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Construcción modular en hormigón: una tendencia imparable (Parte 2)

Desde que se registró la primera patente de edificio prefabricado mediante módulos tridimensionales en forma de cajón apilable en hormigón, ideado por el arquitecto estadounidense Edward T. Potter a finales del Siglo XIX, hoy se estima que existen unas 1.300 patentes de construcción modular en hormigón en el mundo. Uno de los datos más reseñables que revelan la creciente aceptación de esta metodología constructiva, lo pone el hecho de que cada vez hay un mayor número de empresas que están apostando por esta línea de negocio, basada en la preconstrucción o prefabricación, trasladando a la planta industrial el mayor número de tareas y reduciendo por tanto las que se llevarían a cabo en la obra. En España estimamos que hay en torno a 20 empresas que han apostado por esta tecnología en hormigón en edificación (cifra en aumento), estando algunas de ellas enfocadas únicamente a esta técnica, u otras que además prefabrican otros elementos y que completan su cartera de producto. Al no poder citarlas a todas, en este segundo y último artículo de la serie (ver el primero [+]), haremos un repaso de las empresas asociadas, qué características las distinguen, resumiremos las ventajas de esta metodología constructiva y, por último, expondremos algunos tendencias interesantes que permiten esperar que esta técnica se consolide y crezca en aceptación durante los próximos años.


Criterios de diseño y comercialización


El criterio fundamental de diseño es que de la fábrica debe salir un sistema lo más acabado posible, buscando siempre grandes dimensiones, con las mínimas juntas y que facilite la máxima rapidez de montaje y una solidez constructiva del edificio resultante. El objetivo final es conseguir conjuntos integrados que se conviertan en soluciones estandarizadas. Esto permitiría obtener series importantes de piezas que optimicen el precio.

Debe destacarse que aunque la construcción definitiva se referencie en un esquema modular, también se puede partir de la combinación de elementos lineales (pilares, vigas, pórticos) y/o superficiales (forjados, paneles) ensamblables que conformarán las celdas en obra (1D y/o 2D → 3D). De esta forma, algunas de estas empresas entregan el módulo completo (3D), pudiendo incorporar de fábrica algunas de las instalaciones y otros acabados; y otras, en cambio, operan de forma que los módulos se ensamblan en la obra siguiendo un proceso estudiado en el que se van incorporando paulatinamente elementos líneales (1D) y/o superficiales (2D). Este segundo caso respondería a la definición de kit, como "aquel producto de construcción introducido en el mercado por un único fabricante como un conjunto de al menos dos componentes separados que necesitan ensamblarse para ser incorporados en las obras de construcción”, que figura en el Reglamento Europeo de Productos de Construcción.


Tabla.- Principales diferencias entre los sistemas modulares basados en elementos 1D y 2D frente a celdas 3D

Empresas que apuestan por la tecnología modular en hormigón

Vamos a repasar a continuación las empresas asociadas de ANDECE que fabrican y comercializan estos sistemas de construcción modular con elementos prefabricados de hormigón:

APLIHORSA MODULAR (Provincia de A Coruña)

Esta empresa española con más de 60 años en el mercado dedicados a la construcción de prefabricados de hormigón y fruto de la innovación y la investigación realizada desde entonces, ha lanzado al mercado un revolucionario sistema de construcción modular de casas, oficinas y locales comerciales. En el caso de aplicaciones residenciales, en lugar de diseñar una vivienda estática dispone de 24 módulos de diseño combinables entre sí, para que cada cliente pueda configurar cada edificación en función de sus gustos y necesidades con costes cerrados en tres sencillos pasos:

1)    Selección del modelo de vivienda: cuenta con 5 distribuciones estándar que configuran viviendas desde 2 hasta 5 dormitorios, más el resto de estancias necesarias (baños, cocina, zona de estar con comedor, lavandería, porche de entrada, vestidor, etc.) y de 1 ó 2 plantas de altura;

    
Figura.- Modelo Family de 3 habitaciones, superficie total construida 127,35 m²

2)    Personalización: pueden añadirse tantos módulos como desee (número de habitaciones, ampliaciones de algunas estancias, inclusión de garaje, configuración en altura);

3)    Elección de los acabados.

