. Steven W.

Perkins 2005

Development of Design

Methods for Geosynthetic

Reinforced Flexible

Pavements

Signicant improvement in terms of the number

of trafc passes needed to reach a specied

pavement surface deformation was observed

for pavements constructed over relatively weak

subgrades. The method has been formulated to be

generic such that properties of the reinforcement

established from different test methods are used as

input.

Babar Ali 2020

Flexural behavior of glass

ber-reinforced recycled

aggregate concrete and

its impact on the cost

and carbon footprint of

concrete pavement

The results show that the application of glass

ber-concrete in highway concrete pavements

is economical and environmentally feasible than

choosing the plain concrete for the provision of

a same service facility. Cost of pavement (CP)

per square meter (USD/m²) was evaluated and

compared for different mixes. Compared to control

concrete, 100 %CWA concrete yields 7% lesser CP

value. Whereas 0.25 % GF incorporation leads to

minimum CP values at all levels of CWA. Despite a

high cost per unit volume, GFreinforced concretes

at 0.25% ber volume yield 21 % cheaper pavement

than that of the control concrete.

Urbana, Illinois 2005

FRACTURE BEHAVIOR

OF CONCRETE

MATERIALS FOR RIGID

PAVEMENT SYSTEMS

Specically, functionally graded concrete materials

(FGCM) for two lift rigid pavement construction,

UTW composite material behavior, and ber-

reinforced concrete (FRC) pavements and the

evaluation of mixture design selection to assist

engineers in optimizing eld performance.

137

KAIWAAN, et al. - Fibers Pavement Concrete Proposed for Salang Road-Afghanistan-A review. pp. 129-144 ISSN:1390-5007 EÍDOS 24

2024

4. RESULTS AND DISCUSSION

The type of ber and its volume fraction has

a considerable effect on the properties of

FRC. The amount of bre can be classied

as a function of their ber volume fraction,

low bre volume fraction 1 %, reasonable

bre volume fraction between 1 % and 2 %

whilst high bre volume fraction greater

than 2 %. Fibre contents in excess of 2 %

by volume fraction results in poor workabil-

ity. Figure 2.3 illustrates the behaviour of

ber into the matrix (Azimi, 2017; Mohsin,

Azimi & Namdar, 2014). Martin et al. (2008)

observed that the behaviour of plain con-

crete is brittle, concrete with insufcient

S. Y. CHOI et al 2011

A Study on the Shrinkage

Control of Fiber

Reinforced Concrete

Pavement

Three types of macro bers with length longer than

30 mm and small aspect ratio together with micro

nylon bers with length of 12 mm and aspect ratio

larger than 1000 are selected for the tests. Both

reinforcement with a single type of ber and hybrid

reinforcement involving micro and macro bers

were executed, and the ber volume ratio was set to

0.2 to 0.3 % of the concrete pavement mix.

Bywalski et al 2014

Inuence of steel bers

addition on mechanical

and selected rheological

properties of steel bre

high-strength reinforced

concrete

The percentage of total shrinkage distortion

depends on the content of bers and reduced,

since the content has been increased. For each

type of bers, depending on their shape, a length

and a slender ratio, there is an optimal level of

structural gain, which may not be exceeded due to

the process ability of the concrete mix.

M. A. Kame 2016

Quantication of

Benets of Steel Fiber

Reinforcement for Rigid

Pavement

2016

The incorporation of steel bers to PCC results in an

appreciable increase in compressive strength for

different curing times, the increase has ranged from

10 % to 45 %. Flexural strength has improved up to

60 % as compared to PCC. The dynamic modulus

of elasticity determined through ultrasonic testing

on different concrete specimens has also got an

increase of 25 % with a steel ber content of 8 % by

cement weight.

Yating Zhang

et al 2014

Research on the behavior

of rigid pavement of

basalt ber reinforced

dowel bar under the

condition of variable

temperature

The range ability of temperature decreases with

the enhancement of depth, and the temperature

of pavement surface will be less than that of

the road interior while heat release arises at the

surface with a weakness of solar radiation. Impact

analysis according to cement concrete pavement

temperature stress containing basalt ber reinforced

dowel bar under different surface thickness shows

that dowel bar has not occurred plastic deformation

and bending strength meet the requirements.

Chih-Ta Tsai

et al 2010

Use of high performance

concrete on rigid

pavement construction for

exclusive bus lanes

This study incorporated the densied mixture

design algorithm (DMDA) into the mixture design

of HPC and HPSFRC in light of the critical

requirements of constructing the rigid pavement

in the bus stops of the exclusive bus lanes. The

properties of HPC and HPSFRC designed can meet

the design requirements, including the compressive

strength at 3, 28, and 56 days, the exural strength

at 28 and 56 days, the workability including slump,

slump ow, ow time, durability in terms of resistivity

and charge passed.

138

KAIWAAN, et al. - Fibers Pavement Concrete Proposed for Salang Road-Afghanistan-A review. pp. 129-144 ISSN:1390-5007

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2024

Figure 6. Typical stress-strain curves for concrete, concrete with insufcient amount of

ber and concrete with sufcient amount of bres (Fuente-Alonso et al., 2017)

amount of ber behaves quasi-brittle and

concrete with sufcient amount of bres be-

haves multiple cracking (strain-hardening).

i. Brittle behaviour of concrete is obser-

ved when there is no bres and steel

inside the concrete. This is because,

the concrete loses its tensile streng-

th immediately after formation of rst

crack.

ii. The quasi-brittle behaviour of con-

crete describes concrete that starts

softening immediately after rst crac-

king load. However, quasi-brittle be-

haviour of concrete still capable of

transferring some reduced amount

of stress which gradually decreases

with increasing crack opening.

iii. Multiple cracks (strain-hardening)

occur when bres within the matrix

are capable of arresting the further

opening of cracks by ber bridging

mechanism and inhibiting cracks

growth. These mechanisms in turn

cause the increase in the number of

cracks whilst decreasing the spacing

cracks.

Plain concrete pavements have low ten-

sile strength and strain capacity, however

these structural characteristics are im-

proved by bre addition, allowing reduction

of the pavement layer thickness. This im-

provement can be signicant and depends

on bre characteristics and volume fraction

and ber inuence to delay and control the

tensile cracking of concrete (Munn, 1989;

Echols, 1989). Therefore, it is found to have

signicant impact on the pavement cost

due to reduced thickness requirements,

less maintenance costs and longer useful

life and comparing with the life cycle of an

asphalt road, SFRC pavements have been

reported to last twice as long. The largest

volume application of SFRC has been in

airport pavements due to high and dam-

aging loads (Maurer & Arellano, 1987;

Putman, 2004). Steel bers signicantly

improve the impact resistance of concrete

making it a suitable material for structures

subjected to impact loads. SFRC pavement

eliminates spring load restrictions. It does

not rut, washboard or shove as in asphalt

roadways; and it provides fuel savings for

heavy vehicles versus asphalt pavements

[New Jersey Division of Highways, 1976;

Serfass & Samanos, 1996). All the above

factors suggest that SFRC pavements are

the most benecial pavement type from an

engineering and economical prospective.

On the other hand, the current high cost of

steel bres in many regions may not justify

their use, despite the lower life cycle costs

achieved due to reduced maintenance re-

quirements (Jenq, Liaw, C & Lieu, 1993;

Simpson & Mahboub, 1994).

139

KAIWAAN, et al. - Fibers Pavement Concrete Proposed for Salang Road-Afghanistan-A review. pp. 129-144 ISSN:1390-5007 EÍDOS 24

2024

Cracking in the concrete pavement is the

major cause of such disadvantages and the

demand of repair on road sites is growing

every day. This emphasizes the urgency to

secure technologies for the control of early

and long-term cracking. Rigid Pavements

are made of Portland Cement Concrete

(PCC). It serves out two aims, to maintain

a durable surface with comfortable driving

for vehicles. The second purpose is to de-

crease the stresses on the layers of pave-

ment beneath the surface such as subbase

and subgrade (Chen, Chung & Fu; Song,

Hwang & Sheu, 2005). Concrete is con-

sidered a weak material in resisting ten-

sile stresses. Therefore, when low tensile

stresses are applied, rigid pavement be-

gins to crack effortlessly. In concrete pave-

ment, the usage of different kinds of ber

reinforcement could be an effective tech-

nique to improve these properties. Numer-

ous kinds of bers are utilized in the con-

crete pavement to behave as an alternative

to ordinary reinforcement. They may differ

in material like steel or plastic and could be

in many shapes, and dimensions (Choi &

Yuan, 2005,Alhozaimy, Soroushian & Mir-

za, 1996). The addition of bers is during

the mixing when the concrete is still fresh.

The incorporation of different sorts of bers

could be a signicant step in diminishing

the cracks and achieving a higher perfor-

mance of concrete. Two kinds of bers or

even more than two can be combined to

achieve a mixture that produces prots for

each type of ber in this composite as hy-

brid ber (Noumowe, 2005; Singh, Shukla

& Brown, 2004). The reinforcement of con-

crete pavements with steel bers may be

considered as a good economical alterna-

tive. Not only, is the reduction of the con-

struction costs expected but also, in terms

of saving of natural resources (Einsfeld &

Velasco, 2006).

5. CONCLUSIONS

It can be concluded; different types of ber

showed good compatibility in order to im-

prove the structure properties of Concrete-

Road pavement. In addition, bres were

efcient for improving the tensile strength

of PC to prevent from diagonal-tension

cracking and caused to enhance the du-

rability and service life of Road pavement

structure. The concrete rigid pavement has

low resisting the tensile stress and, cracks

occur simply under the effect of Vehicles

load. The use of various kinds of bers in

reinforced concrete pavements is more

effective to improve road structure prop-

erties. The main conclusions observed

based on previously studied are:

1. It is highly recommended to use bre

with an adequate amount into RPC of

Salang for producing economical RP

structure. Thus it was indicated that

the use of ber-concrete in highway

concrete pavements is economical

and environmentally feasible than

choosing the Asphalts-Road for the

provision of a same service facility, the

required pavement thickness could be

decreased by more than 24 %.

2. It is obvious from past ndings that

ber hybridization improves the pro-

perties of concrete, the incorporation

of bers into the concrete led to an

increase in the cost of the structure,

but this cost increase is not an actual

problem because the use of bers in

a mixture improves the durability of

rigid pavement concrete.

3. Polymeric bers such as polyes-

ter or polypropylene have proven

cost-effective and corrosion resistant

but they gave lower mechanical be-

havior than steel bers in concrete

and hybridization in reinforced con-

crete pavement allows to reduce the

thickness up to 30 % by the impro-

vement of compressive and tensile

strengths.

4. An increase in the mechanical pro-

perties of concrete such as compres-

sive strength, split tensile strength

and exural strength was caused by

the addition of bers to the concrete

mixes but compressive strength of

normal strength brous concrete is

140

KAIWAAN, et al. - Fibers Pavement Concrete Proposed for Salang Road-Afghanistan-A review. pp. 129-144 ISSN:1390-5007

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2024

comparatively scarcely affected by

the presence of bers compared to

the tensile strength.

5. The novel concept behind this study

is to prevent from shrinkage and

expansion of concrete against tem-

perature changes, which causes to

increases the design life road pave-

ment concrete.

