Características de la construcción con elementos prefabricados. Sostenibilidad. Construcción...
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CONSTRUCCIÓN MODULAR
Departamento deIngeniería de la Construccióny Proyectos de Ingeniería CivilCENTRO DE FORMACIÓN PERMANENTE
“Características de la construcción con elementos prefabricados. Sostenibilidad.
Construcción modular”Alejandro López – Director Técnico ANDECE
Coordinador Máster Internacional Prefabricados Hormigón/Concreto ANDECE-STRUCTURALIA
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Asociación Española de la Industria del Prefabricado de Hormigón
Desde 1964
Formada por 92 fabricantes de PH, que representan el 70% del volumen del sector y 8 socios adheridos (proveedores de materiales o servicios)
Socios principales organizaciones empresariales, alianzas internacionales…
“Si quieres llegar rápido, camina sólo. Si quieres llegar lejos, camina en grupo”
¿Qué es ANDECE?
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Características de la construcción con elementos prefabricados
Sostenibilidad
Construcción modular
¿Qué vamos a ver?
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Características de la construcción con elementos prefabricados
Sostenibilidad
Construcción modular
¿Qué vamos a ver?
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Hormigón convencional vs industrializado
Hormigón convencional
Diseño
Fabricación materiales
Transporte materiales
Colocación
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Hormigón convencional vs industrializado
Hormigón prefabricado (industrializado)
Diseño
Fabricación elementos
Transporte elementos
Colocación
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Industrializada TradicionalMaterial Mayor (pero son piezas
terminadas)Menor (pero debe considerarse el proceso posterior)
Ejecución Coste definido (tiempos de ejecución aproximados)Velocidad ejecución
Incierto (dependerá mucho más de otras variables: climatología, cualificación y motivación de los operarios, accesibilidad y/o comodidad al lugar de ejecución, ...)
Experiencia Aprendizaje continuoMax. libertad (diseño)Montadores
Cada obra es nueva (no se aprende de errores pasados)Cambios sobre la marcha“Albañiles”
Otros Muy poca incertidumbre: la obra se define en el proyecto
Mayor incertidumbre: interferencia con otras unidades de la obra (encuentros no previstos entre unidades de obra distintas)
Hormigón convencional vs industrializado
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Hormigón convencional vs industrializado
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HORMIGÓN: Potencial frente a otros materiales
Mecánica Resistencia fuego Margen de mejora (I+D+i) Acústica Estética Energética Durabilidad Reciclabilidad
PREFABRICACIÓN: Versión industrializada de la construcción en hormigón
Mayor fiabilidad (calidad): procesos industriales y controlados vs aleatoriedad obra Precisión dimensional Rapidez de ejecución - Control de tiempos y costes Optimización: diseño, consumo materiales, durabilidad Mayor seguridad laboral
Material + Forma de uso
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EdificaciónResidencialIndustrialPúblicosOficinasComercialHotelesCentros sanitariosRecintos deportivosCentros docentesEspacios religiososCentros tecnológicosParkingsCorreccionalesInstalaciones militaresConstrucciones modularesEdificios singulares
Obra civilObras de pasoCarreterasVías férreasObras subterráneasContención de empujesAeropuertosÁreas marítimasInfraestructuras energéticasCementeriosPresasTorres refrigeración
Campos de aplicación
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Clasificaciones
Según el campo de aplicación
Por el tipo de producto
Si son o no estructurales
Por la forma de fabricarlos (moldes, extrusión, máquinas específicas)
Por el sistema de producción
Por los materiales empleados
Por su configuración espacial
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PH estructurales
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PH no estructurales
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Innovaciones en PH
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Decisiones de proyecto
Diseño
Fabricación materiales
Transporte materiales
Colocación
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Mayor calidad: procesos industriales y controlados vs aleatoriedad obra
Rapidez de ejecución (devolución más rápida de créditos)
Control de tiempos y costes = fiabilidad, mayores garantías
Optimización: diseño, menor generación residuos
Mayor seguridad laboral
Características principales PH
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Calidad (1)
Instalaciones industriales
Control de producción
Efecto experiencia
Mejores materias primas
“El principal interesado en que las piezas sean conformes, es el propio prefabricador”
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POTENCIAL DEL HORMIGÓN
UHPFRC = Cemento + Agua (control) + Aridos (finos) + Aditivos (última generación) + Adiciones reactivas
Elementos para pasarela peatonal en Alicante
Solución Coste m3 Vol. usado Tiempo montaje Coste transporte Vida útil H. convencional 1 1 1 1 1
UHPFRC 8-10 0.2-0.5 0.2-0.5 0.3 4
Calidad (2)
“Industria PH: banco de pruebas innovación en hormigones de altas prestaciones, aditivos, fibras, etc. ”
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↑↑ prestaciones, ↓↓ consumo materiales
Técnica del pretensado: tipología de construcción de elementos estructurales de hormigón sometidos intencionadamente a esfuerzos de compresión previos a su puesta en servicio, o postesado si se hace posteriormente.
