Presentación en el Curso de Técnico Especialista en Construcción Industrializada

Alejandro López – Director Técnico
SOLUCIONES CONSTRUCTIVAS E INDUSTRIALIZADAS CON
ELEMENTOS PREFABRICADOS DE HORMIGÓN
PARA EDIFICACIÓN Y ARQUITECTURA

Sesión I - viernes
Aproximación a la industrialización en hormigón (1,5 horas)
Diseño de edificios (2,5 horas)
Parte 1: Estructuras (1D) y forjados (2D)
Parte 2. Fachadas (2D)
Parte 3. Modular industrializado (3D)
Sesión II - sábado
Completando el ciclo de la construcción industrializada con elementos prefabricados de hormigón (1,5 horas)
Principios básicos de fabricación
Principios básicos de transporte y logística
Principios básicos de ejecución
Principios básicos de mantenimiento
Retos para los próximos años (2,5 horas)
Sostenibilidad
Metodología BIM
Reglamentación
Índice

 Asociación Española de la Industria del
Prefabricado de Hormigón
 Fundada en 1964
 Representamos a + de 100 fabricantes
de PH (70% del volumen del sector) y
15 socios adheridos (proveedores de
materiales o servicios)
 Socios principales organizaciones
empresariales (PTEH, CEOE, CEPCO,
BIBM…), alianzas internacionales…
¿Qué es ANDECE?
“Si quieres llegar rápido, camina sólo. Si quieres llegar lejos, camina en grupo”

(I) APROXIMACIÓN A LA INDUSTRIALIZACIÓN EN HORMIGÓN
Soluciones constructivas e industrializadas con elementos prefabricados de hormigón
para edificación y arquitectura

 La industrialización de la construcción frente a los métodos tradicionales
 ¿Qué es el hormigón prefabricado?
 Soluciones constructivas industrializadas con elementos prefabricados de hormigón y
campos de aplicación
 Situación actual y proyección de futuro
Aproximación a la industrialización en hormigón

Aproximación a la industrialización en hormigón
 La industrialización de la construcción frente a los métodos tradicionales
 ¿Qué es el hormigón prefabricado?
 Soluciones constructivas industrializadas con elementos prefabricados de hormigón y
campos de aplicación
 Situación actual y proyección de futuro

Construcción tradicional Construcción industrializada
Definición Más posibilidades de cambios a lo largo de todo
el proceso
Etapas claramente definidas, empezando desde el
proyecto
Calidad Elementos se manufacturan y/o ejecutan en la
propia obra, mayor influencia del error humano
(más rechazos)
Mayor control (cada pieza tiene su destino), menor
influencia del error humano (se sustituyen los
albañiles por montadores: la pieza tiene su lugar)
Precisión Se admiten los errores. Las tolerancias se basan
en centímetros
La precisión dimensional y espacial de los elementos
es crucial. Las tolerancias se basan en milímetros
Mano de obra Dependencia casi exclusiva de la capacitación
técnica de la mano de obra humana disponible
Procesos más automatizados
Coste En origen, normalmente menor. Pero mayor
riesgo de imprevistos y desviaciones
económicas
Precio cerrado en proyecto
Tiempo El mayor grado de indefinición y la mayor
interacción entre los distintos agentes provoca
desviaciones en tiempo y, por tanto, en costes
Mayor grado de cumplimiento en la planificación de la
obra, rápida apertura de tajos para otros gremios,
menor dependencia de las condiciones climatológicas
Materiales La obra es la fábrica al mismo tiempo. Muchos
excedentes de materiales
Menor generación de residuos

Construcción industrializada
Aplicación de ideas (...) de racionalización de procesos productivos,
búsqueda de economía y desarrollo como fruto de los mayores
rendimientos alcanzables en la ejecución de trabajos más repetitivos,
cuidadosamente planificados, ejecutados en entornos más favorables,
con medios suficientes y por personal especializado