También dispone de configuraciones orientadas a la creación de oficinas y cafeterías.

Se estima que el plazo medio de entrega de la vivienda está en torno a 14 semanas.

Vídeo “Casas modulares a medida en 3 sencillos pasos”. [+]

BIOCLIMATICA MODULAR CONCEPT (Cantabria)

Como valor añadido del sistema que comercializa esta empresa española de reciente creación, está su enfoque de construcción bioclimática, buscando la máxima eficiencia energética y el menor impacto ambiental. El modelo constructivo requiere la utilización de marcos prefabricados de hormigón, cuyo campo de aplicación principal está en la obra civil. Este tipo de construcción está orientada fundamentalmente a la construcción de viviendas unifamiliares, oficinas, hoteles, bungalows, etc.

El concepto de vivienda bioclimática se aplica en todas las fases del proceso:

▪    Fabricación: en la elección de materiales de construcción respetuosos con el medio ambiente en todos sus aspectos, por ejemplo, mediante el empleo de cementos ecológicos;
▪    Transporte: se recurre al punto de fabricación o almacenaje más próximo a la ubicación del proyecto;
▪    Diseño bioclimático (sostenible):

1)    Se utiliza el mejor aislante térmico y acústico natural: la tierra;
2)    No eliminando espacios verdes en los proyectos;
3)    Integrando cada proyecto en el entorno que lo rodea.
4)    Utilización de energías renovables para climatización y ACS, empleando biomasa como combustible (balance de CO2 neutro);
5)    Grandes superficies acristaladas y utilización de dispositivos Leds, contribuyen al ahorro energético en iluminación;
6)    Mantenimiento de una temperatura interior constante entre 18 y 22ºC durante todo el año, sin ayuda mecánica, evitando consumos innecesarios de energía por calefacción o refrigeración, con las emisiones de CO2 asociadas.
7)    Incluso la empresa tiene como misión la concienciación de los futuros usuarios en el uso y mantenimiento de su vivienda respetando el medio ambiente.

Con estos criterios de diseño bioclimático, se estiman unos ahorros energéticos en calefacción y refrigeración del 87 %, electricidad entre el 20 y 30 % y agua entre el 20 y 30 %.

▪    Diseño funcional:

1)    Creación de espacios singulares;
2)    Personalidad de los diseños de cada proyecto, con la utilización de líneas rectas de trazo simple, creando modelos modernos y atractivos.

Cuenta actualmente con 6 modelos de distribución básicos [+], que combinan números de habitaciones con otras estancias (cocina, salón, baño/s, garaje), de 1 o 2 plantas, ya sea integradas en el terreno circundante o cubiertas en todo su contorno superior por una cubierta verde.

Vídeo montaje del sistema a base de semimarcos [+]
 

Figura.- "Llegan las cuevas del Siglo XXI. Viviendas bioclimáticas en hormigón prefabricado de la empresa Bioclimatica Modular Concept". Artículo publicado en El Mundo el pasado 30 de enero [+]

DRAGADOS S.A. - CARACOLA (Madrid)

Seguramente se trate de la empresa que más tiempo lleva apostando por esta técnica (desde 1972). En este periodo, han llevado a cabo multitud de edificios Modulares, cubriendo las demandas de los mercados tanto nacionales como internacionales, para múltiples usos:

▪    Educación: colegios, institutos, escuelas infantiles.
▪    Sanidad: hospitales, centros de salud, laboratorios.
▪    Viviendas.
▪    Oficinas.
▪    Restauración.
▪    Ferias y exposiciones: Expo Sevilla 1992, Expo Zaragoza 2008.   
▪    Comisarías, cárceles.
▪    Centros de tratamiento de extranjeros.
▪    Etc.

PMP PRET-A-PORTER (PREFABRICADOS PUJOL) (Lleida)

Se trata por lo general de viviendas de alto standing que tienen un diseño de autor, es decir, cada modelo de vivienda ha sido encargado a un arquitecto especializado que lo ha estudiado y desarrollado con el asesoramiento del equipo técnico de la empresa prefabricadora.