Eficiencia estructural
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Rapidez de ejecución
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Menor tiempo de ejecución (↓ exposición riesgos)
Montaje en seco y tareas más sencillas e inmediatas
Seguridad
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+
(casi) nula generación residuos
Industrializada “Tradicional”Atrasos < 1,5%
Reparaciones y re-trabajos < 2,0%
No optimización materiales < 7,0%
Pérdidas mala calidad < 3,5%
Restos de material < 5,0%
Proyectos no optimizados < 6,0%
Tiempos improductivos < 5,0%
TOTAL <<< ++30%
Mayor control, menores rechazos, optimización materiales, consumos energía planta, obra (≈ proyecto)…
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Transporte
Red de empresas
Visión del “coste”
Limitaciones
Paraguay Estados Unidos
1) Acero
2) Hormigón
3) Encofrado
4) Mano de obra
1) Mano de obra2) Acero
3) Hormigón
4) Encofrado
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Sector muy inmovilista: freno por barreras culturales u otros factores. España país de hormigón, pero construcción con escaso grado de industrialización (construcción ladrillo a ladrillo)
Coste: factor decisivo casi siempre; poco valor de los materiales
Todo avanza (materiales, conocimiento, medios, software,…) pero ¿y la manera de construir?
Construcción: se admiten cambios sobre proyecto
La sociedad acepta la ineficiencia
¿Por qué no se utiliza más?
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Recelos…lingüísticos
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Y si le llamásemos de otra forma…
Productos de hormigón
Pre-construcción en hormigón
Elementos industrializados de hormigón
¿Se emplearía más?
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Técnica
Material + Tecnología Industrialización y sostenibilidad BIM Campo reglamentario Marketing Formación
Implicación toda la estructura empresa: necesario cambio mentalidad
Colaboraciones multidisciplinares (proveedores materias primas, centros tecnológicos, colegios profesionales, universidades,…)
Retos industria
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Técnica
Material + Tecnología Industrialización y sostenibilidad BIM Campo reglamentario Marketing Formación
Implicación toda la estructura empresa: necesario cambio mentalidad
Colaboraciones multidisciplinares (proveedores materias primas, centros tecnológicos, colegios profesionales, universidades,…)
Retos industria
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Prefabricación abierta (1)
Sistemas cerrados: Los elementos se fabrican conforme dicta la prefabricación, subordinando la arquitectura a esta.
Empleo parcial de componentes: La gama de productos y prestaciones es fija, admitiéndose pequeñas variaciones.
Sistemas tipo mecano: La fabricación es cerrada pero los elementos se pueden combinar entre ellos encontrando múltiples soluciones.
Sistemas abiertos (↑ industrialización): Elementos de distinta procedencia aptos para combinarse entre sí en cualquier obra, permite una flexibilidad de proyecto casi total.
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Prefabricación abierta (2)
Compatibilidad
Coordinación dimensional (resolución juntas, uniones y apoyos)
Gestión proyecto
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Modelado de información de la construcción: conjunto de procesos y herramientas que hacen posible que todos los profesionales del proceso constructivo dispongan de información necesaria, en momento preciso y de manera coordinada
Del 2D al 3D (→ 4D … nD)
Ofrece un mejor seguimiento en la elaboración, ejecución y mantenimiento de un proyecto, evitando riesgos e incongruencias en diseño y documentación generada.
BIM presente y futuro de sistemas inteligentes de construcción y método en para arquitectos e ingenieros para la planificación y ejecución de sus trabajos
¿Pero esto no es ya en lo que se basa la prefabricación?
Hacia un nuevo contexto: BIM (1)
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Bases de datos en la que todo el proyecto, con toda la información de cada elemento prefabricado, queda almacenada (obra = proyecto)
Programas
Catálogos de producto
Hacia un nuevo contexto: BIM (2)
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Descripción completa de cada elemento y su “historia”: Diseño → Fabricación → Transporte → Instalación → Mantenimiento
Geometría(longitud, anchura, etc.)
Perfil(Código/nombre)
Cantidades(Pos-Nr, etc.)