Se basa en la colocación del hormigón que, en estado fresco, se
deposita en el lugar (encofrado) donde se requiere como parte de una
estructura/cerramiento u otro elemento constructivo
X X
Construcción convencional

Construcción tradicional vs industrializada
¿=?
Utilizan el mismo “material” pero…
 no se diseñan igual,
 los elementos no se fabrican/construyen/instalan igual…
Sin embargo, en general se tratan esencialmente igual

 Menos tiempo de alteración de las zonas aledañas
 Menos factores de incertidumbre: ↓↓ errores, ↓ climatología,
↓↓ dependencia de la mano de obra
 Devolución de créditos de financiación (menos intereses)
Economía (visión a corto largo plazo)

Proyecto
Mov.
tierras
Cimentaci
ón
Montaje,
conexión y
acabados
Tradicional / Secuencial
Industrializado / Simultáneo
9-12 meses
GAP
Licencia de obra
Proyecto Mov. tierras Cimentación Estructura
Envolvente &
part.
Instalaciones Acabados
18-24 meses
Estructura
Envolvente &
part.
Instalaciones
Ensambl
aje
Transpor
te
Fuente: AEDAS HOMES
Velocidad de ejecución → ↓↓Plazos

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%
Ineficiencia - residuos

 Transporte (peso)
 Red de empresas
 Repercusión del coste
Paraguay Estados Unidos
1) Acero
2) Hormigón
3) Moldes
4) Mano de obra
1) Mano de obra
2) Acero
3) Hormigón
4) Moldes
Limitaciones

Prefabricados…
Producto fabricado de acuerdo con una norma específica, en un lugar
distinto de su localización final de uso, protegido de las condiciones
ambientales adversas durante la fabricación y que es resultado de un
proceso industrial bajo un sistema de control de producción en fábrica,
con la posibilidad de acortar los plazos de entrega

… de hormigón
 Material universal: prácticamente en cualquier
parte existen áridos y materias primas para
fabricar cemento (→ hormigón)
 Consumo de cemento (→ hormigón) =
indicador macroeconómico
 Material masivo → Buen comportamiento
global (mecánica, durabilidad, térmica,
resistencia fuego, acústica ruido aéreo,…) →
Empleo hormigón ≥ 2·Σ resto de materiales
juntos
 Moldeable (diseño)
 Capaz de incorporar nuevas materias primas
(sostenibilidad)

 Fabricación en plantas concebidas para ello: medios humanos y materiales;
procedimientos de trabajo definidos; condiciones de trabajo; efecto
experiencia de los operarios; tiempos de trabajo definidos; etc.
 Control: inherente a la propia fabricación
↑ Garantías = Prefabricado Hormigón + Empresa solvente
Fiabilidad y calidad
“El principal interesado en fabricar bien, es el propio prefabricador”

 Prefabricación
 Construcción off-site
 Preconstrucción
 Construcción modular
 Construcción industrializada
 Modern construction
methods (MMC)
 Accelerated Bridge
Construction (ABC)
 Design for Manufacture and
Assembly (DfMA)
Diseño, fabricación y ejecución

Estación Alta Velocidad
Rabat (Marruecos)
PREHORQUISA

Edificación
Residencial
Industrial
Públicos
Oficinas
Comercial
Hoteles
Centros sanitarios
Recintos deportivos
Centros docentes
Espacios religiosos
Centros tecnológicos
Parkings
Correccionales
Instalaciones militares
Construcciones modulares
Edificios singulares
Obra civil
Puentes
Pasarelas
Carreteras
Vías férreas
Obras subterráneas
Contención de empujes
Aeropuertos
Áreas marítimas
Infraestructuras energéticas
Cementerios
¿Presas?
¿Torres refrigeración?
Campos de aplicación PH

https://www.andece.org/directorio-de-negocios/

Prefabricado obra civil (grande)

Prefabricado obra civil (pequeño)