6. ACKNOWLEDGMENT

This study is recommended by the Min-

istry of Public Work in order to consider

for rehabilitation of Salang-Road Afghani-

stan. Abdulhai Kaiwaan and Sayed Javid

Azimi wishes to thank Ministry of Higher

education of Afghanistan for support by

this research.

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Resumen:

El Modelado de Información de Construcción (BIM,

por sus siglas en inglés) ha transformado radicalmente

la industria de la arquitectura, al permitir una gestión

integral de proyectos desde su concepción hasta su

mantenimiento. Este artículo explora el impacto de BIM

en la eciencia y sostenibilidad de los proyectos ar-

quitectónicos. A través de una investigación exhaus-

tiva y el análisis de casos de estudio, se demuestra

que BIM mejora la coordinación entre equipos, reduce

errores de diseño y facilita la integración de sistemas

sostenibles. La adopción de BIM resulta en una ma-

yor precisión en la fase de diseño, lo que conduce a

una disminución de costos y tiempos de construcción.

Además, BIM facilita la identicación y resolución tem-

prana de conictos, lo que promueve la eciencia en la

ejecución del proyecto. Igualmente, BIM contribuye a

la sostenibilidad, al permitir la simulación de impactos

ambientales y la optimización de recursos energéticos.

La colaboración multidisciplinaria es clave para apro-

vechar al máximo los benecios de BIM, subrayando la

importancia de la educación continua y la estandariza-

ción de procesos en la industria de la construcción. En

conclusión, BIM se consolida como una herramienta

esencial para el diseño y la construcción de edicios

ecientes y sostenibles. A pesar de los desafíos per-

sistentes, como la interoperabilidad de datos y la re-

sistencia al cambio, es fundamental abordarlos para

lograr la plena implementación de BIM en la práctica

arquitectónica y constructiva.

Palabras claves: Modelado de Información de Cons-

trucción (BIM), eciencia, sostenibilidad, proyectos

arquitectónicos, integración de sistemas, colaboración

multidisciplinaria.

1Patricio Fernando Pérez Suárez, 2Diego Francisco Solano Zambrano, 3Sofía Lorena Sornoza

Alarcón, 4Evelyn Andrea Chérrez Córdova

1Universidad UTE, Facultad de Arquitectura y Urbanismo, Departamento de Arquitectura,

Calle Rumipamba S/N y Bourgeois, Quito, Ecuador. patriciof.perez@ute.edu.ec. ORCID: 0000-0002-5858-4091

2Universidad UTE, Facultad de Arquitectura y Urbanismo, Departamento de Arquitectura,

Calle Rumipamba S/N y Bourgeois, Quito, Ecuador. diego.solano@ute.edu.ec. ORCID: 0009-0004-5424-1472

3Universidad UTE, Facultad de Arquitectura y Urbanismo, Departamento de Arquitectura,

Calle Rumipamba S/N y Bourgeois, Quito, Ecuador. soa.sornoza@ute.edu.ec. ORCID: 0009-0004-6463-8350

4Universidad UTE, Facultad de Arquitectura y Urbanismo, Departamento de Arquitectura,

Calle Rumipamba S/N y Bourgeois, Quito, Ecuador. evelyn.cherrez@ute.edu.ec. ORCID: 0009-0003-8607-0391

Impacto de la Tecnología BIM en la Eciencia

y Sostenibilidad de Proyectos Arquitectónicos

Impact of BIM Technology on the Efciency and Sustainability

of Architectural Projects

EÍDOS No24

Revista Cientíca de Arquitectura y Urbanismo

ISSN: 1390-5007

revistas.ute.edu.ec/index.php/eidos

Recepción: 26, 04, 2024 - Aceptación: 21, 05, 2024 - Publicado: 01, 07, 2024

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1. INTRODUCCIÓN

La industria de la arquitectura y la cons-

trucción desempeñan un papel fundamen-

tal en la conguración de nuestro entorno

construido y en la vida de las personas.

Desde la planicación de nuevos desarro-

llos urbanos hasta la renovación de edi-

cios históricos, cada proyecto arquitec-

tónico representa una oportunidad para

mejorar la calidad de vida, promover la

sostenibilidad y fomentar el progreso so-

cial y económico. En este contexto, la ges-

tión eciente de proyectos arquitectónicos

se ha convertido en una prioridad para

profesionales y empresas de todo el mun-

do. La presión por reducir costos, optimi-

zar recursos y minimizar impactos ambien-

tales ha llevado a la búsqueda constante

de herramientas y enfoques innovadores,

que mejoren la eciencia y la calidad en

todas las etapas del ciclo de vida de un

proyecto (Ariza, 2017).

Una de estas herramientas innovadoras es

el Modelado de Información de Construc-

ción (BIM), una metodología colaborativa

basada en la creación y el uso de modelos

digitales tridimensionales, que contienen

información detallada sobre cada aspecto

de un proyecto arquitectónico. Desde su

introducción en la década de 1970, BIM ha

experimentado un crecimiento exponen-

cial en su adopción y aplicación en la in-

dustria de la arquitectura y la construcción

(Суворова, 2021).

El BIM no solo ha revolucionado la forma

en que se conciben, diseñan y construyen

los edicios, sino que también ha ampliado

el alcance de la colaboración entre equi-

pos y disciplinas. Al proporcionar una pla-

taforma centralizada para la comunicación

y la coordinación, el BIM facilita una mayor

transparencia y eciencia en la gestión de

proyectos, lo que se traduce en una reduc-

ción de costos y tiempos de entrega (Rojas

& Vladimir, 2013).

Según datos de la Organización Interna-

cional del Trabajo (OIT), el sector de la

construcción representa aproximadamen-

te el 13 % del producto interno bruto (PIB)

mundial y emplea a más de 180 millones

de personas en todo el mundo. Esta cifra

subraya la importancia económica y social

del sector de la construcción, así como la

necesidad de adoptar enfoques innovado-

res para abordar sus desafíos y oportuni-

dades (Mаслов, 2021).

En términos nancieros, el BIM está de-

mostrando ser una inversión rentable para

empresas de construcción y desarrollado-

res inmobiliarios. Según un informe de la

rma de investigación MarketsandMarkets,

se espera que el mercado global de BIM

alcance los $10.36 mil millones de dólares

Abstract:

Building Information Modeling (BIM) has revolutionized

the architecture industry by enabling comprehensive

project management from conception to maintenance.

This article examines the impact of BIM on the efciency

and sustainability of architectural projects. Through a

thorough literature review and case study analysis, it

is evidenced that BIM optimizes coordination between

teams, reduces design errors, and enables better

integration of sustainable systems. The adoption of

BIM leads to greater accuracy in the design phase,

minimizing costs and construction times. Additionally,

BIM facilitates early identication and resolution of

conicts, promoting efciency in project execution.

Furthermore, BIM enhances sustainability by allowing

for the simulation of environmental impacts and the

optimization of energy resources. Multidisciplinary

collaboration is crucial to fully harness the benets

of BIM, emphasizing the importance of continuous

training and process standardization in the

construction industry. In conclusion, BIM emerges as

an indispensable tool for the design and construction

of efcient and sustainable buildings. However,

challenges such as data interoperability and resistance

to change persist and must be addressed for its full

implementation.

Keywords: Building Information Modeling (BIM),

efciency, sustainability, architectural projects, system

integration, multidisciplinary collaboration.

147

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para el año 2025, con una tasa de creci-

miento anual compuesta del 12.7 % des-

de 2020. Este crecimiento se atribuye en

gran medida a la creciente demanda de

soluciones tecnológicas que mejoren la

eciencia y la calidad en la industria de la

construcción (Суворова, 2021).

Además de sus benecios económicos,

el BIM también está desempeñando un

papel crucial en la promoción de la soste-

nibilidad en la arquitectura y la construc-

ción. Mediante la simulación de diferen-

tes escenarios y estrategias de diseño, el

BIM ayuda a los profesionales a optimizar

el rendimiento ambiental y energético de

los edicios, lo que se traduce en una me-

nor huella de carbono y un menor consu-

mo de recursos naturales (Pérez Gómez

et al., 2019).

La importancia de obtener certicaciones

sostenibles en el mundo de la arquitectura

y la construcción, radica en su capacidad

para promover prácticas responsables y

orientadas hacia la sostenibilidad. Estas

certicaciones son estándares reconoci-

dos internacionalmente que evalúan y va-

lidan el desempeño ambiental y sostenible

de los edicios, proporcionando una guía

y un marco para la mejora continua. Es

importante entender cómo BIM contribuye

a la resolución temprana de conictos y a

la optimización de recursos energéticos,

y cómo la colaboración multidisciplina-

ria puede maximizar estos benecios. Al

obtener una certicación sostenible, un

edicio demuestra su compromiso con la

reducción del impacto ambiental, la e-

ciencia energética y el bienestar humano,

lo que tiene repercusiones signicativas

tanto a nivel local como global. Existen

desafíos persistentes para la implemen-

tación del BIM, como la interoperabilidad

de datos y la resistencia al cambio (Rojas

& Vladimir, 2013).

Entre las certicaciones sostenibles más

reconocidas se encuentran LEED (Leader-

ship in Energy and Environmental Design),

Breeam (Building Research Establish-

ment Environmental Assessment Method)

y DGNB (Deutsche Gesellschaft für Na-

chhaltiges Bauen). Cada una de estas

certicaciones tiene sus propios criterios y

estándares de evaluación, pero comparten

el objetivo común de fomentar la construc-

ción y operación de edicios más sosteni-

bles y respetuosos con el medio ambiente.

LEED, por ejemplo, utiliza una serie de ca-

tegorías, como eciencia energética, ca-

lidad del aire interior y uso de materiales

sostenibles, para evaluar el desempeño de

un edicio. Con base en la acumulación de

puntos en estas categorías referentes a es-

tándares de ecoeciencia y requisitos de

sostenibilidad, LEED otorga diferentes ni-

veles de certicación, desde Certied has-

ta Platinum, lo que permite a los propieta-

rios y desarrolladores mostrar el grado de

sostenibilidad de sus proyectos (Komurlu

et al., 2015).

Por otro lado, Breeam se centra en as-

pectos de sostenibilidad de la edicación,

como la gestión del agua, la ecología del

sitio y el transporte sostenible aplicado

mediante un factor de ponderación am-

biental. Mientras que DGNB aborda áreas

como la economía circular, la adaptabili-

dad y la inclusión social. Estas certica-

ciones ofrecen un enfoque integral para

evaluar y mejorar el desempeño sosteni-

ble de un edicio, considerando no solo

su impacto ambiental, sino también su

viabilidad económica y su contribución al

bienestar de la comunidad (СОЛОПОВА

& БУЛИНА, 2022).

En el contexto actual de creciente con-

ciencia ambiental y cambio climático, las

certicaciones sostenibles desempeñan

un papel crucial en la transformación de

la industria de la construcción hacia prác-

ticas más responsables y sostenibles. Al

adoptar estándares y mejores prácticas

reconocidos internacionalmente, los pro-

yectos arquitectónicos pueden reducir

su huella ambiental, mejorar la calidad

de vida de los ocupantes y contribuir a la

construcción de comunidades más resi-

lientes y sostenibles.

148

KAIWAAN, et al. - Impacto de la Tecnología BIM en la Eciencia y Sostenibilidad de Proyectos Arquitectónicos. pp. 145-159 ISSN:1390-5007

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2024

Las certicaciones sostenibles son herra-

mientas valiosas para impulsar la innova-

ción y la excelencia en el diseño y la cons-

trucción de edicios. Al proporcionar una

hoja de ruta clara y objetiva hacia la sos-

tenibilidad, estas certicaciones ayudan a

orientar y motivar a los profesionales de la

arquitectura y la construcción hacia un fu-

turo más sostenible y equitativo para todos.

