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Construcción Industrializada: la guía definitiva para Profesionales y Clientes

Esta guía te interesa si …

  • Eres arquitecto o técnico interesado en la construcción 4.0.
  • Estás planteándote especializarte en industrialización.
  • Necesitas una guía técnica online de referencia.
  • Necesitas conocer la construcción industrializada en general.
  • Quieres saber qué relación tiene la industrialización con los edificios sostenibles.
  • Estás interesado en las empresas y productos trabajan actualmente con el concepto industrializado.

Lo que vas a aprender

  • Entender el por qué de la construcción industrializada.
  • Descubrir que la industrialización tiene ya cierta historia.
  • Distinguir los diferentes conceptos en torno a la industrialización: la arquitectura industrializada, prefabricada y modular.
  • Conocer las ventajas de la construcción industrializada.
  • Entender las diferencias entre la construcción industrializada y la tradicional.
  • Tomar conciencia de la necesidad nuevos perfiles profesionales para la construcción industrializada.
  • Conocer las herramientas tecnológicas que disponemos.
  • Descubrir que la construcción industrializada también es sostenible.
  • Conocer los materiales, productos y ejemplos de construcción industrializada actuales.
  1.  

Introducción sobre la Construcción industrializada

perfcon
Sistema estructural «Perfcon», ideado para el edificio Simmos Hall en Boston. Arquitecto: Steven Holl.

La construcción industrializada proporciona las herramientas para el avance tecnológico, medioambiental y económico del sector de la edificación. La inmensa mayoría de los objetos y dispositivos que utilizamos y la ropa que vestimos están fabricados de manera industrial. Gracias esto podemos disfrutar de cierta calidad a un coste asequible. Al igual que las diferentes industrias se han ido adaptando conforme la tecnología avanza, el sector de la construcción también se adapta a las necesidades de la sociedad y la economía actual con la edificación industrializada. 

¿Qué es la construcción industrializada?

Definimos construcción industrializada como «aquel proceso que, de forma racional y automatizada, incorpora la aplicación de tecnologías avanzadas al proceso de diseño, producción, fabricación y gestión, empleando materiales, medios de transporte y técnicas mecanizadas en serie para obtener una mayor productividad”.

¿Qué aporta la industrialización a la Construcción 4.0?

  • El edificio se detalla constructivamente por completo en fase de proyecto. Así podemos resolver anticipadamente los posibles problemas, evitamos así la “improvisación” en fase de obra.
  • Los procesos se automatizan al máximo. Como consecuencia, conseguimos una gran eficiencia en los plazos.
  • Ayuda a la especialización y profesionalización del sector.

La edificación industrializada del siglo XXI tiene como objetivo superar las dificultades de la arquitectura artesanal en cuanto a la baja productividad y la precariedad de los trabajos. Con esto obtenemos edificios de calidad a un coste proporcionado.

Para conseguir una mayor industrialización en el sector de la construcción se trata, además de automatizar el proceso de transformación y fabricación de materiales, de automatizar lo más posible la construcción de nuestros edificios.

¿Cuáles son las características principales de la construcción industrializada?

La fabricación mecanizada es la característica más significativa de la edificación industrializada. Otras particularidades principales son:

  • Los diseños arquitectónicos se definen con detalle gracias al uso de las nuevas tecnologías y la colaboración entre los agentes del proyecto.
  • Una vez aprobado el diseño, llega el turno de la industrialización. Los sistemas constructivos e instalaciones del proyecto se modulan en diferentes piezas y kits “plug&play”.
  • Todos los módulos se fabrican offsite bajo cubierto y llegan a obra terminados, donde se ensamblan unos con otros.
  • El control de fabricación es exhaustivo, aumentando así la calidad del producto final.
  • Las edificaciones industrializadas se montan en obra rápidamente. Los tiempos de ejecución se reducen drásticamente.

 

Diferencias entre la construcción industrializada, la prefabricada y la modular

Puede que el concepto de industrialización no sea del todo claro, dando pie a confundirnos con términos muy parecidos, pero no iguales. ¿Qué diferencia hay con la arquitectura prefabricada y las viviendas modulares?

La construcción industrializada es un término amplio que engloba más bien a estas dos últimas. Dependiendo del nivel de industrialización, si ésta es total y no es necesario ensamblar piezas en obra, podemos hablar de viviendas prefabricadas. Las casas prefabricadas están construidas totalmente offsite y se transportan completamente terminadas al solar. En la parcela necesitan únicamente conectarse a las redes de suministro, se acoplan directamente sobre el terreno.

leap house
Ejemplo de sistema prefabricado: Leap House.

En cambio, en la construcción modular, el edificio o complejo residencial está compuesto por varios módulos similares. Este tipo de construcción es más limitada en cuanto a sus dimensiones porque las medidas son cerradas y los edificios suelen ser la suma de varios de estos módulos ya predefinidos. Ejemplos claros son las viviendas de Moshe Safdie y también Boklok, el proyecto de vivienda modular de bajo coste de IKEA.

habitat 67
Complejo residencial «Hábitat 67», construido de forma modular. Arquitecto: Moshe Safdie. Foto: Juan Muñoz.