Especificaciones volume (Área, volumen, peso, etc.)
Otros elementos(Nombre, tipo, cantidades, etc.)
Hacia un nuevo contexto: BIM (3)
Datos plotter(Agujeros, cajeados, cortes, etc.)
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Hacia un nuevo contexto: BIM (4)
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Hacia un nuevo contexto: BIM (5)
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Desarrollo galerías productos genéricos
Ampliación productos
(elementos constructivos)
Desarrollo particular productos empresas asociadas
Adoquines/baldosasBloques
Viguetas/bovedillasArtesas puentes
MobiliarioPlacas alveolares
PostesTuberíasPaneles
Traviesas
PavimentosMuros de fábrica
ForjadosTablero puente
…Forjados
…Redes sanemamiento
Fachadas…
Objetivo: estar en disposición de ofrecer al mercado soluciones BIM en prefabricado (≤ 2019 Obra pública en España – Mº Fomento)
Hacia un nuevo contexto: BIM (6)
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Necesario cambio de enfoque: del vender “tu producto”, a promocionar “el producto”
Homogeneizar el lenguaje de promoción
El prefabricado debe demostrar cada vez su solvencia
Debe reconocerse mucho más a la empresa (calidad vs precio)
Marketing
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Imprescindible que el prefabricado acceda a la enseñanza universitaria
Mayor involucración por parte de empresas
Una posible salida: Maestría ANDECE-STRUCTURALIA
Formación
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Características de la construcción con elementos prefabricados
Sostenibilidad
Construcción modular
¿Qué vamos a ver?
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Hacia un nuevo contexto: sostenibilidad
Objetivo 9: Desarrollar infraestructuras resilientes, promover la industrialización inclusiva y sostenible, y fomentar la innovación
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¿Sostenibilidad?
“Sí, eso que tiene que ver con el medio ambiente…”
“La sostenibilidad son todos esos materiales que no contaminan, como por ejemplo, la madera”
Construcción que aboga por la creación y el funcionamiento de un entorno construido saludable y de calidad, basado en la eficiencia de los recursos, la economía del ciclo de vida y los principios ecológicos.
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El Cairo (Egipto)
¿Construcción sostenible?
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Dubai (EAU)
¿Construcción sostenible?
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¿Construcción sostenible?
Huaxi (China)
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¿Por qué una construcción sostenible?
Gran peso de la construcción:
emisiones de GEI (≈40%) consumos de agua (≈ 20%) consumos energéticos (≈ 40%) consumo de suelo (≈ 20%) consumo de materias primas (≈ 30%) …
Margen de mejora nueva construcción / rehabilitación ≈ ↓ 30/50% consumos sin aumentar costes de inversión.
Mayor conciencia ciudadana: mayor conocimiento de los productos/viviendas/infraestructuras que adquieren/utilizan.
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HORMIGÓN: Potencial frente a otros materiales
Mecánica Resistencia fuego Margen de mejora (I+D+i) Acústica Estética Energética Durabilidad Reciclabilidad
PREFABRICACIÓN: Versión industrializada de la construcción en hormigón
Mayor fiabilidad (calidad): procesos industriales y controlados vs aleatoriedad obra Precisión dimensional Rapidez de ejecución - Control de tiempos y costes Optimización: diseño, consumo materiales, durabilidad Mayor seguridad laboral
Principales características PH
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HORMIGÓN: Potencial frente a otros materiales
Mecánica Resistencia fuego Margen de mejora (I+D+i) Acústica Estética Energética Durabilidad Reciclabilidad
PREFABRICACIÓN: Versión industrializada de la construcción en hormigón
Mayor fiabilidad (calidad): procesos industriales y controlados vs aleatoriedad obra Precisión dimensional Rapidez de ejecución - Control de tiempos y costes Optimización: diseño, consumo materiales, durabilidad Mayor seguridad laboral
Principales características sostenibles PH
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HORMIGÓN: Potencial frente a otros materiales
Mecánica Resistencia fuego Margen de mejora (I+D+i) Acústica Estética Energética Durabilidad Reciclabilidad
PREFABRICACIÓN: Versión industrializada de la construcción en hormigón
Mayor fiabilidad (calidad): procesos industriales y controlados vs aleatoriedad obra Precisión dimensional Rapidez de ejecución - Control de tiempos y costes Optimización: diseño, consumo materiales, durabilidad Mayor seguridad laboral
Principales características sostenibles PH
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Eficiencia energéticaLos materiales de alta inercia térmica como el hormigón contribuyen positivamente a regularizar la demanda de energía.