3D: módulos completos (<95% obra off-site)1D (vigas, columnas) + 2D (paneles, losas
forjado, escaleras, particiones interiores)
Construcción modular/industrializada/off-
site/prefabricada: 1D - 2D vs 3D

PH para edificación
 Estructuras y/o cerramientos
 Hormigón armado y/o
pretensado
 Fabricantes monoproducto
(ej. placa alveolar) hasta
soluciones integrales (toda
la estructura, incluyendo
montaje)
 Cada fabricante tiene sus
propios diseños (moldes,
software)
 Peso/volumen:
factor limitante

Fuente: ITEC https://itec.es/servicios/estudios-mercado/euroconstruct-sumario-ultimo-informe/
Proyección de futuro en Europa

Fuente: ITEC https://itec.es/servicios/estudios-mercado/euroconstruct-sumario-ultimo-informe/
Proyección de futuro en España

Fuente: ANDECE https://www.andece.org/ndp/
Estado actual y proyección del PH en España

La construcción modular en Europa y USA
tiene el potencial para suponer unos
ahorros de 22.000 M€
Fuente: McKinsey & Company
https://www.mckinsey.com/industries/capital-
projects-and-infrastructure/our-
insights/modular-construction-from-projects-to-
products
Proyección de futuro

McKinsey en su informe “Reinventando la construcción” afirma que si no se
produce un cambio sustancial en la productividad de la industria constructora,
será muy difícil que esta pueda atender a las necesidades de infraestructura
y vivienda a medio plazo, y establece cinco líneas de actuación.
 Repensar los procesos de diseño e ingenieria
 Mejorar los procesos de licitación y de gestión de la cadena de suministro (supply-chain
management)
 Introducir mejoras de ejecución en obra
 Infundir tecnología digital, nuevos materiales y automatización avanzada
 Re-capacitar el capital humano
Fuente: McKinsey & Company
Proyección de futuro

(II) DISEÑO DE EDIFICIOS

Diseño industrializado con PH de edificios
Tipos de edificios (residenciales
principalmente)
Características principales
Unifamiliar 3D (vs 1D-2D)
Residencial con limitación en alturas y
plantas
1D-2D (vs 3D)
Logística del hormigón comienza a ser
importante
Edificios altos 1D-2D
↑ dificultad frente a materiales más ligeros

Diseño de edificios: I Estructuras y forjados

≠
Utilizan el mismo “material” pero…
 no se diseñan igual
 los elementos no se fabrican/construyen/instalan igual…
Sin embargo, en general se tratan esencialmente (y erróneamente) igual
Estructura industrializada vs in situ

Estructuras y forjados (generalidades)
 La estructura no es igual que una in situ: se trocea (uniones)
 Contar con un prefabricador (subcontratación/externalización de la ingeniería /
arquitectura), a cuyos modelos (secciones) habrá que adaptarse
 Elementos de hormigón armado (verticales)/pretensado (horizontales)
 Estandarización de elementos (↑repetitividad = ↓coste)
 La precisión es crucial (mm vs cm)
 Impacto del transporte: fábrica → obra
 Prestaciones mejoradas de los materiales: resistencia al fuego, resistencia mecánica,
durabilidad y ausencia de mantenimiento…
 Rendimientos de colocación mayores: mejor planificación, montadores vs albañiles…

Problemática de pasar de E in situ a EPH
 Si se escoge una solución de viga pretensada sobre pilar, donde antes había un nudo
rígido viga-pilar, la estructura prefabricada resultante será más deformable ante
cargas horizontales. En tal caso, la longitud de pandeo de los pilares cambia, el viento
cobra mayor importante y, por tanto, será preciso rigidizar las uniones así como las
cimentaciones.
 Si el forjado previo quedaba unido rígidamente a las vigas jácena y con la solución
prefabricada no, puede que la viga pierda parte de su cabeza de compresión y haya
que comprobar además la torsión.
 Si para acelerar los plazos se eliminan los apeos y/o se han empleado piezas
pretensadas que se completan in situ o a las que se le da continuidad longitudinal,
puede que surjan ciertas dificultades de redistribución de esfuerzos.
≠