 

Tipos de construcción industrializada

Hablar de tipos de construcción industrializada es adentrarse en el mundo de los materiales y de las técnicas de ejecución. Más concretamente, existen dos tipos de clasificación:

  1. Según los materiales estructurales empleados. Tenemos tres materiales base con los que fabricar sistemas industrializados de construcción:
    1. Hormigón. El material estrella de la industrialización actualmente es el hormigón armado.
    2. Madera. La mayor facilidad de manejo de la madera frente al hormigón la está popularizando cada vez más, tanto en construcción ligera como en paneles contralaminados.
    3. Acero. El acero sigue utilizándose, aunque normalmente en industrialización de estructuras porticadas.
  2. Los elementos que se industrializan. El nivel de industrialización depende de las piezas que se fabrican en planta. Las distinguimos en:
    1. Piezas unidimensionales. Básicamente es la industrialización de elementos lineales como las estructuras de acero, hormigón y madera.
    2. Elementos bidimensionales. Son piezas de cerramiento completas con acabados interiores, que se ensamblan unas con otras en obra.
    3. Módulos 3D. Los módulos basados en la “arquitectura container” son muy rápidos de montar en obra por apilamiento.
    4. Unidades independientes. Las unidades particulares como los baños, escaleras, balcones, y módulos de distribución de la energía es un tipo de industrialización excelente para aquellas partes del edificio dentro de la envolvente térmica.

 

Un repaso a la historia de la construcción industrializada

Aunque en los últimos años hay un interés creciente en la edificación industrializada, el concepto fue desarrollado desde finales del siglo XVIII. A medida que el tiempo ha ido pasando, la producción de bienes en general fue mecanizándose poco a poco con las revoluciones industriales. La construcción industrializada remonta su origen al desarrollo de construcción de viviendas en EEUU en el siglo XIX. El sistema  “Balloon Frame” consistía en fabricar las estructuras de madera off-site y posteriormente montar los bastidores en el solar. Este sistema prevalece ahora en la forma que montamos las estructuras de acero laminado.

balloon framing
Sistema Balloon Frame en un edificio en EEUU.

En el siglo XIX encontramos en Reino Unido una tipología muy interesante de viviendas prefabricadas en madera con cerramientos en metal.  Las viviendas se enviaban totalmente montadas por barco a las nuevas colonias de Australia y África. Para optimizar su transporte, las viviendas debían ser ligeras y sencillas. Gracias a ellas, los nuevos colonos se evitaban tener que vivir en tiendas de campaña. 

iron house
Modelo decasa industrializada británica «Iron House».

El Palacio de Cristal de la Exposición de 1851 en Londres, como sabemos, marcó también un hito en la construcción industrializada: fue el primer edificio de grandes dimensiones construido con estructura de acero y paneles de vidrio como único cerramiento. Fue muy conocido entonces por haber sido un edificio relativamente barato y de rápida ejecución.

crystal palace

 

La industrialización en el Siglo XX

Ya en el siglo XX tenemos ejemplos importantes de vivienda industrializada. A lo largo del siglo pasado tenemos muchos más casos de éxito en innovación con edificación industrializada a nivel mundial. En sus comienzos, Walter Gropius contribuyó al avance de las viviendas construidas en secocon su propuesta “Packaged house”:

packaged house
Construcción de una Packaged House, modelo industrializado ideado por Walter Gropius.

Tras ambas guerras mundiales, los arquitectos Charles y Ray Eames construyeron su propia casa dentro del proyecto “Case Study Houses”. Este programa de vivienda tenía como objetivo crear nuevos ejemplos de arquitectura con materiales prefabricados y tecnologías avanzadas. La casa de los Eames (Case Study House Nº 8), diseñada en 1945, consta de dos volúmenes prefabricados con pórticos de acero. ¡Consiguieron construir la fachada en solo en 90 horas! Gracias a esto, la casa resultó ser de muy bajo coste. La Casa Eames es flexible espacialmente y de diversos colores, aportando un toque de diseño.

casa Eames
Charles y Ray Eames durante la construcción de su casa. Foto: Library of Congress.

En la segunda mitad del siglo XX te destacamos la obra de Moshe Safdie con sus primeras viviendas de hormigón prefabricado “Habitat 67”. El complejo residencial se construyó con motivo de los JJOO de Montreal en 1967. Con este ejemplo, desmontamos el mito de que los prefabricados de hormigón son poco atractivos estéticamente. Como demuestra Safdie, el hormigón visto se puede implantar perfectamente en arquitectura de vivienda.

moshe safdie
Foto: Ethel Baraona @Flickr.

