Construcción Industrializada: la guía definitiva

No te pierdas esta guía con todas las características de la industrialización en la edificación. Hacemos un repaso desde sus orígenes hasta los proyectos y sistemas que destacan en la actualidad.
industrialización

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.

 

 

Índice de contenidos:

  1. Introducción.
  2. Un repaso a la historia de la construcción industrializada.
    • Orígenes de la construcción industrializada.
    • La industrialización en el siglo XX.
    • Industrializado, prefabricado y modular no son lo mismo.
  3. Ventajas de la construcción industrializada.
    • Ventajas para el profesional.
    • Para el cliente.
    • Construcción industrializada vs. tradicional.
  4. Herramientas para la construcción industrializada.
    • La tecnología de la construcción 4.0.
    • Perfiles profesionales.
  5. La construcción industrializada es sostenible.
    • El punto de vista económico.
    • El factor social en edificios industrializados.
    • Lo medioambiental.
    • La rehabilitación industrializada.
    • La industrialización en Passivhaus y las certificaciones medioambientales.
  6. Materiales y soluciones constructivas en la industrialización.
    • Materiales innovadores.
    • Estructuras industrializadas.
    • Componentes avanzados y robótica.
  7. Ejemplos de construcción industrializada.
    • Proyecto ÁVIT-A: El sistema integral de construcción industrializada
    • ¿Qué aporta KÖMMERLING a ÁVIT-A?

 

 

1. Introducción sobre la Construcción industrializada

perfcon

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

La inmensa mayoría de los objetos y dispositivos que utilizamos a diario y la ropa que vestimos están producidos de manera industrial. Gracias a su fabricación en serie podemos disfrutar de cierta calidad a un coste asequible. Así como las diferentes industrias se han ido adaptando conforme la tecnología avanza, en el caso del sector de la construcción está sucediendo más lentamente. La construcción industrializada proporciona las herramientas para el avance tecnológico, medioambiental y económico que el sector necesita para esta adaptación.

Actualmente entendemos por 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”.

La industrialización aporta a la Construcción 4.0

  • Definir constructivamente el edificio casi completamente en fase de proyecto, favoreciendo así la resolución anticipada de posibles problemas y no dejando nada a la “improvisación” en fase de obra.
  • La automatización de procesos y, por tanto, eficiencia en los plazos.
  • La especialización y profesionalización de los agentes que intervienen en la construcción de los edificios.

 

 

2. Un repaso a la historia de la construcción industrializada

La industrialización 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, de manera que se consigan edificios de calidad y coste proporcionado. A pesar de que en los últimos años hay un interés creciente en la construcción industrializada, el concepto fue desarrollado desde comienzos del siglo XIX.

 

Orígenes de la construcción industrializada

A medida que los siglos han ido pasando, la producción de bienes en general ha ido mecanizándose poco a poco por medio de diferentes revoluciones industriales. La construcción industrializada remonta su origen al desarrollo de construcción de viviendas en EEUU en el siglo XIX. El sistema denominado “Balloon Frame” consistía en la fabricación off-site de estructuras de bastidores de madera y posterior montaje de las partes en el solar. Este sistema prevalece actualmente en forma de sistemas estructurales de acero.

balloon framing

Sistema Balloon Frame en un edificio en EEUU.

 

También tenemos en el siglo XIX ejemplos de viviendas prefabricadas en metal en Reino Unido, que se enviaban totalmente montadas por barco a las nuevas colonias de Australia evitándose así tener que vivir en tiendas de campaña. Las viviendas debían ser ligeras y sencillas para optimizar su transporte.

iron house

Modelo decasa industrializada británica «Iron House».

 

El Palacio de Cristal de la exposición de 1851 en Londres también marcó un hito en la construcción industrializada: supuso el primer edificio de grandes dimensiones construido en estructura de acero y paneles de vidrio como único cerramiento. Se caracterizó por ser un edificio barato y de rápida ejecución.

crystal palace

 

 

La industrialización en el Siglo XX

Ya en el siglo XX tenemos ejemplos importantes de acercamiento a la vivienda industrializada. Walter Gropius y su propuesta “Packaged house” contribuyen al avance de las viviendas construidas en seco.