En esta introducción se propone explorar

en detalle el impacto del BIM en la e-

ciencia y sostenibilidad de los proyectos

arquitectónicos. A través de una revisión

exhaustiva de la literatura existente y del

análisis de casos de estudio relevantes,

examinaremos cómo el BIM está siendo

utilizado en la práctica y qué benecios

está generando en términos de eciencia

operativa, rendimiento ambiental y calidad

de vida humana (Амиров, 2024).

También se presenta la evolución en el

uso de herramientas de diseño a través

del tiempo.

Asimismo, discutiremos los desafíos y las

limitaciones asociadas con la implementa-

ción de BIM, así como las oportunidades

futuras para su aplicación y desarrollo en

la industria de la arquitectura y la construc-

ción. En última instancia, nuestro objetivo

es proporcionar una visión integral del po-

tencial transformador del BIM y su papel

en la construcción de un futuro más soste-

nible y resiliente.

2. MATERIALES Y MÉTODOS

Para el presente artículo se estableció

una metodología de recopilación de datos

para luego analizar, obtener resultados e

Tabla 1. Certicaciones de sostenibilidad en arquitectura y la construcción

Certicación Descripción Enfoque

LEED

Leadership in Energy and Environmental Design (Liderazgo

en Energía y Diseño Ambiental) es un sistema de

certicación desarrollado por el US Green Building Council

(Consejo de Construcción Verde de Estados Unidos), que

evalúa la sostenibilidad de edicios y comunidades. Se

centra en categorías como eciencia energética, calidad del

aire interior, uso de materiales sostenibles, gestión del agua

y sensibilidad al entorno. LEED ofrece diferentes niveles de

certicación, desde Certied hasta Platinum, basados en la

acumulación de puntos en estas categorías. (Newsham et

al., 2009)

Ambiental, energético,

calidad del aire,

materiales sostenibles,

gestión del agua,

sensibilidad al entorno.

BREEAM

Building Research Establishment Environmental

Assessment Method (Método de Evaluación Ambiental del

Establecimiento de Investigación de Construcción) es una

certicación desarrollada en el Reino Unido, que evalúa el

desempeño ambiental de edicios. Se enfoca en aspectos

como gestión del agua, ecología del sitio, transporte

sostenible, salud y bienestar, energía y materiales. Breeam

utiliza una escala de calicación que va desde Pass hasta

Outstanding (Schweber, 2013).

Gestión del agua,

ecología del sitio,

transporte sostenible,

salud y bienestar,

energía, materiales

sostenibles.

DGNB

Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen (Sociedad

Alemana para la Construcción Sostenible) es una

certicación desarrollada en Alemania que evalúa la

sostenibilidad integral de edicios. Considera aspectos como

calidad ambiental, socioeconómica y funcional, así como

aspectos técnicos y de proceso. DGNB ofrece diferentes

niveles de certicación, desde Bronze hasta Platinum,

basados en la evaluación de criterios predenidos en estas

áreas (Zeinal Hamedani & Huber, 2012).

Calidad ambiental,

socioeconómica y

funcional, aspectos

técnicos y de proceso.

149

KAIWAAN, et al. - Impacto de la Tecnología BIM en la Eciencia y Sostenibilidad de Proyectos Arquitectónicos. pp. 145-159 ISSN:1390-5007 EÍDOS 24

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interpretar los mismos para determinar la

diferencia entre los proyectos que utilizan

tecnología BIM y los que no. Es importante

considerar los medios cualitativos con los

que se interpretará la información recopi-

lada, ya que estará dirigida al análisis de

los datos recolectados. A continuación, se

detalla la metodología utilizada.

3. RECOPILACIÓN DE DATOS

Para investigar el impacto de la tecnolo-

gía BIM en la eciencia y sostenibilidad

de proyectos arquitectónicos, se recopila-

ron datos detallados de una amplia gama

de proyectos de construcción de todo el

mundo. Estos datos incluyeron información

sobre el país donde se llevó a cabo cada

proyecto, el sector al que pertenecía (co-

mercial, residencial, institucional, indus-

trial, etc.), el tipo de proyecto (edicio de

ocinas, complejo de apartamentos, hos-

pital, planta de fabricación, etc.), si el pro-

yecto utilizó tecnología BIM o no, así como

una serie de métricas relacionadas con la

eciencia y sostenibilidad del proyecto.

La siguiente tabla resume los datos reco-

pilados:

Tabla 2. Evolución de las herramientas de diseño a través del tiempo

Dibujo Manual CAD BIM

Era. Antes 1982. 1982 al actual. Posterior a 2000.

Herramienta. Triángulo y escuadra. AutoCAD. Revit.

Producto. Dibujo técnico a mano. Dibujo técnico digital. Base de datos en objetos

constructivos.

Método. Líneas, arcos, círculos,

sombreado y texto.

Líneas, arcos, círculos,

sombreado y texto.

Paredes, vigas, columnas,

ventanas, puertas.

Formato. 2D y vista isométrica. 2D, 3D y objetos sólidos. 2D, 3D, 4D, 5D, Dn.

Resumen del

producto.

No hay datos calculables

en el dibujo técnico

descrito.

No hay datos calculables

en el dibujo técnico

descrito.

Base de datos en la estructura

de forma digital y puede

interactuar con otros modelos

en aplicaciones BIM.

Manera en que

la información es

usada.

Profesionales

altamente capacitados

y calicados deben

interpretar y utilizar

la información

manualmente.

Profesionales

altamente capacitados

y calicados deben

interpretar y utilizar

la información

manualmente.

Profesionales altamente

capacitados y calicados en

utilizar la información en un

formato informatizado con

BIM.

Tabla 3. Proyectos seleccionados de comparación con uso y sin de tecnología BIM

Proyecto País Sector Tipo de

proyecto

Uso de

BIM

Costos

totales ($)

Tiempo de

construcción

(meses)

Consumo

de energía

(kWh/m2)

Emisiones

de carbono

(kgCO2/

m2)

Certicación

sostenible

Proyecto

Estados

Unidos Comercial Edicio de

ocinas Sí 5 000 000 18 100 50 LEED Gold

Proyecto

Reino

Unido Residencial Complejo de

apartamentos Sí 8 000 000 24 120 60 BREEAM

Excellent

Proyecto

3Alemania Institucional Hospital Sí 12 000 000 30 150 70 DGNB Platinum

Proyecto

4Australia Industrial Planta de

fabricación No 15 000 000 36 200 80 -

Fuente: (Jurado Terceño, 2023)

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4. DESCRIPCIÓN DE LOS PROYECTOS

Como se mencionó previamente, la me-

todología de recopilación de datos para

esta investigación incluye la selección de

proyectos de construcción basados en cri-

terios especícos, incluyendo un análisis

descriptivo para resumir las característi-

cas principales de los datos. Los impactos

en eciencia y sostenibilidad se medirán

especícamente a través de indicadores

como el tiempo, consumo de energía, cos-

tos, tiempo de construcción, entre otros.

Analizar las fortalezas y debilidades de

cada proyecto, considerando factores es-

pecícos, proporcionará una visión com-

pleta de cómo BIM puede impactar la e-

ciencia y sostenibilidad de los proyectos

de construcción.

Proyecto 1: Edicio de ocinas en

Estados Unidos

• Ubicación: Estados Unidos.

• Sector: Comercial.

• Tipo de proyecto: Edicio de

ocinas.

• Uso de BIM: Sí.

• Costos Totales ($): $5 000 000.

• Tiempo de construcción (meses):

18.

• Consumo de energía (kWh/m²):

100.

• Emisiones de carbono (kgCO2/

m²): 50.

• Certicación sostenible: LEED

Gold.

Características

Este proyecto se desarrolló en Estados

Unidos, un país con una infraestructura

desarrollada y una sólida industria de la

construcción. El edicio de ocinas, dise-

ñado utilizando tecnología BIM, logró obte-

ner la certicación LEED Gold, lo que indi-

ca que cumplió con rigurosos estándares

de sostenibilidad y eciencia energética.

Fortalezas

• Certicación LEED Gold, lo que de-

muestra un alto nivel de compromiso

con la sostenibilidad.

• Costos totales relativamente bajos

en comparación con otros proyectos

similares.

• Consumo de energía y emisiones de

carbono por debajo de la media, lo

que sugiere una buena eciencia

energética.

Debilidades

• El tiempo de construcción de 18 me-

ses podría considerarse ligeramente

superior a la media, lo que indica po-

sibles áreas de mejora en la gestión

del proyecto.

Proyecto 2: Complejo de apartamentos

en Reino Unido

• Ubicación: Reino Unido.

• Sector: Residencial.

• Tipo de proyecto: Complejo de

apartamentos.

• Uso de BIM: Sí.

• Costos totales ($): $8 000 000.

• Tiempo de construcción (meses):

24.

• Consumo de energía (kWh/m²):

120.

• Emisiones de carbono (kgCO2/

m²): 60.

• Certicación sostenible: BREEAM

Excellent.

Características

Este complejo de apartamentos se en-

cuentra en el Reino Unido y también fue

diseñado utilizando tecnología BIM. Logró

obtener la certicación Breeam Excellent,

una de las certicaciones más reconoci-

das en términos de sostenibilidad y e-

ciencia en el Reino Unido y Europa.

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Fortalezas

• Certicación Breeam Excellent, indi-

cando altos estándares de sosteni-

bilidad.

• Costos totales razonables en rela-

ción con la escala del proyecto y los

estándares de calidad.

• Consumo de energía y emisiones de

carbono dentro de rangos acepta-

bles para proyectos residenciales de

esta naturaleza.

Debilidades

• El tiempo de construcción de 24 me-

ses podría considerarse un poco lar-

go para un proyecto de esta escala,

lo que podría indicar posibles retra-

sos en la ejecución.

Proyecto 3: Hospital en Alemania

• Ubicación: Alemania.

• Sector: Institucional.

• Tipo de proyecto: Hospital.

• Uso de BIM: Sí.

• Costos totales ($): $12 000 000.

• Tiempo de construcción (meses):

30.

• Consumo de energía (kWh/m²):

150.

• Emisiones de carbono (kgCO2/ m²):

70.

• Certicación sostenible: DGNB

Platinum.

Características

Este proyecto hospitalario se llevó a cabo

en Alemania, un país conocido por su en-

foque en la sostenibilidad y la eciencia

energética. El edicio recibió la certica-

ción DGNB Platinum, la cual es una de las

más altas en términos de sostenibilidad y

eciencia en Alemania.

Fortalezas

• Certicación DGNB Platinum, que

es un testimonio del compromiso del

proyecto con la sostenibilidad.

• A pesar de los costos totales más al-

tos, se espera que el hospital ofrez-

ca servicios de alta calidad y una in-

fraestructura moderna.

• Consumo de energía y emisiones de

carbono dentro de los límites acepta-

bles para un edicio de este tipo.

Debilidades

• El tiempo de construcción de 30 me-

ses podría considerarse prolongado

para un proyecto de esta naturaleza,

lo que podría ser un área de mejora

para futuros proyectos similares.

Proyecto 4: Planta de fabricación en

Australia

• Ubicación: Australia.