La década de 1970 fue muy fructífera en cuanto a la prefabricación se refiere. Otro de los ejemplos más famosos es el bloque de viviendas Nagakin Capsule Tower en Tokio:

Nagakin Capsule tower

 

En España tenemos también casos de éxito de construcción y vivienda industrializada en el siglo XX. Varios de los proyectos de Manuel de las Casas, por ejemplo, destacan por tener un alto nivel de industrialización. En sus bloques de vivienda social en Alcobendas optó por la construcción en seco utilizando el hormigón prefabricado tanto en estructuras como en cerramientos. El resultado es una arquitectura limpia y elegante:

manuel de las casas
198 Viviendas sociales en Alcobendas, complejo galardonado con el Premio Mies van der Rohe 1996. Arquitecto: Manuel de las Casas
 
 

Ventajas de la construcción industrializada

Aunque el éxito de la vivienda industrializada se ha visto a veces empañado tachándola de “antiestética” y poco eficiente energéticamente hablando, lo cierto es que la industrialización cuenta con muchísimas ventajas:

  • Tenemos un mayor control sobre el proyecto, el diseño de las soluciones se automatiza.
  • Los errores constructivos se subsanan en fase de proyecto. Esto garantiza la calidad del producto final y un control total de la construcción antes de la puesta en obra.
  • Los plazos de ejecución se cumplen e incluso pueden llegar a reducirse. Los diferentes componentes se fabrican por separado en distintas naves con lo cual ayuda a optimizar los tiempos. No es necesario esperar a replanteo en obra para comenzar a trabajar.
  • La facilidad tanto de montaje como de desmontaje de los edificios industrializados facilita las posibilidades de reciclaje de componentes y materiales. Dichos materiales reciclados pueden entrar de nuevo en la cadena industrial y ayudar así a reducir los impactos medioambientales.

La industrialización de viviendas supone beneficios para todos los agentes involucrados en el proceso, y este hecho repercute también en la satisfacción del cliente.

proceso industrializado
El proceso de construcción industrializada. Fuente: Libro Blanco sobre la industrialización de la construcción.

Ventajas para el profesional

La edificación industrializada aporta a los arquitectos principalmente ser conscientes de lo que supone su trabajo: el trazado de una línea o un muro en el ordenador genera todo un proceso en potencia de extracción de materias primas, elaboración de materiales, comercialización de componentes, la necesidad de demás profesionales instaladores de componentes en obra, etc. Obtenemos además las siguientes ventajas:

  • Saber la importancia y coste del diseño arquitectónico desde las etapas iniciales.
  • Aunque el diseño industrializado implica una definición mayor en fase de proyecto, nos alivia mucho en tiempo de construcción.
  • En base a lo anterior, los honorarios y salarios son adecuados en comparación con la construcción artesanal.
  • El tiempo dedicado al proyecto se reduce. De esta forma, los proyectos no se eternizan en el tiempo, nos permite trabajar de forma más fluida y con mayor número de encargos diferentes.
  • Fomenta la especialización de los profesionales, ya que el proceso industrializado es complejo y basado en tareas muy específicas.

Ventajas para el cliente

El cliente del proyecto industrializado, tanto el promotor como el usuario final, obtiene los siguientes beneficios:

  • Rentabilidad de la inversión garantizada, al cumplir con plazos y costes de construcción.
  • Los accidentes y enfermedades derivados de trabajar a la intemperie se reducen. Por tanto tendremos una plantilla de trabajadores saludable y rentable para el constructor.
  • El usuario final tiene la oportunidad de disfrutar de una calidad edificatoria:
    • A un coste razonable.
    • Menor tendencia a defectos de la construcción. Con garantía de materiales y sistemas construidos, con control de calidad y duraderos con el paso del tiempo. 
    • Uso cómodo de la vivienda. Opciones de vivir en una casa inteligente, donde “el Internet de las Cosas” está integrado en los sistemas. 

 

Diferencias entre la construcción industrializada y la tradicional

El modelo industrial 4.0 se basa en la automatización y optimización de procesos, el uso de nuevas tecnologías y la mano de obra especializada. La seriación en la cadena de producción es fundamental a la hora de fabricar objetos de calidad que a la vez tengan salida a un mercado muy competitivo.

El modelo de producción artesanal se basa en la baja producción, la personalización del producto y el coste elevado. No es que este sistema sea “peor” que el industrializado, simplemente la sociedad actual demanda un tipo de construcción económica, de calidad y rentable, y el modelo de construcción artesanal no es capaz de cubrirlo. Estamos por tanto ante una sociedad que demanda tener edificios de calidad y ajustados en los plazos, cuando todavía la mayoría de nosotros seguimos proyectando y construyendo edificios “a la antigua”. Este desequilibrio se hace visible cuando los proyectos se demoran, los honorarios no se rentabilizan y debemos realizar modificaciones en el diseño hasta la misma entrega del edificio terminado al propietario.

Aparte de esta razón, la diferencia entre la construcción industrializada y la tradicional se hace patente en diferentes aspectos:

En la forma de proceder

En edificación industrializada un alto porcentaje de los elementos constructivos se elabora en fábrica de forma sistemática con empleo de máquinas, robots y trabajadores especializados. Por tanto, la mayor parte de la construcción se realiza a cubierto y en condiciones de trabajo óptimas, cosa que no sucede en la construcción artesanal, donde el peso de la calidad del edificio resultante recae en los trabajos in situ, por personal no siempre cualificado y en condiciones ambientales variables y en su mayoría adversas. La siniestralidad laboral resulta así elevada.

Los trabajos de construcción donde una sola partida del proyecto se ejecuta de golpe en el edificio, acarrean normalmente demoras en el proceso, ya que hasta que un oficio no ha terminado de actuar en el conjunto, el siguiente no puede entrar a trabajar. En cambio, en el modelo de construcción industrializada, los gremios trabajan en paralelo en planta de fabricación y las diferentes partes del edificio se van ejecutado al mismo tiempo.