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 como parte de un programa más amplio, el “Case Study Houses”, cuyo objetivo era crear nuevos ejemplos de arquitectura con materiales prefabricados y tecnologías avanzadas. La casa Eames (Case Study House Nº 8) fue diseñada en 1945 y consta de dos volúmenes prefabricados cuya estructura de acero en fachada fue construida solamente en 90 horas. Debido a este escaso tiempo de construcción, la casa resultó ser de muy bajo coste. La vivienda es flexible espacialmente y de diversos colores, aportando el 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 destaca la obra de Moshe Safdie con sus viviendas de hormigón prefabricado “Habitat 67”, construidas con motivo de los juegos olímpicos de Montreal 1967. Este complejo residencial consigue vencer el mito de que los prefabricados de hormigón son poco atractivos estéticamente y son perfectamente implantables 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

 

A lo largo del siglo XX tenemos otros muchos más casos de éxito en innovación con construcción industrializada a nivel mundial. En el caso de España tenemos por ejemplo los proyectos de Manuel de las Casas, quien optó por la construcción en seco de bloques de vivienda con un alto nivel de industrialización 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, complejo galardonado con el Premio Mies van der Rohe 1996. Arquitecto: Manuel de las Casas

 

Industrializado, prefabricado y modular no son lo mismo

El concepto de industrialización puede llegar a no ser tan claro y confundirse con términos muy parecidos como la arquitectura prefabricada y las viviendas modulares. ¿Qué diferencia hay entre ellos?

La construcción industrializada es un término amplio que engloba más bien a las otras dos. Dependiendo del nivel de industrialización, si éste es total y no es necesario ensamblar piezas en obra, podemos hablar de viviendas prefabricadas. Las prefabricadas solamente necesitan conectarse a las redes de suministro de la parcela, se transportan terminadas al solar y se acoplan 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.

 

 

3. Ventajas de la construcción industrializada

Nos encontramos en el punto de inflexión definitivo para dar el salto hacia una mayor industrialización en el sector de la Arquitectura, la Ingeniería y la Construcción. No se trata solo de industrializar el proceso de transformación de materias primas y fabricación de materiales, sino en el sentido global de la construcción de un edificio. En este sentido la construcción industrializada de viviendas es especialmente importante ya que el grueso del parque inmobiliario nacional está compuesto por esta tipología.

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 sobre la vivienda construida artesanalmente (“tradicional”):

  • Tenemos un mayor control sobre el proyecto, ya que las soluciones se automatizan.
  • La capacidad de maniobra para corregir errores se produce antes de la puesta obra, lo que garantiza la calidad y el control total de la construcción en fase de proyecto.
  • El producto final tiene un alto nivel de calidad al haber controlado y solucionado los errores a tiempo.
  • Los plazos de ejecución se logran cumplir e incluso reducir. 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 del edificio facilitan enormemente las posibilidades de reciclaje de los 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

Los arquitectos a veces no somos conscientes de la importancia que tiene nuestro trabajo. El trazado de una línea o un muro en el ordenador genera todo un proceso de extracción de materias primas, elaboración de materiales, comercialización de componentes que la materializan, la necesidad de demás profesionales instaladores de componentes en obra, etc. En efecto, nuestros diseños suponen un gasto en materiales y mano de obra. La industrialización de viviendas aporta a los profesionales de la construcción las siguientes ventajas:

  • Tener en cuenta la importancia y coste del diseño arquitectónico.
  • Aunque la vivienda industrializada implica una definición mayor en fase de proyecto, proporciona mucho ahorro en tiempo en fase 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.
  • Las condiciones de trabajo en una nave cubierta son infinitamente mejores que trabajar a la intemperie.

 

Ventajas para el cliente

El cliente destinatario de las viviendas industrializadas, tanto el promotor como el usuario final, obtiene beneficios de la siguiente forma:

  • Rentabilidad de la inversión garantizada al cumplir con plazos y costes en la construcción.
  • Los accidentes laborales y el peligro de trabajar a la intemperie se reducen, por tanto tendremos una plantilla saludable y rentable para el promotor.
  • El usuario final tiene la oportunidad de disfrutar de una calidad edificatoria:
    • A un coste razonable, al estar los procesos constructivos mecanizados.
    • Garantía de materiales y sistemas construidos con control de calidad y duraderos con el paso del tiempo. Menor tendencia a defectos de la construcción.
    • Disponer de una vivienda inteligente, donde “el Internet de las Cosas” está integrado en los sistemas. Confort en cuanto al uso de la vivienda.