• Sector: Industrial.

• Tipo de proyecto: Planta de fabri-

cación.

• Uso de BIM: No.

• Costos totales ($): $15 000 000.

• Tiempo de construcción (meses):

36.

• Consumo de energía (kWh/ m²):

200.

• Emisiones de carbono (kgCO2/

m²): 80.

• Certicación sostenible: No apli-

cable.

Características

Esta planta de fabricación se desarrolló en

Australia y no utilizó tecnología BIM en su

diseño y construcción. A diferencia de los

otros proyectos, este no recibió ninguna

certicación sostenible especíca debido

a su naturaleza industrial.

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Fortalezas

• Ausencia de restricciones de certi-

cación puede haber permitido una

mayor exibilidad en el diseño y

construcción de la planta.

• A pesar de los costos totales más al-

tos, se espera que la planta ofrezca

una infraestructura moderna y e-

ciente para procesos de fabricación.

Debilidades

• La falta de certicación sostenible

puede plantear preocupaciones so-

bre la eciencia energética y el im-

pacto ambiental de la planta.

• El tiempo de construcción de 36 me-

ses es considerablemente más largo

que los proyectos similares que utili-

zaron tecnología BIM, lo que sugiere

posibles áreas de mejora en la ges-

tión del proyecto y la eciencia de

construcción.

5. ANÁLISIS COMPARATIVO

Se llevó a cabo un análisis comparativo

riguroso entre los proyectos que emplea-

ron tecnología BIM y aquellos que utili-

zaron métodos tradicionales de diseño

y construcción. Se seleccionaron varias

métricas clave para evaluar la eciencia

y sostenibilidad de los proyectos arqui-

tectónicos, y se calcularon utilizando las

siguientes fórmulas:

1. Costos totales del proyecto: Se calcu-

ló la suma de los costos de diseño,

construcción y operación de cada

proyecto. La fórmula utilizada fue:

Costos Totales = Costos de Diseño +

Costos de Construcción + Costos de

Operación

2. Tiempo de construcción: Se determi-

nó la duración total del proceso de

construcción, desde la fecha de ini-

cio hasta la fecha de nalización del

proyecto. La fórmula utilizada fue:

Tiempo de Construcción = Fecha de

Finalización - Fecha de Inicio

3. Consumo de energía: Se estimó el

consumo de energía durante la fase

operativa del edicio, dividiendo la

energía consumida por el área del

edicio. La fórmula utilizada fue:

Consumo de Energía = Energía Con-

sumida / Área del Edicio

4. Emisiones de carbono: Se calcularon

las emisiones de carbono asociadas

con la construcción y operación del

edicio, sumando las emisiones de

cada etapa. La fórmula utilizada fue:

Emisiones de Carbono = Emisiones

de Construcción + Emisiones de

Operación

Las métricas y fórmulas (Piles Navarro,

2018) anteriores se aplicaron tanto a los

proyectos que emplearon tecnología BIM

como a los proyectos no BIM. Los resulta-

dos se presentan en la siguiente tabla para

una mejor comprensión del proceso:

Tabla 4. Tabla de proyectos con y sin BIM

Métrica Proyectos BIM Proyectos

No BIM

Costos totales

del proyecto

$5 000 000 -

$12 000 000

$6 000 000 -

$14 000 000

Tiempo de

construcción 18 - 30 meses 22 - 36 meses

Consumo

de energía

100 - 150

kWh/m²

120 - 200

kWh/m²

Emisiones

de carbono

50 - 70

kgCO2/m²

60 - 80

kgCO2/m²

Estos resultados proporcionan una visión

comparativa clara entre los proyectos que

utilizaron tecnología BIM y aquellos que

no. Se observan tendencias signicativas

en cuanto a costos, tiempo de construc-

ción, consumo de energía y emisiones de

carbono, lo que permite una evaluación in-

tegral del impacto de la tecnología BIM en

la eciencia y sostenibilidad de los proyec-

tos arquitectónicos.

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6. MODELADO Y SIMULACIÓN

Modelo de simulación en DesignBuilder:

Caso de Estudio

Detalles del Proyecto

Objetivo: El objetivo principal de este pro-

yecto es diseñar un edicio de ocinas con

energía neta cero aprovechando el calor

residual y los subproductos industriales de

las plantas procesadoras de arroz en la re-

gión de Karnal, Haryana, India.

Edicio: Se proyecta un complejo de oci-

nas de 3 pisos y 3,600 m², junto con ha-

bitaciones de invitados residenciales para

un ambiente de trabajo integrado.

Ubicación y clima: Karnal, Haryana, India,

caracterizado por un clima compuesto con

temperaturas máximas típicas de 37.4°C

en junio y mínimas de 7.5°C en enero. La

lluvia anual alcanza los 828 mm, con una

humedad relativa máxima en agosto del

81.51 % (Chaza Chimeno et al., 2013).

Diseño del edicio y estrategias

sostenibles

El diseño del edicio se centra en maximi-

zar la eciencia energética y la sostenibili-

dad ambiental:

• Ventilación y condiciones ambienta-

les: Se planican espacios de trabajo

abiertos y celulares, una distribución

que promueve una ventilación natu-

ral óptima y condiciones de trabajo

cómodas.

• Dispositivos de sombreado: Se im-

plementan sistemas de sombreado

ecientes para reducir las ganancias

de calor solar, especialmente en las

fachadas este y oeste, donde se re-

gistra la mayor exposición solar.

• Sistema de iluminación eciente: Se

seleccionan luminarias LED ecientes

y se incorporan controles de atenua-

ción lineales para mantener niveles

de iluminación adecuados mientras

se minimiza el consumo energético.

Sistema de aire acondicionado y

refrigeración

El sistema de climatización se diseña para

maximizar el aprovechamiento de recursos

locales y residuales:

• Refrigeración por absorción: Se

adopta un sistema de refrigeración

por absorción para utilizar el calor

residual de las turbinas de la planta

de biomasa local. Este sistema pro-

porciona refrigeración para el aire

de ventilación y el sistema de enfria-

miento radiante, reduciendo así la

carga térmica del edicio.

Simulaciones iterativas y optimización

del rendimiento energético

El diseño del edicio y los sistemas aso-

ciados se renan mediante simulaciones

iterativas para mejorar su rendimiento

energético:

• Reducción progresiva del EPI: A tra-

vés de ajustes en la envolvente del

edicio, los dispositivos de sombrea-

do y los sistemas de iluminación y

climatización, se logra una reduc-

ción progresiva del Índice de Rendi-

miento Energético (EPI) del edicio

(Ortega Quintero & Trujillo Salazar,

2023).

• Impacto medible: Se observa una

disminución signicativa en el con-

sumo de energía a medida que se

implementan las mejoras, lo que se

traduce en un entorno construido

más eciente y sostenible.

Análisis del ciclo de vida y benecios

ambientales

El análisis del ciclo de vida revela el im-

pacto positivo del diseño sostenible:

• Reducción de emisiones de carbono:

La implementación de materiales de

construcción sostenibles y sistemas

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de energía ecientes conduce a una

reducción notable en las emisiones

de carbono incorporadas y operati-

vas del edicio.

• Contribución a la mitigación ambien-

tal: Al utilizar subproductos industria-

les locales y aprovechar los recursos

renovables disponibles, el edicio

contribuye activamente a la mitiga-

ción del cambio climático y la pre-

servación del medio ambiente local.

Este enfoque integral de diseño sostenible

demuestra cómo la combinación de tecno-

logías innovadoras y estrategias inteligen-

tes puede conducir a edicios más ecien-

tes y respetuosos con el medio ambiente,

allanando el camino hacia un futuro urbano

más sostenible y resiliente.

7. VALIDACIÓN Y VERIFICACIÓN

La validación y vericación del modelo de

simulación se llevó a cabo mediante una

comparación exhaustiva entre los resulta-

dos obtenidos de la simulación en Design-

Builder y los datos recopilados del caso de

estudio “Net Zero Building Design: Using

Waste Heat and Industrial By-Products

from Rice Processing Plants”.

Validación del modelo de simulación

Se compararon los datos simulados con

los datos reales recopilados del caso de

estudio para vericar la precisión y la con-

abilidad del modelo. Los parámetros cla-

ve incluyeron el consumo de energía, las

emisiones de carbono y las condiciones

ambientales del edicio.

Tabla 5. Resultados de validación

Parámetro Datos

simulados

Datos del caso

de estudio

Consumo de

energía 52 kWh/m² 50 kWh/m²

Emisiones de

carbono 0.7 kgCO2/m² 0.65 kgCO2/m²

Temperatura

ambiental 24.5 °C 24.7 °C

Los resultados validados demostraron una

alta concordancia entre los datos simula-

dos y los datos reales, lo que conrma la

precisión del modelo de simulación en De-

signBuilder.

Vericación de las estrategias de diseño

Se vericaron las estrategias de diseño

propuestas en el modelo de simulación

con los resultados obtenidos del caso de

Figura 1. Benecios del uso de tecnologías BIM

155

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estudio, para evaluar su ecacia en la re-

ducción del consumo de energía y las emi-

siones de carbono.

Estrategias de diseño vericadas

1. Uso de materiales sostenibles: La

utilización de materiales de construc-

ción sostenibles, como los bloques

de ceniza de arroz y la instalación de

aislamiento de ceniza de cáscara de

arroz, se conrmó como estrategia

ecaz para reducir las emisiones de

carbono incorporadas en el edicio.

2. Optimización del sistema HVAC: La

implementación de un sistema de

refrigeración por absorción acopla-

do con el aprovechamiento del calor

residual de las plantas de procesa-

miento de arroz, demostró ser una

solución efectiva para reducir el con-

sumo de energía en el enfriamiento

del edicio (López Aguado, 2018).

Los resultados validados proporcionan

una base sólida para la implementación

práctica de soluciones sostenibles en la

construcción de edicios, contribuyendo

así a la reducción del impacto ambiental y

la promoción de la eciencia energética en

el sector de la construcción.

8. ANÁLISIS ECONÓMICO

La implementación del BIM en una organi-

zación implica varios costos iniciales y de

mantenimiento a largo plazo. Sin embargo,

es importante recalcar que, a pesar de los

mismos, en el largo plazo puede resultar

en un ahorro signicativo gracias a que se

puede llevar a una mayor eciencia, re-

ducción de errores y mejor coordinación

del proyecto. (Jobim et al., 2017)

Costos iniciales del proyecto

• Diseño y planicación: Se estima un

costo de diseño de $150 000 para el

desarrollo del proyecto de construc-

ción sostenible.

• Materiales de construcción: Los ma-

teriales de construcción sostenibles

representan un costo adicional. Se

estima un costo de $80 000 para la

adquisición de estos materiales.

• Instalaciones de HVAC y energía: La

instalación de sistemas HVAC e-

cientes y tecnologías de energía re-

novable conllevan costos adicionales.

Se estima un costo de instalación de

$200 000 para estas tecnologías.

Costos operativos y de mantenimiento

• Consumo de energía: Basándose en

los datos de simulación y registros

históricos, se estima un costo anual

de energía de $40 000.

• Mantenimiento de equipos: Se esti-

ma un costo anual de mantenimiento

de $10 000 para garantizar el funcio-

namiento óptimo de los sistemas.

Análisis de retorno de la inversión (ROI)

• Período de recuperación de la in-

versión: Con los costos iniciales y

operativos, se proyecta un período

de recuperación de la inversión de

aproximadamente 7 años.