Como muchas empresas de este segmento, esta empresa puede dar al cliente final todos los servicios que necesita para construir su casa: redacción del anteproyecto, proyecto básico, proyecto ejecutivo, geotécnico, topográfico, dirección de obra de aparejador y arquitecto, asesoramiento en la elección de los materiales, decorador, gestiones administrativas, e incluso ayudarle a encontrar financiación, o encontrar terrenos donde construir la casa, constituyendo un auténtico servicio de construcción “llave en mano”.

Las casas prêt a porter son mucho más versátiles y libres en las distribuciones que las viviendas prefabricadas modulares, que están limitadas en las geometrías a las medidas de los módulos. En este sistema se puede llegar hasta luces de 10 m, dejando espacios muy libres para distribuir sin limitaciones.

Un aspecto interesante es que la empresa cuenta con acuerdos comerciales con otras empresas de reconocido prestigio, para el equipamiento interior de las viviendas (cocinas, baños, sanitarios, etc.)

Cabe destacar la Casa Kyoto, vivienda bioclimática que marcó hace más de 10 años un punto de inflexión en esta técnica [+]. Los muros de contención, fachadas, pilares, jácenas y placas de techo están resueltas con elementos prefabricados de hormigón armado o pretensado, según el caso.


Vídeo "La Casa Kyoto decorada por Capdevila Loft" [+]

Vídeo "Construccion de una casa prefabricada en Time Lapse durante 4 meses" [+]

PREFABRICADOS DE HORMIGÓN HERMO (Castellón)

Esta empresa levantina produce una enorme variedad de elementos prefabricados de hormigón para estructuras (muros dobles armados, prelosas armadas y pretensadas, pilares, jácenas, paneles de cerramiento, placas alveolares) y ha ideado un sistema de ensamble en obra para que el edificio responda a una tipología modular y sea prácticamente prefabricado.

  

"Tu casa prefabricada en 5 meses". Blog Prefabricado Seguro. Descripción del montaje de 120 elementos prefabricados de hormigón que conforman el esqueleto de la vivienda, en sólo 5 días [+]

Vídeo del montaje de unas viviendas unifamiliares diseñadas por COTA-ZERO y fabricadas por HERMO S.L [+]

ROURA ANGLADA (Barcelona)

Esta empresa fabricante de numerosos elementos prefabricados de hormigón para estructuras, ha evolucionado hacia la consecución de la máxima industrialización de la edificación con el objetivo de reducir los plazos de ejecución y los costes, potenciar la calidad del producto, optimizar los recursos y conseguir un mayor ahorro energético minimizando los residuos.

Uno de los mejores ejemplos recientes de construcción modular, es el siguiente edificio. Se trata de un edificio con tres volúmenes sin alineación e integrados en la pendiente de la montaña. El prefabricado utilizado ha sido el siguiente:

▪    Forjados con placa alveolar, incluso el forjado sanitario;
▪    Muros de contención de tipo sándwich;
▪    Los muros que conforman los cerramientos de los 3 volúmenes sirven también de contención en la parte que queda enterrada. Estos muros tienen su parte vista con acabado coloreado negro y textura con imitación de madera;
▪    Las separaciones interiores también han sido resueltas con paneles prefabricados de hormigón;
▪    Todos los muros y separaciones incluyen ménsulas de soporte de forjado;
▪    Las escaleras también son prefabricadas.

Con este sistema, por el hecho de no tener pilares y jácenas, los espacios interiores quedan libres, facilitando las distribuciones en las plantas y la circulación y distribución de plazas para los coches en el subterráneo.

       

Figuras.- Durante el montaje de las viviendas; edificio ya terminado; captura del programa TEKLA, con el que se modelizó la estructura y cerramientos, y se despiezaron los elementos.

TRABIS PREFABRICADO ARQUITECTONICO (Murcia)

El prefabricado de hormigón tecnológicamente avanzado se ha convertido en el elemento básico de cualquier edificación de uso logístico, industrial, agroalimentario y comercial pero además, está introduciéndose a pasos agigantados en las edificaciones de uso residencial. Esta empresa ya ha llevado a cabo varias obras siguiendo un esquema modular, como urbanizaciones de viviendas unifamiliares.