 

Construcción industrializada vs. tradicional

El actual 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, hecho que ahora mismo el modelo de construcción artesanal no es capaz de cubrir. 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 estas razones, la diferencia entre la construcción industrializada y la tradicional se hace patente en diferentes aspectos:

 

Procedimiento de construcción

En arquitectura industrializada un alto porcentaje de los elementos constructivos es elaborado 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 debido a los trabajos a la intemperie. La siniestralidad laboral resulta así elevada.

Este tipo de trabajos dependientes de la coordinación entre gremios y de su buen desarrollo en el solar acarrean normalmente demoras en el proceso y se corre peligro de cometer errores constructivos, al tener pasar por el edificio diferentes oficios. En cambio, el modelo de construcción industrializada a menudo se le denomina “de junta seca”, ya que solo se necesita acoplar los elementos en obra mediante ensamblado y sin presencia de agua.

 

Posibilidades de diseño

El modelo artesanal ofrece un alto grado de personalización del edificio, en el sentido de que, como muchas de las decisiones finales se toman en fase de obra, la dedicación a la resolución de problemas no resueltos en esta fase 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.

En la industrialización 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 preindustrializados quedan aseguradas en fábrica, donde los elementos quedan sometidos a un alto nivel de control de calidad. Las calidades quedan definidas previamente al montaje y 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 por esa libertad a realizar cambios por parte del cliente, 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

El aumento de la optimización y eficacia también tiene que ver con la 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 es un hecho muy preocupante en el sector de los edificios, ya que el precio de las materias primas cada vez es mayor debido a una escasez cada vez mayor de recursos terrestres. Además, los residuos en el solar muy rara vez son separados y gestionados adecuadamente para su reciclaje y es complicado llevar un control de éstos.

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

 

 

4. Herramientas para la construcción industrializada

Uno de los principales quebraderos de cabeza de los agentes 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 pilares en los que se basa la Construcción 4.0 es en conseguir que el trabajo bien hecho logre ser productivo como cualquier otra actividad. La industrialización supone un alto grado de organización y tecnología integrada en nuestro trabajo. Para ello, contamos con diferentes herramientas a nuestro alcance:

 

 

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 implantación de estas herramientas conlleva asimismo una especialización profesional. 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.

 

La tecnología de la construcción 4.0

Aunque la integración de BIM no es reciente, en el caso de la industrialización es una de las herramientas más potentes y necesarias:

 

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 cuanta 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

Aunque la tecnología aplicada en la construcción 4.0 supone un gran avance en todo el sector, conlleva también un proceso de transformación por parte de los profesionales. La digitalización no tiene tanto que ver con la compra de equipos más avanzados, sino también con saber manejarlos e integrarlos en una nueva estructura organizativa. En este sentido 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 industrialización 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 y no solo se dedica a proyectar edificios, sino que 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:

 

 

5. 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, lo que conlleva una reducción de tiempos máxima.
  • Especialización y profesionalización del sector.
  • Una reducción de los accidentes laborales y las bajas por enfermedad. Las condiciones de trabajo son mucho más seguras y el trabajo manual se reduce.
  • Un aumento exponencial del control de calidad, lo que aporta tranquilidad al cliente.
  • 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.

 

Lo medioambiental

Tal y como está estructurado el modelo de construcción artesanal, se presupone que alrededor del 15% de los materiales se convertirán en residuo sin tan siquiera utilizarlos. La construcción industrializada contribuye al pilar medioambiental fomentando:

  • El reciclaje de materiales por sistema en planta.
  • Al estar la construcción organizada en cadena de montaje, la generación de residuos de la construcción está muy controlada.
  • Ahorro de materia prima y menos desperdicios. Optimización de materias primas en fábrica.
  • 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 una constante.
  • Optimización del transporte de los componentes, lo que conlleva una reducción de emisiones de gases de efecto invernadero.
  • Es más sencillo controlar la supresión de puentes térmicos al diseñarse los sistemas directamente prescindiendo de estos.

 

La rehabilitación industrializada

La aplicación de la industrialización en la arquitectura se entiende a menudo solamente en proyectos de edificación de nueva planta. Si bien la construcción industrializada está logrando poco a poco salvar la barrera de los prejuicios a la hora de aplicar el concepto en tipología de vivienda, la rehabilitación siguiendo el concepto industrializado es si cabe aún más infrecuente. Esta falta de ejemplos de éxito hace frenar de hecho la sistematización de la rehabilitación, tan necesaria actualmente.