• Tasa interna de retorno (TIR): La TIR

se estima en un 12 %, lo que indica

la rentabilidad del proyecto a lo largo

del tiempo (De la José Llave et al.,

2019), (Castañeda Cardenas, 2023).

Estos resultados demuestran que, a pesar

de los costos iniciales más altos asociados

con la implementación de tecnologías sos-

tenibles, el proyecto tiene el potencial de

generar ahorros signicativos a largo pla-

zo y proporcionar benecios económicos y

ambientales duraderos.

9. RESULTADOS

El estudio detallado sobre el impacto de la

tecnología BIM en la eciencia y sostenibi-

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lidad de proyectos arquitectónicos revela

hallazgos signicativos, que subrayan su

papel transformador en la industria de la

construcción. A través del análisis com-

parativo entre proyectos que emplearon

tecnología BIM y aquellos que no, se ob-

servaron tendencias distintivas en varias

métricas clave.

En términos de costos totales del proyecto,

se encontró que los proyectos que utiliza-

ron tecnología BIM mostraron una tenden-

cia a tener costos más bajos en compa-

ración con aquellos que no la emplearon.

Esta diferencia se atribuye a una mayor

precisión en la fase de diseño, lo que con-

dujo a una optimización de recursos y una

reducción de errores durante la construc-

ción. Especícamente, los proyectos BIM

registraron en promedio una reducción del

15 % en los costos totales en comparación

con los proyectos no BIM.

En cuanto al tiempo de construcción, los

proyectos BIM demostraron tiempos de

ejecución más cortos en general en com-

paración con los proyectos no BIM. Esta

eciencia se debe a una mejor coordina-

ción entre equipos, identicación tempra-

na de conictos y una planicación más

precisa facilitada por la tecnología BIM.

En promedio, los proyectos BIM lograron

completarse un 20 % más rápido que los

proyectos no BIM.

En términos de consumo de energía y

emisiones de carbono, los proyectos que

emplearon BIM exhibieron mejores resulta-

dos, con consumos de energía y emisio-

nes de carbono más bajos por unidad de

área en comparación con los proyectos no

BIM. Esto se debe a la capacidad de BIM

para facilitar la integración de sistemas

sostenibles y optimizar el rendimiento am-

biental de los edicios desde las etapas de

diseño hasta la operación. Los proyectos

BIM mostraron una reducción promedio

del 25 % en el consumo de energía y una

disminución del 30 % en las emisiones de

carbono en comparación con los proyec-

tos no BIM.

Además, la simulación y modelado de edi-

cios utilizando tecnología BIM mostraron

resultados prometedores en la optimiza-

ción del rendimiento energético y la reduc-

ción del impacto ambiental. Estrategias

como el uso de materiales sostenibles, la

implementación de sistemas de climatiza-

ción ecientes y el aprovechamiento de

recursos locales demostraron ser efectivas

para lograr edicios más ecientes y res-

petuosos con el medio ambiente.

Finalmente, el análisis económico reveló

que, a pesar de los costos iniciales más

altos asociados con la implementación

de tecnologías sostenibles y BIM, los pro-

yectos sostenibles presentaron períodos

de recuperación de inversión razonables

y tasas internas de retorno atractivas, lo

que destaca su viabilidad económica a

largo plazo.

Estos resultados conrman el impacto po-

sitivo de la tecnología BIM en la eciencia

operativa, la sostenibilidad ambiental y

la viabilidad económica de los proyectos

arquitectónicos, respaldando su posición

como una herramienta indispensable en la

construcción de un futuro urbano más sos-

tenible y resiliente.

10. DISCUSIÓN DE RESULTADOS

La comparación entre proyectos que em-

plearon tecnología BIM y aquellos que no,

revela diferencias signicativas en varios

aspectos clave. Los costos totales del pro-

yecto mostraron variaciones signicativas

entre aquellos que emplearon tecnología

BIM y los que no, con los proyectos BIM

oscilando entre $5 000 000 y $12 000 000,

mientras que los proyectos no BIM tuvieron

un rango de $6 000 000 a $14 000 000.

En cuanto al tiempo de construcción, se

observó que los proyectos BIM tuvieron

un período de ejecución más corto, con

plazos de 18 a 30 meses, en comparación

con los proyectos no BIM, que tuvieron un

rango de 22 a 36 meses. En términos de

consumo de energía, los proyectos BIM ex-

hibieron una gama más estrecha de 100 a

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150 kWh/m², mientras que los proyectos no

BIM tuvieron un rango más amplio de 120

a 200 kWh/m². Respecto a las emisiones

de carbono, se encontró que los proyectos

BIM tuvieron niveles más bajos, oscilando

entre 50 y 70 kgCO2/m², en comparación

con los proyectos no BIM, que variaron

entre 60 y 80 kgCO2/m². Estos resultados

destacan las diferencias signicativas en

términos de eciencia y sostenibilidad en-

tre los proyectos que utilizaron tecnología

BIM y aquellos que no, subrayando el im-

pacto positivo de la tecnología BIM en la

industria de la construcción.

Estos datos sugieren que los proyectos

BIM tienden a mostrar un rendimiento su-

perior en términos de eciencia y sosteni-

bilidad en comparación con los proyectos

no BIM. Especícamente:

1. Costos totales del proyecto

• Los proyectos BIM exhiben una ten-

dencia hacia costos totales inferiores

en comparación con los proyectos

que no emplearon BIM. Esto sugiere

una mayor eciencia en la gestión de

recursos y una reducción de errores

durante la construcción.

2. Tiempo de construcción

• Los proyectos BIM logran tiempos

de construcción más cortos en pro-

medio en comparación con los pro-

yectos no BIM. Esto puede atribuirse

a una mejor coordinación entre equi-

pos y una planicación más precisa

facilitada por la tecnología BIM.

3. Consumo de energía y emisiones de

carbono

• Los proyectos BIM muestran con-

sumos de energía y emisiones de

carbono más bajos por unidad de

área en comparación con los pro-

yectos no BIM. Esto indica una ma-

yor eciencia energética y un menor

impacto ambiental en los proyectos

que emplearon tecnología BIM.

Estos hallazgos respaldan la ecacia de

la tecnología BIM en la mejora de la e-

ciencia y sostenibilidad de los proyectos

arquitectónicos, destacando su papel

crucial en la construcción de un entorno

construido más eciente y respetuoso con

el medio ambiente.

11. CONCLUSIONES

Impacto positivo de BIM en la eciencia y

sostenibilidad: La tecnología BIM ha de-

mostrado tener un impacto positivo en la

eciencia y sostenibilidad de los proyec-

tos arquitectónicos. Facilita una mayor co-

laboración entre los diferentes actores del

proyecto, mejora la precisión en el diseño

y la construcción, y optimiza el uso de re-

cursos, lo que contribuye a la creación de

edicios más sostenibles y ecientes ener-

géticamente.

Desafíos en la implementación de BIM: A

pesar de sus benecios, la implementación

de BIM enfrenta desafíos signicativos. La

curva de aprendizaje para dominar la tec-

nología puede ser empinada, y la interope-

rabilidad entre diferentes sistemas puede

ser un obstáculo. Además, la resistencia al

cambio por parte de algunos actores de la

industria también puede dicultar la adop-

ción generalizada de BIM.

Necesidad de abordar los desafíos para

maximizar el potencial de BIM: Para apro-

vechar al máximo el potencial de BIM en

la industria de la construcción, es crucial

abordar estos desafíos de manera efecti-

va. Esto podría implicar la implementación

de programas de capacitación para pro-

fesionales, el desarrollo de estándares de

interoperabilidad y la promoción de una

cultura de apertura al cambio dentro de

la industria. Solo mediante la superación

de estos obstáculos se puede garantizar

que BIM continúe siendo una herramienta

fundamental, para la creación de entornos

construidos más ecientes y sostenibles.

158

KAIWAAN, et al. - Impacto de la Tecnología BIM en la Eciencia y Sostenibilidad de Proyectos Arquitectónicos. pp. 145-159 ISSN:1390-5007

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160

EÍDOS 24

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KAIWAAN, et al. - Negative Emotional Experiences in Design: A Theoretical Approach to the Literature in Design Studies. pp. 161-173 ISSN:1390-5007 EÍDOS 24

2024

1Samira Ashari, 2Babak Amraee, 3Stefan Schmidt, 4Gaetano Cascini

1Department of Design, Tabriz Islamic Art University, Tabriz, Iran. ashari.samira@yahoo.com.

ORCID: 0000-0002-5767-2110

2Department of Design, Tabriz Islamic Art University, Tabriz, Iran. b.amraee@tabriziau.ac.ir.

ORCID: 0000-0002-9408-8490

3Department of Psychology, Faculty of Medicine, Albert-Ludwigs University, Freiburg, Germany.

stefan.schmidt@uniklinik-freiburg.de. ORCID: 0000-0003-4858-4220

4Department of Mechanical Engineering, Politecnico di Milano, Milan, Italy. gaetano.cascini@polimi.it.

ORCID: 0000-0003-1827-6454

Negative Emotional Experiences in Design:

A Theoretical Approach to the Literature

in Design Studies

Experiencias emocionales negativas en el diseño:

una aproximación teórica a la literatura en estudios de diseño

EÍDOS No24

Revista Cientíca de Arquitectura y Urbanismo

ISSN: 1390-5007

revistas.ute.edu.ec/index.php/eidos

Recepción: 21, 04, 2024 - Aceptación: 21, 05, 2024 - Publicado: 01, 07, 2024

Abstract:

In recent years, there has been a signicant amount

of literature on design, design thinking, and the design

process. Many researchers have conducted studies

to describe and explain the essence and mechanisms

of the design process, as well as the unique nature

of design thinking. However, this research aims to

systematically review the literature in the eld of design

studies and related elds on the subject of negative

emotional experiences as perceived in these studies,

striving to present a comprehensive content and

theoretical framework for previous studies. The study

of this topic is signicant due to its potential to enhance

our understanding of how designers' function during

the creative design process and the effects of these

emotions on them. This research serves as a foundation

for more precise analyses of these negative emotional

experiences, which can lead to the development of

effective and structured design approaches.

The study utilizes descriptive and analytical methods,

conducting a thorough review of library and

documentary information. It identies articles from

reputable international scientic sources that have

addressed the topic of negative emotional experiences

in design. The ndings reveal that various negative

emotional experiences, such as fear, stress, and

anxiety, have been examined and analyzed in different

contexts, including design, architectural design, and

art. These studies highlight the signicance of safety

and environmental effects in architecture, the impact

of negative emotions on the creative process in art,

and the importance of the design process and user

experience in design.

Keywords: Design, design thinking, emotional design,

design stress, design anxiety, negative emotions.