  
        
WORLDMETOR (Córdoba)

La característica principal del sistema MDR de la empresa WORLDMETOR es el monolitismo estructural de cada módulo, consiguiendo aunar en un sólo elemento las partidas de cimentación, estructura y albañilería que en la construcción tradicional se ejecutarían de forma independiente. Con este sistema sale de fábrica una vivienda totalmente terminada, dejando apenas alguna tarea sencilla de remate en la obra. Este procedimiento presenta un grado de industrialización máximo que aúna todas las ventajas que proporciona la edificación modular pesada.

Se basa en módulos cerrados de seis caras que aportan una gran robustez mecánica y que ofrecen la posibilidad de apilarse unos con otros para crear edificios de mayor envergadura. Cada módulo se produce en fábrica y se compone de la estructura, instalaciones, aislamiento, carpinterías y acabados.

▪   Las dimensiones de los modelos pueden variar de forma infinita, ya que el sistema se puede adaptar perfectamente a la geometría del terreno. Las medidas máximas vienen restringidas por el transporte y llegan hasta los 11.000 mm largo  X 5.000 mm ancho X 4.000 mm alto. A esto hay que  añadir que los ángulos de las caras del módulo pueden ser mayor o menor a 90º.
▪    Los cerramientos están compuestos por una hoja exterior de espesor mínimo 100 mm de hormigón armado y que puede incrementarse si los requisitos estructurales lo requieren, una capa de aislamiento térmico (determinada según las necesidades energéticas que establezca la reglamentación del lugar de uso) y una hoja interior de 50 mm de espesor de hormigón armado.
▪    El suelo, el techo y la tabiquería se componen de losas de hormigón armado de espesor variable, según calculo.
▪    La resistencia a compresión del hormigón utilizado es 30 Mpa, muy superior a los 25Mpa del usado en la construcción convencional.

Una vez fabricados los módulos en planta, se transportan en camiones hasta su ubicación definitiva y se instalan mediante grúas de gran tonelaje. Previamente a la ubicación, se ejecutan “in-situ” una solera de hormigón que servirá de cimentación para los módulos y la red de saneamiento y las arquetas para los distintos suministros. Las conexiones entre módulos de cada instalación se realizarán mediante cajas o arquetas, y en construcciones

  

* El criterio que hemos seguido para citar estas empresas es por orden alfabético.

** La información presentada se ha obtenido bien porque la ha facilitado el propio fabricante, o porque se ha extraído de la página web.

Ventajas de la construcción modular en hormigón

Como ya se ha indicado, este concepto edificatorio aúna todas las ventajas de la industrialización, maximizadas por utilizar el hormigón como material base:

▪    Rapidez de ejecución y mejora de los rendimientos globales de la obra, incluso influyendo positivamente en otras unidades de obra (instalaciones, carpinterías, etc.) con un mejor y más ágil solapamiento de oficios;
▪    El control de calidad se hace en fábrica, mucho más fiable y riguroso que si se hace en obra;
▪    Coordinación dimensional: este tipo de construcción exige asegurar una total precisión, impidiendo así correcciones posteriores en obra que ocasionan desviaciones en tiempo y coste;
▪    Capacidad del hormigón (sistemas modulares pesados) frente a otros materiales (sistemas modulares ligeros): durabilidad, resistencia al fuego, mayor aislamiento acústico, ahorro energético (inercia térmica), mayor estabilidad y resistencia estructural (reducción de movimientos, deformaciones dinámicas y vibraciones, ideal para ubicaciones con risgo sísmico):
▪    Mejor aseguramiento de los requisitos prestacionales (térmica, acústica, etc.), ya que vienen resueltos por una única empresa de fábrica, al contrario de lo que suele suceder en obra donde interactúan distintos agentes y en fases diferentes (ejecución más complicada, mayor riesgo de puentes térmicos o acústicos, etc.);
▪    Precio cerrado: control de costes;
▪    Cumplimiento de plazos: además de la rapidez que es sustancialmente superior a los procesos in situ, la influencia de las condiciones climatológicas apenas tiene incidencia (paradas imprevistas);
▪    Aprovechamiento máximo de los materiales: nula o mínima existencia de escombros, ejecución en seco, resultando un menor impacto ambiental;
▪    Mayor seguridad laboral: la reducción de oficios elimina en gran medida los riesgos asociados; además, las plantas se van cerrando completamente según se avanza;
▪    Requerimientos formales: hay empresas con una variedad de acabados, dimensiones, módulos adicionales (sótanos, formación de patios interiores, etc.) que permiten a los futuros usuarios (clientes) personalizar a su gusto la construcción y adaptarse a los condicionantes del entorno donde se instale (flexibilidad en el diseño). Por tanto, posibilidad de compatibilizar la economía de la producción en serie con la personalización del diseño;
▪    Versatilidad para configurar numerosas construcciones: desde unidades simples (contenedores), pasando por apartamentos de una sola habitación (un módulo) a edificios mayores o también ampliaciones futuras en planta o en altura;
▪    Por último, uno de los grandes atractivos que lleva a la gente a construir una vivienda modular es su flexibilidad. Estas construcciones evolucionan junto con las necesidades o capacidades financieras de sus propietarios, ya que se pueden ampliar o reducir, añadiendo o eliminando módulos.