Posibilidades de diseño

El modelo artesanal ofrece un alto grado de personalización del edificio. Como muchas decisiones de diseño finales se toman en obra, el tiempo dedicado a la resolución de problemas es mayor. Además, la libertad que tiene el cliente de realizar cambios hasta el último minuto en obra es infinita, cosa que resulta mucho más difícil en industrializada. El diseño y toma de decisiones arquitectónicas en construcción 4.0 se limita a la fase de proyecto, quedando el edificio definido en su totalidad. En este caso la construcción del proyecto se automatiza y el equipo de diseño no debe invertir tanto esfuerzo en fase de construcción, ya que las piezas llegan prefabricadas ya a obra, una ventaja a la hora de evitar cambios sustanciales por parte de clientes indecisos.

Esto no quiere decir que en la edificación industrializada el diseño no está limitado, sino que la definición del edificio se desarrolla en fases tempranas. Una vez decidido el diseño arquitectónico, el proceso de construcción se automatiza y hay menos posibilidad de modificaciones improvisadas.

Calidad del producto final

Las calidades de los edificios industrializados quedan aseguradas en fábrica. Allí, los elementos quedan sometidos a un alto nivel de control de calidad. Las piezas tienen menor margen de error al estar previamente cortadas con precisión.

En cambio, la calidad de los edificios construidos artesanalmente depende del buen hacer de los agentes en obra. La coordinación de todos los equipos es imprescindible para ello, y el cumplimiento y control de la calidad solo se comprueba cuando el edificio está terminado, ya que los sistemas se ejecutan y completan in situ.

Plazos y costes

Los tiempos en el modelo artesanal se demoran en fase de obra, no solo porque el cliente pueda realizar cambios de última hora, sino también debido a la dependencia de la coordinación entre oficios y las condiciones climáticas cambiantes.

Por ese motivo, la construcción industrializada hace hincapié en la optimización y la eficacia intentando a toda costa cumplir con los plazos evitando todos esos factores anteriores. Al ajustar plazos, los costes son los esperados en industrialización. Eso repercute en tener edificios asequibles económicamente, sin sobrecostes y optimizando los honorarios profesionales.

Sostenibilidad

Cuando producimos elementos en serie, el desperdicio de material y trabajo humano se reduce al máximo, ya que para cada fase de la fabricación se emplean materiales y mano de obra prevista con antelación. El desperdicio de material en los edificios es un hecho que nos preocupa bastante, ya que el precio de las materias primas cada vez es mayor. Además, deberíamos separar los residuos en el solar y gestionarlos adecuadamente para su reciclaje.

Por último, la emisión de CO2 y gases debida al transporte tanto de los oficios como de los materiales de construcción al solar en la construcción artesanal, se evita teniendo centralizada la fabricación de los elementos en un lugar, como sucede en la construcción industrializada.

 

Herramientas para la construcción industrializada

Uno de los principales quebraderos de cabeza de las personas que trabajamos en la arquitectura y construcción es la ineficiencia que tiene el método artesanal. Cuando la toma de decisiones se extiende en el tiempo y los plazos se demoran, tiene como consecuencia un muy bajo rendimiento económico, es decir, en la actividad profesional hay tendencia a perder dinero.

Precisamente uno de los objetivos de la Construcción 4.0 es conseguir que nuestro trabajo sea lo más productivo posible. La edificación industrializada supone tener un alto grado de organización y utilizar tecnología integrada. Para ello, tenemos a nuestro alcance las siguientes herramientas:

La combinación de la cadena de producción con Lean Construction y BIM asegura esta optimización del uso de materiales y el trabajo especializado que tanto estamos ansiando. La búsqueda de la eficacia en los procesos necesita dividir el trabajo en diferentes tareas, de forma que cada profesional es una de las piezas que engrana la cadena de producción-construcción-gestión del edificio.

construcción industrializada
Esquema de funcionamiento de la construcción industrializada. Fuente: Libro Blanco de la Industrialización.

Tecnología de la construcción 4.0

La integración de BIM en la industrialización es muy necesaria porque:

Lean Construction forma otra de las principales patas tecnológicas para llevar a cabo arquitectura industrializada. Lean fundamenta sus objetivos en la eficiencia extrema de las actividades y el uso de materiales para conseguir el mínimo desperdicio y la máxima rentabilidad. Esta técnica está principalmente orientada a la creación de herramientas específicas en fase de ejecución, en este caso, la coordinación y toma de decisiones en planta de fabricación y el montaje posterior de los elementos. Los principios básicos de Lean Construction son:

  • La reducción al máximo de las actividades que no aportan valor.
  • El incremento del valor de las actividades que sí aportan valor.
  • Una reducción de la variabilidad de los diseños.
  • Reducción del tiempo del ciclo de cada fase.
  • Simplificación del proceso. En este caso, la centralización del proceso constructivo en fábrica.
  • Un incremento de la flexibilidad de la producción.
  • Transparencia del proceso.
  • Control y gestión del proceso.
  • Búsqueda de una mejora constante y aprender de los errores.