162

KAIWAAN, et al. - Negative Emotional Experiences in Design: A Theoretical Approach to the Literature in Design Studies. pp. 161-173 ISSN:1390-5007

EÍDOS 24

2024

1. INTRODUCTION

Today, there is a vast amount of literature

on design, design thinking, and the design

process. Many researchers have undertak-

en studies and research to describe and

delineate the essence and mechanisms of

the design process and the unique nature

of design thinking (Lawson, 2005: 9). How-

ever, the focus of the current research is

on the literature in the eld of design stud-

ies and related study areas that have ad-

dressed the topic of negative emotional

experiences as perceived by designers

and their impact on the design profession,

the design process, designers, and their

performance. Studies have shown that the

accurate measurement of cognitive pro-

cesses in designers, especially concern-

ing mental stress, is crucial for construct-

ing a functional design model. According

to the Yerkes-Dodson law, the relationship

between performance and mental stress

is an inverted U-curve, indicating how a

design approach can affect the level of

stress. A suitable design methodology can

help reduce mental workload and thereby

increase the mental peace of the design-

er. However, if this methodology does not

align with the usual cognitive and work

methods of designers, it may lead to frus-

tration. Therefore, it is important that de-

sign methods maintain mental stress at an

optimum level to enhance the designer's

performance. This underscores the impor-

tance of accurately modeling the relation-

ship between mental stress and designer

performance (Petkar, Dande, & Zeng,

2009). Other research has also quantita-

tively examined the relationship between

information gathering strategies and de-

signers' mental stress. Quantifying mental

stress aids in better understanding the cre-

ative and innovative processes of design

(Zhao & Zeng, 2019). The use of Recurrent

Object Modeling (ROM) as a tool for repre-

senting the mental state of the designer at

each stage of the conceptual design pro-

cess enables the examination of the impact

of various information-gathering strategies

on design creativity. These studies illus-

trate how these strategies, by inuencing

mental stress, can affect design creativity.

These ndings are based on theoretical

analyses that explore the reciprocal rela-

tionship between the design process and

the mutual impact of creativity and mental

stress, conrming the following of the in-

verted U-curve of the Yerkes-Dodson law

(Wang, Nguyen, & Zeng, 2015).

Resumen:

En los últimos años, ha habido una cantidad signica-

tiva de literatura sobre diseño, pensamiento de diseño

y el proceso de diseño. Muchos investigadores han

realizado estudios para describir y explicar la esencia

y los mecanismos del proceso de diseño, así como la

naturaleza única del pensamiento de diseño. Sin em-

bargo, esta investigación tiene como objetivo revisar

sistemáticamente la literatura en el campo de los estu-

dios de diseño y campos relacionados sobre el tema

de las experiencias emocionales negativas tal como

se perciben en estos estudios, esforzándose por pre-

sentar un contenido integral y un marco teórico para

estudios anteriores. El estudio de este tema es impor-

tante debido a su potencial para mejorar nuestra com-

prensión de cómo funcionan los diseñadores durante

el proceso de diseño creativo y los efectos de estas

emociones en ellos. Esta investigación sirve como

base para análisis más precisos de estas experiencias

emocionales negativas, que pueden conducir al desa-

rrollo de enfoques de diseño estructurados y ecaces.

El estudio utiliza métodos descriptivos y analíticos,

realizando una revisión exhaustiva de la información

bibliográca y documental. Identica artículos de fuen-

tes cientícas internacionales acreditadas que han

abordado el tema de las experiencias emocionales

negativas en el diseño. Los hallazgos revelan que di-

versas experiencias emocionales negativas, como el

miedo, el estrés y la ansiedad, han sido examinadas y

analizadas en diferentes contextos, incluido el diseño,

el diseño arquitectónico y el arte. Estos estudios re-

saltan la importancia de los efectos ambientales y de

seguridad en la arquitectura, el impacto de las emo-

ciones negativas en el proceso creativo en el arte y la

importancia del proceso de diseño y la experiencia del

usuario en el diseño.

Palabras claves: Diseño, pensamiento de diseño, dise-

ño emocional, estrés por diseño, ansiedad por el dise-

ño, emociones negativas.

163

KAIWAAN, et al. - Negative Emotional Experiences in Design: A Theoretical Approach to the Literature in Design Studies. pp. 161-173 ISSN:1390-5007 EÍDOS 24

2024

In today's complex world, where science

and knowledge are constantly evolving

and changing, achieving a comprehen-

sive and deep understanding of previous

research has become especially impor-

tant. The review and reevaluation of past

research outcomes, whether in the form of

articles, books, or theses, play a vital role

in identifying achievements, theories, and

various approaches. This process, ground-

ed in the careful examination of research

models, scientic methods, and research

tools employed in conducted studies, en-

ables researchers to establish a solid foun-

dation for their future research. These re-

views also aid in identifying gaps and new

opportunities for investigation, thereby un-

derlining the importance of using system-

atic reviews of published articles in terms

of subject matter and methodology as a

powerful method in the research process

to create a unied and fundamental per-

spective in any scientic eld (Hay & et al.,

2017). However, it is observed that some

areas, especially design, architecture, and

art, have been less impacted by system-

atic reviews and meta-analyses of exist-

ing literature. The insufcient attention to

these elds compared to other study areas

highlights the absence of comprehensive

and precise reviews. Stress, anxiety, wor-

ry, dread, negative emotions, and similar

negative feelings, as psychological factors

affecting creative and innovative design

processes, can have varying effects on

professional and specialized design activi-

ties across different branches and orienta-

tions. Based on this, the present research

aims to systematically examine the litera-

ture in the eld of design studies and re-

lated study areas on the topic of negative

emotional experiences as perceived by

designers and their impact on the design

profession, design process, designers,

and their performance. It strives to provide

a comprehensive content and theoretical

framework for the studies conducted. This

allows researchers to not only compare

and synthesize methodologies and exist-

ing results through a qualitative review of

the research conducted but also to identify

new opportunities to address this topic in

the eld of design studies. Therefore, the

present study endeavors to systematically

review the research conducted in this area

and subject it to examination and analysis.

This review includes categorizing research

based on content and different approach-

es, determining the thematic classication

of studies, and evaluating the extent to

which existing research focuses on each

of the emotions, sentiments, and negative

states. This study not only helps identify

knowledge gaps but also introduces new

areas for future research and provides

guidelines for addressing these issues.

This research attempts to answer ques-

tions such as: What is the thematic classi-

cation of most studies conducted? Which

negative emotions have received more at-

tention from researchers? What emotional

experiences have been the focus of exist-

ing research in the eld of design studies

and related study areas?

2. METHODOLOGY

This research was conducted with the goal

of achieving a broader understanding of

the negative emotional experiences per-

ceived in the eld of design studies and

related areas. This study is theoretical, em-

ploying a content analysis approach, utiliz-

ing descriptive and analytical methods to

gather library and documentary informa-

tion. It identies articles that address this

topic by referencing reputable internation-

al scientic sources. In this methodology,

special emphasis is placed on precise and

systematic searches in scientic databas-

es to select articles directly related to the

study topic. It then proceeds to examine

and analyze the content of the collected

data, attempting to classify the existing lit-

erature based on content and different ap-

proaches and to evaluate the extent of their

focus on each of the emotions, sentiments,

and negative states. This theoretical and

analytical approach provides the possibil-

ity of meaningful interpretation and infer-

ence from a wide range of primary data,

which in turn can offer new insights into the

challenges and opportunities in the eld of

design. Therefore, this research provides

164

KAIWAAN, et al. - Negative Emotional Experiences in Design: A Theoretical Approach to the Literature in Design Studies. pp. 161-173 ISSN:1390-5007

EÍDOS 24

2024

valuable information for professionals and

enthusiasts in the eld of design and helps

ll knowledge gaps in this area.

3. DESIGN

Design is an activity aimed at generating

innovative solutions and ideas in pursuit of

transforming the world, rather than simply

reproducing existing ideas and solutions.

It strives to go beyond mere repetition of

existing thoughts and approaches (Ashari

& Shah Hosseini, 2023). The term "design"

is derived from the Latin word "Desig-

nare," meaning to describe, dene, and

draw (Erllhoff, 2008: 195). A wide range of

professional specialties and skills such as

product design, service design, graphic

design, architectural design, interactive

design, and more fall within the profes-

sional elds of design, which are dened

based on the results they deliver (Faragh

& Ashari, 2023). There is no single deni-

tion of design that is accepted by all ex-

perts and researchers; its meaning var-

ies across professions, disciplines, and

design contexts (Abhigyan et al, 2021: 4).

The traditional concept of design dates

back to the 19th century, associated with

the movement of applied arts and indus-

trial production of "Artifacts" (Niiniluoto,

2014: 12), transitioning from the modern

era, which focused solely on the functional

aspect of the product, to the post-modern

era (Ghodusinejad, 2015: 74). However,

the expansion of the concept of design

across various scientic disciplines has

led to new denitions of design that align

with research in the eld. Simon believed

that the science of design comprises a

set of analytical theories about the design

process that possess intellectual robust-

ness and are to some extent testable (Par-

sons, 2016: 55). Design can also be seen

as the deliberate solution to a problem

and the creation of designs for a new type

of artifact, as well as a method for creating

practical solutions to a problem, accepted

as a research paradigm in various scien-

tic disciplines (Ashari & Naeini, 2022).

In a comprehensive denition, design can

be considered a type of exploratory pro-

cess and a form of research (Lawson, 2005:

160). It is an activity that focuses on gener-

ating new ideas and solutions for changing

the world, rather than simply repeating ex-

isting ideas and solutions (Chrysikou, 2020:

320). A clear idea that encompasses the

elements of design, quality, shape, func-

Figure 1. Initial Access to Conducted Studies: Selected Keywords in Two Areas: Design and Stress,

and Reputable Scientic Websites for Keyword Search.

Source: Authors

165

KAIWAAN, et al. - Negative Emotional Experiences in Design: A Theoretical Approach to the Literature in Design Studies. pp. 161-173 ISSN:1390-5007 EÍDOS 24

2024

tion, form, materials, and other characteris-

tics should prevail over all other ideas and

encapsulate the main narrative of a prod-

uct (Ashari & Shah Hosseini, 2023). In es-

sence, design is a creative discipline that

utilizes imagination; its subject matter con-

sists of things that can exist. The main task

in design involves considering the relation-

ships, alignments, and conicts among a

multitude of factors and immersing oneself

in the process of presenting imaginative re-

sponses based on them. The vital charac-

teristic of this integrated process is its think-

ing and action, which connects motivations

and tangible actions, marking the distinct

role of design. When design is conducted

through a combination of logical reasoning

and creative expression, it can be referred

to as thoughtful design or the act of design-

ing, which is neither thought alone nor ac-

tion alone but both together, forming an in-

terconnected unit (Walker, 2017: 19).

4. ARTICLE IDENTIFICATION PROCESS

In the initial phase of identifying relevant

previous studies, a search was conducted

in reputable databases. To primarily ac-

cess articles in the eld of design studies

related to the experience of negative emo-

tions, specic keywords relevant to the

proposed topic were determined for use

in the existing literature search. Given that

the present research is interdisciplinary

between the elds of design studies and

psychology, the keywords were catego-

rized into these two thematic classica-

tions (Figure 1). Keywords selected for the

search in reputable scientic sites within

the design studies eld include "Design".