Lo cierto es que el sector de la construcción cuenta ahora mismo con dos necesidades: la necesidad de rehabilitar energéticamente a gran escala y el conseguir que los proyectos de rehabilitación sean rentables. La construcción industrializada unida a las diferentes tecnologías de mapeo y gestión de edificios con BIM y drones agilizan enormemente el éxito para ambas necesidades.

quartier du grand parc

Rehabilitación industrializada en Burdeos. Arquitectos: Lacaton & Vassal. Foto: Philippe Ruault.

 

La rehabilitación industrializada tiene las siguientes ventajas:

  • Se reducen enormemente tiempos y sobrecostes gracias al uso de la tecnología BIM.
  • Los componentes preexistentes están totalmente localizados y clasificados digitalmente.
  • El desmantelamiento de elementos y su reciclaje queda asegurado.
  • Una vez se tiene toda la información física del estado actual en digital, las soluciones se diseñan más fácilmente gracias a las tecnologías.
  • Las soluciones constructivas se estandarizan evitando los puentes térmicos y aprovechando todas las ventajas que ofrece la industrialización.
  • Todos los componentes se modulan y su fabricación se automatiza, evitando a toda costa la toma de decisiones en obra.
  • El montaje es limpio, en seco y los desperdicios se reducen al máximo.

 

Como ejemplos pioneros 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 dos complejos de vivienda social 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.

 

El proyecto innovador europeo “Energiesprong” revoluciona el mundo de la rehabilitación con sus sistemas constructivos totalmente industrializados: la nueva envolvente térmica industrializada se ensambla perfectamente al edificio actual.

energiesprong

Montaje de uno de las cubiertas prefabricadas del proyecto «Energiesprong», rehabilitación de viviendas al estándar Passivhaus. 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.

 

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 también totalmente compatibles 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.

 

Todos 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.

 

 

6. 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 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 las viviendas industrializadas 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 típico de la vivienda 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 innovadores 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 de la industrialización cuenta con amplio desarrollo actualmente. Tanto el hormigón prefabricado, como el acero y la madera son materias primas utilizadas en muchas estructuras industrializadas:

  • 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 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.

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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.

 

 

7. Ejemplos de construcción industrializada

A lo largo del mundo podemos encontrar ejemplos de construcción industrializada, en menor o mayor grado de prefabricación o menor o mayor escala. 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, sobre todo en la rehabilitación.

Aunque ya hemos comentado varios ejemplos de industrialización de vivienda tanto de obra nueva como de rehabilitación, surgen ahora nuevas propuestas y modelos de negocio que esperamos que ayuden a engrosar el volumen de vivienda industrializada construida en España. Nos referimos al proyecto ÁVIT-A.

 

Proyecto ÁVIT-A: El sistema integral de construcción industrializada

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ÁVIT-A es una iniciativa promovida por Grupo Avintia que consiste en implantar definitivamente el 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. ÁVIT-A 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, ÁVIT-A 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 ÁVIT-A 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 ÁVIT-A?

Las ventanas y puertas son en principio productos industrializados, ya que llegan a obra completos y sin necesidad de “construirlos”. Pero, hablando del método de construcción artesanal, las carpinterías en efecto deben ser propiamente instaladas en el hueco de obra y en condiciones a veces desfavorables. Por ejemplo, el tener que instalar ventanas en un edificio en altura y/o en condiciones atmosféricas desfavorables.

En la construcción industrializada y más concretamente en el proyecto ÁVIT-A, los sistemas KÖMMERLING se tratan 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 ÁVIT-A, tiene desarrolladas dos soluciones para la construcción industrializada:

  • Solución 1. Para carpinterías contamos con el sistema KÖMMERLING76 AD Xtrem, un perfil de 76mm de ancho y con 5 cámaras de aire que tiene una transmitancia térmica desde 1,1 W/m2
  • Solución 2. En protecciones solares tenemos la solución de cajón de persiana RolaPlus, integrable perfectamente en combinación con el sistema de carpinterías y asegurando las altas prestaciones de transmitancia térmica, hermeticidad al aire, estanqueidad al agua y resistencia a la carga de viento.

 

Con ambas soluciones KÖMMERLING aporta así su amplia experiencia en edificios de alta eficiencia energética al proyecto ÁVIT-A. Los sistemas de carpinterías de altas prestaciones sumados a la industrialización resultan la combinación perfecta para seguir el camino de la descarbonización.

Ángela Sisternes García
Ángela Sisternes García
Técnica especializada

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

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