Este nuevo enfoque “obliga” a los agentes a estar en contacto desde el inicio del proyecto. De esta forma, las decisiones se toman teniendo en cuenta también la viabilidad de la construcción, y no teniendo que esperar a la fabricación para saber lo que va a costar el edificio y el equipo humano que va a necesitar.

La tecnología basada en Blockchain constituye el tercer pilar sobre el que se apoya el desarrollo de la construcción industrializada. La Blockchain (cadena de bloques) se basa en el intercambio de información y transacciones codificadas y seguras entre varios participantes:

  • Permite una trazabilidad de los procesos. La información no se pierde.
  • Funciona muy bien en entornos descentralizados. Es decir, no hace falta la intervención de terceros ni agentes centralizadores a la hora de aprobar los procesos (por ejemplo, la burocracia).
  • El intercambio es transparente, fidedigno y rápido entre las partes.

 

Teniendo en cuenta la necesidad de coordinación entre numerosos equipos a la hora del éxito en la construcción industrializada, la Blockchain parece ser el medio más adecuado para conseguirlo. En este sentido, los contratos siguiendo el método IPD integrados con la tecnología Blockchain permiten gestionar las tareas y aprobación de éstas de forma colaborativa y participativa.

 

Perfiles profesionales

Ya hemos visto que la tecnología aplicada en la construcción 4.0 supone un gran avance en todo el sector. Y esto implica también un proceso de transformación por parte de nosotros, los profesionales. La transformación hacia la digitalización tiene que ver con saber manejar la tecnología e integrarla en nuestra estructura organizativa. Para esto necesitamos nuevos perfiles profesionales que reúnan:

  • Especialización en algún área de la construcción industrializada.
  • Capacitación informática y manejo de nuevas tecnologías.
  • Predisposición a la colaboración entre agentes.
  • Capacidad de coordinación entre actividades dentro del proceso constructivo.
  • Habilidades directivas orientadas a la construcción 4.0.
  • Conciencia en la separación y reciclaje de materiales.

En lo que compete a nosotros los arquitectos, la edificación industrializada abre puertas a nuevos caminos de especialización. El perfil de arquitecto proyectista sumido en solitario en los proyectos, como sucedía en el siglo XX, está en auténtico declive. El arquitecto de la construcción 4.0 forma parte de toda una red de profesiones dedicadas al edificio que puede dedicarse a proyectar edificios, pero también puede actuar en la gestión y mantenimiento de estos.

La construcción industrializada demanda arquitectos capaces de aportar valor real a la transformación digital. El sector necesita arquitectos que sean capaces de trabajar en entornos digitales y de gestionar los proyectos de forma ágil, comunicativa y automatizada:

 

La construcción industrializada es sostenible

La sostenibilidad hoy en día ha pasado de ser un concepto del futuro a una realidad. Las Directivas europeas y los 17 Objetivos de Desarrollo Sostenible 2030 marcan las pautas para poder pivotar todas las actividades productivas hacia el balance económico, social y medioambiental. La construcción industrializada parece un método bastante acorde con los tres pilares de la sostenibilidad:

 

El punto de vista económico

En este enfoque encontramos bastantes ventajas para todos los agentes implicados en la edificación:

  • Optimización de los plazos de entrega de cara al promotor y constructor.
  • Las condiciones de trabajo son mucho más seguras y el trabajo manual se reduce.
  • Los costes en transporte de componentes se centralizan.

El factor social en edificios industrializados

La evidente mejora en las condiciones de trabajo de los operarios al estar montado los elementos principalmente en fábrica y no a la intemperie hace que la construcción industrializada sea socialmente sostenible. Además:

  • Los trabajadores están especializados, ayuda a la profesionalización del sector y al empleo de calidad.
  • Propicia un ecosistema de empresas fabricantes e instaladoras “limpia”, evitando las subcontratas de bajo coste.
  • Mayor tranquilidad por parte del cliente gracias al control de calidad continuo.

Lo medioambiental

Tal y como está estructurado el modelo de construcción artesanal, alrededor del 15% de los materiales se convierten directamente en residuo, incluso sin haber sido utilizados. Sin embargo, la construcción industrializada contribuye al pilar medioambiental fomentando:

  • El reciclaje de materiales por sistema en planta de fabricación.
  • Al estar la fabricación organizada en cadena de montaje, la generación de residuos está muy controlada.
  • Menor gasto de agua al ser mayoritariamente construcción “en seco”.
  • Hay un control de vertidos a los suelos, al contrario que sucede en la construcción in situ, donde la contaminación de suelos por vertido de materiales es inevitable.
  • Optimización del transporte de los componentes, lo que conlleva una reducción de emisiones de gases de efecto invernadero.

La rehabilitación industrializada

Los retos actuales del sector de la construcción son rehabilitar energéticamente a gran escala el inmenso parque inmobiliario preexistente y conseguir que los proyectos de rehabilitación sean rentables. Para lograr ambos, la construcción industrializada se postula como la mejor solución. La rehabilitación industrializada en serie combinada con las mejores tecnologías de mapeo y gestión de edificios con BIM agiliza enormemente nuestro trabajo.

quartier du grand parc
Rehabilitación industrializada en Burdeos. Arquitectos: Lacaton & Vassal. Foto: Philippe Ruault.