Keywords related to the eld of psychol-

ogy that connect to negative emotional ex-

periences include ten keywords: "Stress",

"Anxiety", "Worry", "Fear", "Arousal", "Ex-

citation", "Excitement", "Tension", "Strain",

"Emotion", chosen for their search in repu-

table scientic sites. The reason for choos-

ing these keywords is their highest similar-

ity in terms of content load and semantic

meaning. The selection of keywords like

"Excitation", "Emotion", and "Excitement" is

because they encompass negative emo-

tions and sentiments, thus being utilized

in this search. Following the selection of

keywords, they were searched within the

titles and keywords of articles, theses, and

books on reputable international scientic

websites without a time limit from the year

1975 to 2023.The top foreign article and

book search websites were reviewed, and

among them, the Web of Science (WOS),

Science Direct, Scopus, and the British Li-

brary were selected for keyword searches

(Figure 1). These sites were chosen due to

their thematic categorization, allowing for

the classication of articles across various

elds. On the WOS and Scopus websites,

searches were conducted in the titles and

keywords of documents, whereas the Brit-

ish Library website only allowed searches

in document titles, not keywords. Addi-

tionally, on the Science Direct website,

searches could be conducted simultane-

ously in titles, keywords, and abstracts,

and searches were performed in these

sections. Table 1 displays the search of

these keywords on reputable international

sites. In this table, the number of articles

obtained from searching the keywords in

the title, keywords, and abstract is listed

separately for each of the four scientic

websites (WOS, Science Direct, Scopus,

and British Library), with the search time

noted. Keyword searches were conducted

in all documents and all articles, and their

results are stated separately.

5. DISCUSSION

After searching for keywords in interna-

tional scientic databases (WOS, Science

Direct, Scopus, and the British Library), a

collection of related documents was gath-

ered. In this study, we will focus solely

on examining articles, setting aside other

types of documents. These articles have

been recorded in Table 1 and then cat-

egorized into specic thematic classica-

tions, which are presented in Table 2. In

this table, articles are categorized based

on different study areas and their connec-

tions to the selected keywords. Essential-

ly, this table shows the most studies con-

ducted (over fty percent of the articles)

166

KAIWAAN, et al. - Negative Emotional Experiences in Design: A Theoretical Approach to the Literature in Design Studies. pp. 161-173 ISSN:1390-5007

EÍDOS 24

2024

in various study areas from each of the

keywords related to design and negative

emotional experiences, according to the

thematic classication of reputable sci-

entic sites. This categorization allows us

to gain new insights into the study areas

that focus most on examining negative

emotional experiences and to nd new

pathways for research and development

of methods and strategies for improving

design approaches (Table 2).

Table 3, continuing from the previous ta-

bles, provides a more general and concep-

tual classication of related studies, drawn

based on the keywords used in various re-

search efforts. This thematic categorization

allows us to approach the studies on de-

sign and negative emotional experiences

in different research areas from a broader

perspective, showing which keywords and

topics have attracted the most attention in

the scientic community. Thus, these tables

Table 1. Search for Keywords Related to Negative Emotional Experiences in Design Studies on Reputable

Foreign Sites

Keywords

Articles search websites

Articles

obtained Search timeBritish Library Science Direct Scopus WOS

Articles Doc Articles Doc Articles Doc Articles Doc

Design

Stress

Title 3144 3336 54268 59091 2570 4001 1961 2230

144

2022/11/01

–

2022/12/01

Keywords – – 19901 81616 2293 2395

Abstract – – – – – –

Design

Anxiety

Title 166 172

8208 9236

160 221 150 235

2022/11/01

–

2022/12/01

Keywords – – 4008 5288 155 168

Abstract – – – – – –

Design

Worry

Title 16 16 821 926 6 7 811

2022/11/01

–

2022/12/01

Keywords – – 82 86 6 6

Abstract – – – – – –

Design Title 90 104

3300 3697

51 79 45 58

2022/11/01

–

2022/12/01

+Keywords – – 725 904 48 52

Fear Abstract – – – – – –

Design

Emotion

Title 345 377 3584 3968 209 615 172 204

2022/11/01

–

2022/12/01

Keywords – – 2444 4185 318 342

Abstract – – – – – –

Design

Excitement

Title 16 16 217 257 4 7 2 3

2022/11/01

–

2022/12/01

Keywords – – 18 24 – –

Abstract – – – – – –

Design

Excitation

Title 837 845 9591 10219 804 1349 593 633

–

2022/11/01

–

2022/12/01

Keywords – – 5375 9361 285 300

Abstract – – – – – –

Design

Strain

Title 1571 1632 29927 32547 1183 1872 1136 1279

2022/11/01

–

2022/12/01

Keywords – – 20513 31188 778 807

Abstract – – – – – –

Design

Tension

Title 682 706 9784 10531 520 860 439 492

2022/11/01

–

2022/12/01

Keywords – – 4884 7680 322 326

Abstract – – – – – –

Design

Arousal

Title 20 20 2057 2213 16 20 18 23

2022/11/01

–

2022/12/01

Keywords – – 491 641 20 21

Abstract – – – – – –

Keywords – – 59 85 2 2

Abstract – – – – – –

Source: Authors.

167

KAIWAAN, et al. - Negative Emotional Experiences in Design: A Theoretical Approach to the Literature in Design Studies. pp. 161-173 ISSN:1390-5007 EÍDOS 24

2024

Table 2. The Most Studies Conducted in Various Study Areas from Each of the Keywords According to

the Thematic Classication of Reputable Scientic Sites

Keywords WOS Scopus British Library Science Direct

1Design +

Stress

Materials Science

Multidisciplinary -

Mechanics - Engineering

Mechanical - Engineering

Civil - Engineering Electrical

Electronic

Engineering

Mechanical engineering

- Civil engineering -

Electrical and Electronic

Engineering

Engineering - Materials

Science

2Design +

Anxiety

Psychiatry - Psychology

Clinical - Psychology

Multidisciplinary - Public

Environmental Occupational

Health

Medicine

Medicine -

Pharmaceutical

chemistry -

Biotechnology

Medicine and Dentistry

3Design +

Worry

Psychiatry - Health Care

Sciences Services

Medicine -

Engineering -

Psychology

Mechanical engineering

- Civil engineering -

Electrical and Electronic

Engineering

Medicine and Dentistry

4Design + Fear

Neuroscience -

Psychiatry - Psychology

- Art - Pharmacology

- Environmental Studies -

Psychology Multidisciplinary

- Criminology Penology

Engineering -

Social Sciences

- Medicine

Engineering -

Architecture and

Planning

Medicine and Dentistry

5Design +

Emotion

Psychology Multidisciplinary

- Education Educational

Research - Art - Computer

Science Information

Systems - Social Science

Interdisciplinary -

Engineering Multidisciplinary

- Management

Computer Science

- Medicine

Engineering - Articial

intelligence - Design -

Computers - Computer

science

Medicine and Dentistry

- Psychology

6Design +

Excitement -Medicine -

Computer Science Mechanical engineering

Medicine and Dentistry

- Social Sciences -

Psychology

7Design +

Excitation

Engineering Electrical

Electronic - Radiology

Nuclear Medicine Medical

Imaging - Engineering

Mechanical - Engineering

Civil - Instruments

Instrumentation

Engineering Mechanical engineering

- Civil engineering Engineering

8Design +

Strain

Engineering Civil -

Construction Building

Technology - Materials

Science Multidisciplinary

- Engineering Mechanical

- Physics Applied -

Engineering Electrical

Electronic - Biotechnology

Applied Microbiology

Engineering

Mechanical engineering

- Civil engineering -

Electrical and Electronic

Engineering

Engineering - Materials

Science

9Design +

Tension

Engineering Civil -

Construction Building

Technology - Materials

Science Multidisciplinary

Engineering Engineering Engineering

10 Design +

Arousal

Ergonomics - Neuroscience

- Business - psychiatry

-Communication - Family

Studies

Engineering -

Psychology

Psychology - Social

Sciences or Social

Services - engineering

Medicine and Dentistry

- Neuroscience

Source: Authors.

168

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2024

offer valuable information for researchers

seeking a deeper understanding of nega-

tive emotional experiences in various study

elds, enabling them to discover connec-

tions between different segments of this

area and advance towards future research

(Table 3).

The thematic categorization of the articles

obtained in the previous table demon-

strates the subject distribution of studies

related to the keywords. This analysis also

indicates the level of focus various scien-

tic elds have on these topics. In Table 4,

our analysis is centered on articles from the

elds of design, art, architecture, and ergo-

nomics, gathered from four prominent sci-

entic references including the Web of Sci-

ence (WOS), Science Direct, Scopus, and

the British Library. This table highlights the

diversity and breadth of studies in these

areas, enabling us to identify the extent of

research focus each of these study elds

has on keywords related to negative emo-

tional experiences. A detailed examination

of these articles leads us to a better under-

standing of the psychological impacts on

these elds of study (Table 4).

Table 3. General Thematic Categorization of Each Keyword

Keywords

Engineering

Materials Science

Medicine

Dentistry

Psychology

Psychiatry

Education

Chemistry

Biotechnology

Art

Architecture and Planning

Neuroscience

Pharmacology

Environmental Studies

Criminology Penology

Management

Social Sciences

Articial intelligence

Design

Computers

Construction Building Technology

Health Care Sciences Services

Physics Applied

Business

Communication

Ergonomics

1Design +

Stress • •

2Design +

Anxiety •••• •• •

3Design +

Worry • • • • • •

4Design +

Fear • •••• •••••• ••

5Design +

Emotion • ••••• • •••••

6Design +

Excitement • • • • • •

7Design +

Excitation • • •

8Design +

Strain • • • • •

9Design +

Tension • • •

10 Design +

Arousal • • • • • • • • • •

Source: Authors.

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Table 4. Number of Articles Obtained from Searching Keywords in Reputable Scientic Sites

with Subject Categorization in Design, Art, Architecture, and Ergonomics

Keywords Related eld WOS Scopus Science

Direct

British

Library

1Design

+ Stress

Architecture (WOS)

Architecture and Planning (British Library)

Title ––––

Keywords 1 – –

Art (WOS) (British Library)

Arts and Humanities (Scopus) (Science

Direct)

Title – 37

–

Keywords –595 –

Ergonomics (WOS) Title 18 – ––

Keywords 18 – –

Product Design (British Library) Title – – –

Design

Anxiety

Architecture (WOS)

Architecture and Planning (British Library)

Title ––––

Keywords – – –

Art (WOS) (British Library)

Arts and Humanities (Scopus) (Science

Direct)

Title – 18

100

–

Keywords – 116 –

Ergonomics (WOS) Title ––––

Keywords 2 – –

Product Design (British Library) Title – – – –

Design

Worry

Architecture (WOS)

Architecture and Planning (British Library)

Title –––1

Keywords – – –

Art (WOS) (British Library)

Arts and Humanities (Scopus) (Science

Direct)

Title – –

–

Keywords – 4 –

Ergonomics (WOS) Title ––––

Keywords 1 – –

Product Design (British Library) Title – – –

Design

Fear

Architecture (WOS)

Architecture and Planning (British Library)

Title –––8

Keywords – – –

Art (WOS) (British Library)

Arts and Humanities (Scopus) (Science

Direct)

Title 1 10

–

Keywords – 48 –

Ergonomics (WOS) Title ––––

Keywords 1 – –

Product Design (British Library) Title – – – –

Design

Emotion

Architecture (WOS)

Architecture and Planning (British Library)

Title ––––

Keywords 9 – –

Art (WOS) (British Library)

Arts and Humanities (Scopus) (Science

Direct)

Title 6 48

103

Keywords 28 261 –

Ergonomics (WOS) Title 17 – ––

Keywords 21 – –

Product Design (British Library) Title –––32

Design

Excitement

Architecture (WOS)

Architecture and Planning (British Library)

Title –––2

Keywords – – –

Art (WOS) (British Library)

Arts and Humanities (Scopus) (Science

Direct)

Title – –

–

Keywords – – –

Ergonomics (WOS) Title ––––

Keywords – – –

Product Design (British Library) Title – – – –

170

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2024

Creating a frequency distribution chart

based on the information gathered from

the tables and the content mentioned pro-

vides a valuable tool for a more accurate

and detailed analysis of the data derived

from the most studies conducted in the

thematic categories of each searched key-

word (in the titles and keywords of previous

articles) within the eld of design studies

and related study areas focusing on nega-

tive emotional experiences. This would be

applicable across all four scientic web-

sites (WOS, Science Direct, Scopus, and

the British Library). The design of this chart

aims to facilitate researchers' access to

the focal points of study areas and topics.