Ahorro energético (inercia térmica del hormigón) = reduccióncostes de calefacción y refrigeración (ECONÓMICO)
Menores emisiones de CO2 asociadas (MEDIOAMBIENTAL)
Hogares más confortables (menores oscilaciones térmicas) (SOCIAL)
Inercia
Térmica
Sostenibilidad
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¿Eficiencia energética?
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Eficiencia energética
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Reciclabilidad
Hormigón y acero, potencialmente reciclables
Aprovechamiento residuos en la propia planta (vs RCD´s obra), incluso agua
Posibilidad reutilización piezas
ORGANIZA:
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Durabilidad
Periodo en el cual se mantendrán inalteradas las prestaciones que se especificaron para el elemento para un uso y exposición determinados
Estrategia: controlar determinados factores
Cumplir requisitos normativos: A/C max, C min Aseguramiento recubrimiento armaduras (separadores) Calidad del hormigón: correcta hidratación del cemento,
↓permeabilidad Posibles protecciones adicionales armaduras: galvanizado/inox.
ORGANIZA:
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Uso de adiciones. Ej. TiO2 (principio activo fotocatalítico)
Aplicación en elementos expuestos: pavimentos, fachadas, túneles, mobiliario urbano, puentes,…
Iglesia Dives in Misericordia (Roma)
Nuevas prestaciones: descontaminación
ORGANIZA:
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Combinación de las evaluaciones de los comportamientos ambiental, social y económico teniendo en cuenta los requisitos técnicos y funcionales.
Pero esto hay que medirlo…
ORGANIZA:
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ACV / DAP / EPD
Medición impactos ambientales a lo largo del ciclo de vida del producto
Materias primas
Proceso industrial (seco), menores residuos
Inercia térmica (ahorro E), menor mantenimiento
Estructuras ¿deconstruibles?
H, A reciclables
ORGANIZA:
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La obra, situada en el puerto de Denia, incorpora elementos prefabricados de HA y HP de características singulares: los pilares son de sección circular, de 14 metros de altura dispuestos en obra con inclinación de 70º; las placas de forjado son de sección TT de canto 60 cm y con luces de 20 m.
Idea inicial in situ: analizadas mejoras en PH (economía, calidad, plazos), se rediseñó la estructura
Ejemplos construcción sostenible (1)
ORGANIZA:
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Ejemplos construcción sostenible (2)
Los 4 edificios acarreaban serios problemas de humedad y condensaciones por lo que los 350 vecinos estaban buscando una mejora en la calidad y confort de sus viviendas y la realización de un aislamiento profesional.
Rehabilitación integral de fachada con placas de hormigón polímero. 4 bloques de viviendas en Barcelona, 14.000 m2
ORGANIZA:
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Ejemplos construcción sostenible (3)
Parking con placas alveolares pretensadas
Requisitos técnicos (estructurales) y funcional (dar un servicio)
Justificación económica: rápida y correcta ejecución, retorno inversión.
Razones estéticas (?): acabados inferiores
Motivos sociales: confort usuarios
ORGANIZA:
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Características de la construcción con elementos prefabricados
Sostenibilidad
Construcción modular
¿Qué vamos a ver?
ORGANIZA:
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Construcción modular
Elementos (módulos) independientes que se ensamblan en obra. Gran precisión dimensional, según especificaciones proyecto.
Construcciones con requerimientos de ejecución rápida (ahorros > 50 % tiempo) y/o posible cambio de uso futuro: docente, alojamientos temporales, recintos deportivos, campamentos, viviendas, etc.
Realización en factoría de la mayoría de partidas de obra: fabricación y ensamblaje de estructura, hormigonado de suelos, cubierta y falsos techos, tabiquería, cerramientos de fachada, incluso instalaciones, etc.
Transporte e instalación en ubicación definitiva.
ORGANIZA:
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”Casa Kyoto” fue la primera vivienda unifamiliar industrial de hormigón, basada en criterios de edificación sostenible y desarrollada por un promotor ligado estructuralmente a una industria de prefabricados de hormigón.
Construcción modular
ORGANIZA:
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Construcción modular
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Funcionalidad
Economía
CalidadEjecución
EstéticaPrefabricad
o de hormigón
Velocidad de ejecución
Calidad (fabricación y ejecución)
Seguridad y orden
Coste solución completa
Versatilidad
Características hormigón
¿Por qué no se utiliza más?
ORGANIZA:
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Pabellón Italia Expo Milano 2015
Un ejemplo del presente para el futuro
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¿Alguna pregunta
?
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Gracias por la atención
[email protected] [email protected]
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