¿Cómo sacamos partido a la rehabilitación industrializada en serie? 

  • Reducimos enormemente los tiempos y los sobrecostes.
  • Los componentes preexistentes están totalmente localizados y clasificados digitalmente.
  • Diseñamos las soluciones más fácilmente gracias al mapeo exhaustivo del edificio preexistente.
  • Diseñamos soluciones constructivas estandarizadas libres de puentes térmicos.
  • Todos los componentes se modulan y su fabricación se automatiza, evitando así la improvisación en obra.
  • El montaje es limpio, en seco y los desperdicios se reducen al máximo.

A la hora de realizar rehabilitaciones industrializadas tenemos diversos proyectos de los arquitectos Anne Lacaton y Jean-Philippe Vassal, galardonados con el Pritzker 2021. Comprometidos con el medio ambiente, la mejora social y la economía, cuentan con varios complejos de vivienda social pioneros ejecutados en Burdeos y París.

lacaton vassal paris
Proceso de rehabilitación de uno de los bloques en París por los arquitectos Lacaton&Vassal. Fotos: Foto: Philippe Ruault.

Hablando ya de rehabilitaciones de alta eficiencia energética a gran escala, el programa de rehabilitación de viviendas en Alemania Energiesprong ha revolucionado el mercado con sus sistemas constructivos totalmente industrializados: la nueva envolvente térmica industrializada se ensambla perfectamente al edificio actual. En rehabilitación industrializada con el estándar Passivhaus también contamos con un programa europeo similar, el proyecto OutPHit.

energiesprong
Montaje de uno de las cubiertas prefabricadas del proyecto «Energiesprong». Foto: Revista Passivhaus Plus.

En España tenemos un caso muy interesante para rehabilitar viviendas mediante la adición de plantas a edificios preexistentes en módulos prefabricados:

la casa por el tejado
Montaje de los módulos prefabricados del sistema prefabricado «La casa por el tejado». Foto: Albert Argiles y Otger Rius

La industrialización en Passivhaus y las certificaciones medioambientales

Aunque también parezca extraño asociar la meticulosidad constructiva con la que se trabaja en la certificación Passivhaus con el concepto de industrialización, esta es una combinación más que posible. De hecho, los proyectos Passivhaus se distinguen por tener cerrados todos los detalles constructivos antes de que la obra comience, intentando facilitar al máximo la ejecución del edificio. Este factor es un obligado a la hora de industrializar elementos, además de sacar la ventaja de trabajar en un ambiente laboral en óptimas condiciones resultando así unos cerramientos muy bien construidos, sobre todo a la hora de instalar las carpinterías, que llegan a obra perfectamente selladas:

  • Kiss House es un sistema de viviendas modulares siguiendo el estándar Passivhaus capaces de montarse en 4 días.
  • El edificio de la Universidad Cornell en Nueva York, con 26 pisos, ha supuesto también un antes y un después en el avance del estándar en la industrialización de edificios.
  • Como fruto de estos proyectos pioneros y otros muchos combinando Passivhaus con industrialización, surgió la rehabilización Passivhaus industrializada con el programa europeo OutPHit.
Cornell University
Montaje de unen de los paneles industrializados para el edificio de la Unniversidad Cornell en Nueva York. Edificio certificado Passivhaus. Foto: Handel Architects LLP.

Las certificaciones medioambientales como BREEAM, LEED, VERDE y DGNB son compatibles perfectamente con la industrialización en edificios. Existen por ejemplo casos de éxito que combinan la certificación LEED, Passivhaus y la industrialización en un kit de vivienda. En efecto, los sistemas de evaluación ambiental otorgan un peso importante a temas como:

  • La separación de residuos y su gestión.
  • La reducción del consumo de agua en obra.
  • La reducción de las emisiones de gases en transporte de materiales y componentes.
  • El ahorro en materiales y evitar su desperdicio.

Estos impactos o criterios caracterizan precisamente a la construcción industrializada.

Finalmente, BRE, el organismo británico que regula la certificación BREEAM, tiene una certificación exclusiva para viviendas industrializadas modulares, el estándar BPS 7014.

El estándar BPS tiene por objetivos:

  • Promover nuevos métodos de construcción y técnicas avanzadas de fabricación, manteniendo los niveles de seguridad y durabilidad.
  • Generar confianza a la hora de hacer proyectos de vivienda.
  • Demostrar que es posible cumplir con los códigos técnicos de construcción y también mejorar nuestra manera de construir.
  • Demostrar el confort y los beneficios para el cliente que supone construir con sistemas modulares.

El estándar especifica los requisitos de rendimiento y verificación para los sistemas constructivos y componentes modulares construidos mediante procesos avanzados de fabricación.

bps
Sistema de prefabricación BPS creado por BRE.

 

Materiales y soluciones constructivas en la industrialización

La elección de materiales y sistemas constructivos por parte de los proyectistas siempre es tema de discusión y negociación con la empresa constructora en la construcción artesanal, sobre todo a la hora de ajustar presupuestos. Pero ¿Qué sucede en la vivienda industrializada? ¿Podemos seguir utilizando los mismos componentes o deben tener alguna singularidad?