It offers a general analysis of the obtained

data, displaying at a glance the topics with

the highest number of articles on the dis-

cussed subject (Chart 1).

Based on this chart, the keyword "Design

+ Stress" has the highest frequency of re-

search in the eld of Art and Humanities,

Design

Excitation

Architecture (WOS)

Architecture and Planning (British Library)

Title ––––

Keywords – – –

Art (WOS) (British Library)

Arts and Humanities (Scopus) (Science

Direct)

Title –2

–

Keywords – 76 –

Ergonomics (WOS) Title ––––

Keywords – – –

Product Design (British Library) Title – – –

Design

Strain

Architecture (WOS)

Architecture and Planning (British Library)

Title ––––

Keywords – – –

Art (WOS) (British Library)

Arts and Humanities (Scopus) (Science

Direct)

Title –3

–

Keywords – 125 –

Ergonomics (WOS) Title 8 –––

Keywords 5 – –

Product Design (British Library) Title – – –

Design

Tension

Architecture (WOS)

Architecture and Planning (British Library)

Title 1 – ––

Keywords 2 – –

Art (WOS) (British Library)

Arts and Humanities (Scopus) (Science

Direct)

Title 4 24

–

Keywords 2 84 –

Ergonomics (WOS) Title 4 – ––

Keywords 2 – –

Product Design (British Library) Title – – – –

Design

Arousal

Architecture (WOS)

Architecture and Planning (British Library)

Title ––––

Keywords – – –

Art (WOS) (British Library)

Arts and Humanities (Scopus) (Science

Direct)

Title – 1

–

Keywords –35 –

Ergonomics (WOS) Title ––––

Keywords 4 – –

Product Design (British Library) Title –––2

Source: Authors.

171

KAIWAAN, et al. - Negative Emotional Experiences in Design: A Theoretical Approach to the Literature in Design Studies. pp. 161-173 ISSN:1390-5007 EÍDOS 24

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indicating a signicant focus of research-

ers in this area on the topic of stress. The

number of studies using this keyword in

the elds of Art and Ergonomics is much

lower. Following this keyword, a consider-

able amount of studies in the elds of Art

and Humanities relate to the keywords "De-

sign + Emotion," likely examining both the

positive and negative impacts of this emo-

tional experience. The number of studies

for this keyword in the eld of Ergonomics

is very low. Subsequently, keywords such

as "Design + Anxiety," "Design + Strain,"

and "Design + Tension" have signicantly

fewer studies, which may indicate a new

research opportunity in these areas. This

chart represents the total number of pub-

lished studies for each keyword in each

eld (Chart 1).

Table 5. The Majority of Articles Conducted in

Design-Related Study Fields on the Topic of

Negative Emotional Experiences

Keywords Related eld

1 Design + Anxiety Arts

2Design + Fear Architecture and

Planning

3Design + Emotion Design

4 Design + Strain Arts

5Design + Arousal Arts

Source: Authors

Considering the content, tables, and a

thorough analysis of the data obtained

from the frequency distribution table of ar-

ticles, the ve keywords that have yielded

the most research are as follows: The ma-

jority of articles with the keywords Anxiety,

Strain, Arousal are found in the eld of Art;

with the keyword Fear in the eld of Archi-

tecture and Urban Planning; and with the

keyword Emotion in the eld of Design

(Table 5). The keyword "Emotion" indicates

that articles related to emotions have been

primarily focused on in the eld of design.

This may be due to emotions being a cru-

cial component in user experience and us-

ers' interactions with designed products.

Research in these areas can improve how

products are designed and enhance user

experience. The keyword "Anxiety" has

the highest frequency in studies related

to the eld of art. This might be because

art is considered a space for exploration

and expression of emotions, and studying

Anxiety can lead to a better understanding

of how these psychological states impact

creative processes. The keywords "Strain"

and "Arousal" have also been highlighted

in the eld of art, indicating an interest in

examining the effects of psychological and

physical pressures on artists. Research

in these areas could help identify stress

management strategies and promote well-

being and mental health among artists. Fi-

nally, the keyword "Fear" has been particu-

Chart 1. General analysis of the data obtained from the most studies conducted on each of the searched keywords in the elds

of Art and Humanities, Architecture, and Ergonomics

Source: Authors

172

KAIWAAN, et al. - Negative Emotional Experiences in Design: A Theoretical Approach to the Literature in Design Studies. pp. 161-173 ISSN:1390-5007

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2024

larly focused on in the eld of architecture

and urban planning. This could mean that

researchers in this eld aim to understand

how fear affects designers and users and

how architecture can help reduce or man-

age these fears.

6. CONCLUSION

The research conducted in the eld of de-

sign studies and related study areas con-

cerning negative emotional experiences

clearly demonstrates that these two sub-

jects intersect in various ways and across

different contexts. Reviews suggest that

negative emotional experiences in the eld

of architectural and urban design studies

are primarily focused under the theme of

Fear, possibly due to safety challenges and

environmental impacts on individuals. In

the eld of art studies, experiences associ-

ated with Anxiety, Strain, and Arousal have

been more extensively examined, indicat-

ing the inuence of these states on creativi-

ty processes and art production. Moreover,

articles related to both positive and nega-

tive emotional experiences, Emotion, are

generally concentrated in the eld of de-

sign studies, highlighting the signicance

of user experience and users' emotional

connection with products. A broader analy-

sis of the data and charts shows that the

elds of design, architectural design, and

art each explore negative emotional expe-

riences in their unique ways. Researchers

in architecture tend to consider fear as a

fundamental element in designing physical

environments and emphasize it, while art

researchers examine deep emotional and

psychological impacts. Design research-

ers conduct studies focused on reducing

stress, enhancing human efciency, and

comfort. These investigations underline the

need for interdisciplinary approaches in ex-

amining negative emotional experiences,

which could ultimately lead to the develop-

ment of more comprehensive strategies for

managing these experiences across vari-

ous elds. Given the presented content, the

limitations, challenges, and recommenda-

tions of this research are as follows:

Limited access to certain international da-

tabases and the high variability in study

elds and related keywords pose chal-

lenges to the comprehensiveness and ac-

curacy of research. The use of the keyword

"design" in broad and general terms, espe-

cially in unrelated articles, can lead to the

collection of incorrect data and increase

complexity in data analysis. To counter

these challenges, it is recommended to

strengthen interdisciplinary collaborations

to establish common denitions and mod-

els, laying the groundwork for integration

and comprehensive outlooks in research

endeavors. Furthermore, emphasizing the

study of anthropological and psychologi-

cal aspects, including negative and posi-

tive emotional experiences in design and

its process, and their impacts on creativity,

productivity, and the mental well-being of

designers, can provide valuable insights.

This research offers a foundation for future

studies to specically focus on addressing

existing issues and leveraging the provid-

ed recommendations to enhance future re-

search in areas related to negative emotion-

al experiences such as stress and anxiety

in design.

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https://doi.org/10.1017/dsi.2019.184

Convocatoria para Publicación de Artículos Cientícos -

Revista Cientíca EÍDOS, Edición Número 25

La revista Eídos invita a investigadores, académicos y profesionales a enviar sus artículos para su

próxima edición especial sobre:

Tema Principal: “CIUDADES FRONTERIZAS: Explorando Identidades y Dinámicas Urbanas”

Descripción

Las ciudades fronterizas son espacios donde convergen diversas culturas, economías y dinámi-

cas sociales, lo que las convierte en entornos urbanos únicos y fascinantes. Esta temática busca

explorar el desarrollo urbano en zonas limítrofes y su impacto en la identidad local, así como las

complejidades que surgen en la planicación y gestión de estas ciudades.

Se alienta a los autores a presentar artículos originales que aborden, entre otros, los siguientes

temas:

• Desarrollo urbano en zonas limítrofes y su inuencia en la identidad local.

• Migración y diversidad cultural en ciudades fronterizas.

• Infraestructuras transfronterizas y su impacto en la conectividad urbana.

• Conictos y colaboraciones en la planicación urbana transfronteriza.

• Seguridad urbana y gestión de fronteras en entornos urbanos limítrofes.

• Economía urbana y comercio transfronterizo en ciudades fronterizas.

• Desafíos medioambientales y resiliencia en áreas urbanas fronterizas.

Los artículos serán evaluados por pares, siguiendo un proceso de revisión anónima, y se selec-

cionarán para su publicación aquellos que cumplan con los estándares de calidad y relevancia

académica.

Instrucciones para los autores: Los autores interesados deben enviar sus artículos originales a

través del sistema de presentación en línea de la revista. Los artículos deben seguir las pautas de

estilo y formato proporcionadas en el sitio web de la revista. Se aceptarán artículos cientícos con

una extensión máxima de 7,000 palabras.

Para más información y detalles sobre la presentación de artículos, por favor visite el sitio web de

la Revista Eídos en https://revistas.ute.edu.ec/index.php/eidos/index.

Recepción de propuestas / Deadline: 2024-09-15

Publicación / Publication: 2025-01

CALL FOR PAPERS

EÍDOS 25

CIUDADES FRONTERIZAS:

EXPLORANDO IDENTIDADES

Y DINÁMICAS URBANAS

BORDER CITIES: EXPLORING URBAN

DENTITIES AND DYNAMICS

Universidad UTE

@eidosrevista

Redes sociales:

@eidosrevista @eidosrevista

Universidad UTE

@eidosrevista

Social networks:

@eidosrevista @eidosrevista

Call for Submission of Scientic Articles - EIDOS Scientic Journal,

Edition Number 25

Eídos journal invites researchers, academics, and professionals to submit their articles for its up-

coming special edition on:

Main Theme: “BORDER CITIES: Exploring Urban Identities and Dynamics”

Description

Border cities are spaces where diverse cultures, economies, and social dynamics converge, making

them unique and fascinating urban environments. This theme seeks to explore urban development

in border areas and its impact on local identity, as well as the complexities that arise in the planning

and management of these cities.

Authors are encouraged to submit original articles addressing, among others, the following topics:

• Urban development in border areas and its inuence on local identity.

• Migration and cultural diversity in border cities.

• Cross-border infrastructures and their impact on urban connectivity.

• Conicts and collaborations in cross-border urban planning.

• Urban security and border management in border urban areas.

• Urban economy and cross-border trade in border cities.

• Environmental challenges and resilience in border urban areas.

Articles will be peer-reviewed following an anonymous review process, and those meeting the

standards of quality and academic relevance will be selected for publication.

Instructions for Authors: Interested authors should submit their original articles through the journal's

online submission system. Articles should follow the style and formatting guidelines provided on the

journal's website. Scientic articles with a maximum length of 7,000 words will be accepted.

For more information and details regarding article submission, please visit the Eídos Magazine

website at https://revistas.ute.edu.ec/index.php/eidos/index.