Retos a resolver

Las obras son cada día menos una “fábrica de edificios únicos” y más una extensión de los talleres de montaje. Podemos referirnos al dato de los edificios de la empresa Broad Sustainable Building que solo realiza en obra el 7% de las horas de trabajo totales, que además traslada a sus operarios desde el taller para terminar el trabajo in situ.

En algunos ámbitos todavía persiste una percepción errónea sobre los sistemas modulares, vinculándolos a viviendas económicas y de dudosa calidad, cuando es justo lo contrario. Un ejemplo lo ilustra Estados Unidos donde coexisten dos industrias paralelas. Por un lado, empresas de muy alto nivel técnico con elementos tridimensionales configurados por componentes que desarrollan viviendas prefabricadas de excelente imagen y calidad y que admiten la personalización del cliente, convirtiendo la vivienda industrializada en un producto competitivo en el mercado; y por otro lado, empresas fabricantes de vivienda de poca calidad y alcance local, que apenas han mejorado su producto en las últimas décadas. Esto último puede explicar cierto grado de rechazo social al vincular equivocadamente a construcciones provisionales, baratas o de baja calidad, cuando en realidad se diseñan construcciones de auténtico lujo a un coste razonable. Aquí la industria debe seguir incidiendo en la labor promocional para romper con algunos de estos mitos (por ejemplo, poniendo el acento en el impacto medioambiental de las mismas, cada vez más reducido).

Ver ejemplos de los vídeos didácticos de WORLDMETOR dirigidos fundamentalmente al consumidor final [+]

Otro elemento clave es que el alto grado de industrialización de esta metodología de construcción, requiere de altas dosis de I+D+i en búsqueda de soluciones constructivas que permitan optimizar el proceso industrial (mejora de la productividad global), aumentar la calidad final del proyecto (mayor valor añadido), para lo que es fundamental reforzar los lazos de colaboración entre las empresas prefabricadoras y los criterios de diseño de los proyectistas. Al ser elementos voluminosos, el peso puede ser un hándicap para el transporte y/o el montaje, por lo que algunas de las líneas de innovación actuales están encaminadas al uso de módulos fabricados en hormigón de baja densidad, sin armadura metálica y con fibras de carbono, con áridos en base de arcilla expandida, etc.

En conclusión, es tal el grado de perfeccionamiento que se está consiguiendo con esta tipología de construcción, que una vez terminadas no se aprecia apenas la diferencia frente la metodología convencional.

Referencias útiles

[1] Módulo 5 Proyectos de edificación modular. Curso de Especialización – Especialidad en Proyectos con prefabricados de Hormigón o Concretoco. Maestría Internacional en Soluciones Constructivas con Prefabricados de Hormigón o Concreto [+]

[2] Buscador de empresas asociadas. Fabricantes de módulos prefabricados de hormigón [+]