La ventaja en este caso es que, al ir coordinados los agentes de la construcción desde fases tempranas del proyecto, la elección de materiales y sistemas industrializados se define antes también. De esta forma, el proyecto queda cerrado y definido antes.

En principio no existen limitaciones en cuanto al uso de materiales. Lo que sí es cierto es que se tiene preferencia por el uso de materiales y componentes que den facilidades a la hora de integrarlos en el conjunto:

  • Cuanto menos densos, mejor. Hay que tener en cuenta que el peso de cada pieza determina su mayor o menor tamaño para el posterior transporte y montaje.
  • Reciclados y/o reciclables. Una de las ventajas de la construcción industrializada de viviendas es su facilidad de montaje, pero también de desmontaje. Si los materiales son reciclables y retornables a la cadena de valor, el impacto ambiental se reduce considerablemente.
  • Preferiblemente se utilizan componentes de “junta seca”, es decir, que se instalan y construyen sin presencia de agua (sin mortero ni pastas de agarre). Esto ayuda a mantener las instalaciones de montaje y la obra limpias.

 

Materiales innovadores

Si nos ponemos a pensar en un material para la construcción industrializada, la mente se nos va posiblemente a la placa de cartón-yeso, por ejemplo. En efecto, ahora se nos hace un poco impensable el hacer tabiques y trasdosados de fábrica, como se hacía hasta hace bien poco. Pero la industrialización va más allá y el ciclo de vida del material también importa:

  • Existen ya materiales bioplásticos derivados de plantas. Son compostables y biodegradables.
  • Utilización de la tecnología aditiva, es decir, la generación de materiales de construcción con impresoras 3D.
  • La incorporación de cenizas y escorias respetuosas con el medioambiente que sustituyan al cemento Portland.
  • El mundo de los nanomateriales genera productos muy resistentes y duraderos.
  • El uso de vidrios inteligentes que no solo tengan prestaciones de barrera entre exterior-interior, sino que tengan integrados sistemas de captación de energía solar y de protección solar.

Estructuras industrializadas

En este aspecto el sector cuenta con amplio desarrollo actualmente. Tanto el hormigón prefabricado, como el acero y la madera son materias primas utilizadas en muchos sistemas estructurales industrializados:

  • El hormigón armado pretensado se utiliza muy frecuentemente en estructuras de grandes luces de edificios industriales. Aunque también existen grandes ejemplos en vivienda, bien es cierto que no son casos frecuentes. El empleo de las estructuras de hormigón armado tiene un gran potencial en vivienda porque permite crear grandes luces y formas variadas. Al hormigón armado sería deseable que fuera de alta resistencia.
  • Las estructuras en madera son por defecto el paradigma de industrialización en vivienda. Las estructuras de entramado ligero y las de panel contralaminado (CLT) copan el mercado residencial industrializado. La madera además es un material natural y por tanto desechable. La única desventaja es su cierta limitación en cuanto a la edificación en altura con respecto al hormigón y al acero.
  • Soluciones en entramado de acero. El acero es un material resistente, moldeable y fácilmente reciclable. La ventaja que tiene además es que su fabricación es en seco, sin presencia de agua.

Lo único que puede y debe ser mejorado en cuanto a la red de empresas fabricantes de estructuras prefabricadas, es que apuesten por una total integración de éstas en el conjunto del proyecto y cerramientos, no como una entidad independiente al resto del edificio. Los puntos de mejora pueden ser:

  1. Una colaboración con el resto de las empresas fabricantes y proveedoras.
  2. Ofrecer directamente al arquitecto un catálogo con la oferta de sistemas constructivos acabados y con los huecos también instalados.
  3. Que parte de las materias primas con las que trabajen sean recicladas. Por ejemplo, optar por cementos alternativos al Portland, en el caso de los hormigones.
estructura industrializada
Ejemplo de estructura industrializada de entramado ligero de madera.

Componentes avanzados y robótica

El uso de robots y máquinas forma gran parte del proceso constructivo industrializado en fábrica. Pero no debemos olvidar que la fase de montaje en el solar puede agilizarse enormemente no solo con el empleo de grúas, sino también con robots. Dichos robots son capaces de instalar y ensamblar las piezas modulares mecánicamente con facilidad y reducen la siniestralidad laboral al mínimo. Y, por supuesto, los elementos a ensamblar también deben ser diseñados correspondientemente.

Un ejemplo del uso de robots en fase de puesta en obra es el proyecto “Hephaestus”, desarrollado por un grupo de empresas, entre las que se encuentra Tecnalia.

 

Hablando de fachadas, la industrialización y la fabricación de materiales innovadores abre la puerta a todo un mundo de fachadas y envolventes avanzadas de edificios:

  • Fachadas dinámicas. Sirven para regular la entrada de radiación solar en función del día y la hora. Son sistemas adaptativos que varían su aspecto exterior según la hora del día y las necesidades ambientales interiores del edificio.
  • Sistemas de doble fachada. Son aquellos que están compuestos de una doble piel de cerramiento acristalado. También puede darse el caso de edificios cuya piel acristalada exterior se ha sustituido por sistemas de captación de energía solar.

 

Ejemplos de construcción industrializada

Tras los casos de éxito de edificios industrializados a lo largo de la historia, vivimos actualmente en España un nuevo impulso con proyectos muy interesantes, contribuyendo así a engrosar el volumen de casos de éxito. Nos centramos en la tipología de vivienda ya que es la más extendida en superficie a nivel mundial y además la que más inversión y transformación necesita. Actualmente tenemos en el sector nuevas propuestas y modelos de negocio, que contribuirán a engrosar el volumen de vivienda industrializada en España. 

Proyecto Ávita: El sistema integral de construcción industrializada

 

Ávita es una iniciativa promovida por Grupo Avintia que consiste en implantar definitivamente un método de construcción industrializada a la tipología de vivienda. Estamos hablando por tanto de un sistema integral de construcción industrializada para viviendas.

El Grupo Avintia, grupo industrial del sector constructor-inmobiliario, ha decidido apostar fuertemente por edificios de calidad y además rentables económicamente. Un camino en el que está acompañado por diferentes fabricantes de soluciones constructivas como Daikin, Baxi, Saint Gobain, Orona, Aldes y Kömmerling. El resultado es un sistema de fabricación que aprovecha las ventajas tanto de las nuevas tecnologías como de la producción industrializada. Ávita mecaniza y sistematiza la construcción siguiendo el método aditivo, en el que todos los elementos de la vivienda son tratados como una serie de unidades independientes que se ensamblan in-situ.

El proyecto ofrece una serie de soluciones para configurar el edificio, tanto en la parte envolvente como en los sistemas activos, como si de un catálogo se tratase. Las viviendas tienen por tanto una serie de soluciones asociadas, que se integrarán en planta de producción y se enviarán para montaje en la parcela.

Con esta sistemática, Ávita permite:

  • Una simplificación en la toma de decisiones en fase de diseño.
  • Agilidad en el proceso constructivo.
  • Tener una infraestructura de empresas especializadas con soluciones concretas.
  • Integración de la eficiencia energética y la automatización en la fabricación.
  • Reducir los plazos de entrega.
  • Una rentabilidad y durabilidad de los activos inmobiliarios, al ser el producto de calidad.

Para ello Grupo Avintia pondrá en funcionamiento tres fábricas destinadas exclusivamente a la construcción industrializada. Las viviendas construidas con el sistema de Ávita serán industrializadas casi al 100%. Solamente hará falta ensamblar las piezas y elementos entre ellos, o bien entregarlos integrados directamente en las estructuras.

 

¿Qué aporta Kömmerling a Ávita?

Las ventanas y puertas se consideran en general productos elaborados, ya que llegan a obra completos y sin necesidad de instalar diferentes materiales por separado. Sin embargo, en el método de construcción artesanal, las carpinterías se instalan in situ en el hueco de obra, lo que hace que volvamos al modelo de baja productividad

En la construcción industrializada, los huecos se ejecutan en entornos controlados y cerrados, forman parte de la cadena de montaje de los muros de fachada. Así, las ventanas que se reciben en obra están perfectamente integradas en los módulos de fachada, lo que agiliza enormemente el proceso de construcción del edificio.

El hecho de industrializar completamente las ventanas es sumamente importante ya que la instalación de huecos es un trabajo minucioso, preciso y, al desarrollarse en este caso en un entorno seguro al margen de las condiciones exteriores, la correcta ejecución queda asegurada: este es el caso de Kömmerling y más concretamente dentro del proyecto Ávita. Los sistemas Kömmerling se tratan en Ávita como otro componente más a incorporar en la propia cadena de montaje de muros. Las carpinterías quedan integradas en los cerramientos industrializados, quedando el hueco perfectamente instalado en fábrica. En este entorno es mucho más fácil garantizar la calidad y prestaciones que aportan los sistemas de carpinterías.

Kömmerling, como empresa partner de Ávita, tiene desarrollada una potente solución de ventana industrializada:

  • Sistema KÖMMERLING76 AD Xtrem, el perfil de PVC de 76mm de ancho con 5 cámaras de aire, más el cajón de persiana RolaPlus, guías, vierteaguas y vidrios incorporados. Una vez fabricado el sistema por completo, se envía a la planta de ensamblaje para su instalación.
  • Un protocolo detallado de instalación de la ventana, adaptado a la ejecución mecanizada. El proceso de instalación de la ventana industrializada en el hueco es algo diferente a la tradicional, ya que se ejecuta con maquinaria en planta de montaje. Para conseguir la calidad exigida, Kömmerling tiene desarrollado un sistema de ejecución paso a paso. Las soluciones adoptadas garantizan por supuesto las prestaciones de estanqueidad al agua, aislamiento térmico-acústico y hermeticidad al paso del aire.

Con esta solución Kömmerling aporta así su amplia experiencia en edificios de alta eficiencia energética al proyecto Ávita. Los sistemas de carpinterías de altas prestaciones sumados a la industrialización resultan la combinación perfecta para seguir el camino de la descarbonización.

 

Construcción industrializada

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Ángela Sisternes García
Arquitecta y diseñadora Passivhaus Certificada. Trabajando desde 2015 por edificios de gran calidad, confort y alta eficiencia.

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