Diseño de la estructura
 Concepción de la estructura (decisión inicial)
 Establecimiento de las acciones
 Elección de los materiales (dosificación del
hormigón)
 Introducción de los coeficientes de seguridad en
acciones y materiales
 Cálculo de las solicitaciones (efectos de las
acciones) → carácter evolutivo
 Dimensionamiento de secciones y piezas
 Desarrollo de los detalles constructivos, con
especial atención a la resolución de las uniones

Recubrimientos
EHE-08
Código Estructural

Vigas
Tipo
Longitudes
habituales
Observaciones
Doble T de sección constante 20 – 50 m Maciza
Doble T de sección variable
(peraltadas / delta)
30 – 50 m Maciza En pendiente ≤ 10%
20 – 30 m Aligerada
T de sección constante ≤ 15 m
T de sección variable (peraltadas) ≤ 20 m
Jácenas para forjado -
Tipos: T invertida, U invertida, L, C, rectangular, sección
especial,…
Doble nervio en T
15 – 30 m Se completa con una losa de hormigón in
situ
Normal
8 – 20 m Invertida
Vigas especiales de cubierta 30 – 50 m
Canal 8 – 20 m
Correas 7 – 16 m Macizos o tubulares

Pilares
 Sección constante entre 40 y 120 cm
 Geometrías cuadrada y rectangular principalmente,
aunque ya es habitual disponer de otras secciones
como doble T, circular o semicircular
 Se pueden fabricar para una o más plantas, aunque
en la medida de lo posible debe evitarse el
fraccionamiento de los pilares, llegando a fabricarlos
de longitudes de hasta 25 – 30 m, incluso más en
algunos casos particulares

Estandarización y repetitividad

Prestaciones mejoradas de los materiales

Estructuras y forjados (generalidades)
 La estructura no es igual que una in situ: se trocea (uniones)
 Contar con un prefabricador (subcontratación/externalización de la
ingeniería/arquitectura)
 Elementos de hormigón armado (verticales)/pretensado (horizontales)
 Estandarización de elementos (↑repetitividad = ↓coste)
 La precisión es crucial (mm vs cm)
 Impacto del transporte: fábrica → obra
 Prestaciones mejoradas de los materiales: resistencia al fuego, resistencia mecánica,
durabilidad…
 Rendimientos de colocación mayores: precision geométrica, mejor planificación,
montadores vs albañiles

Metro Casco Viejo de Bilbao
Ingeniería IDOM
Estudio de arquitectura: César Azkárate
Prefabricador: ADHORNA

Estructuras y forjados (comparativo)
En planta En altura
Tipologías Industrial, logístico,
agrícola/ganadero, deportivo…
Residencial, hoteles, oficinas…
Regularidad Plantas regulares Posibles variaciones en planta
Número de plantas 1 / 2 ≥ 4
Prestaciones Tiempo, resistencia al fuego… Generalmente menos exigencia
Compatibilidad Estructuras muy
industrializadas
Combinación con muchos más
sistemas y materiales

Estructuras y forjados (logístico/industrial)

7 plantas 'Little Hero’ en
Melbourne (Australia)
10 plantas ‘Edificio Valcob’ en
México D.F.
Estructuras y forjados (residencia/oficinal…)

Estructuras y forjados (residencial/oficinas)

Estructuras y forjados (en altura)
 Minimización de soluciones particulares (plantas ortogonales y regulares)
 Mayores luces: espacios diáfanos
 Apoyos específicos
 Conexiones articuladas vs conexiones rígidas
 Concentración de núcleos de comunicación vertical (pantallas de arriostramiento):
ascensores y escaleras
 Flechas en forjados → uso de la capa de compresión (↓ industrialización)
 Minimización de modificaciones en obra

Modulación horizontal
 Mallas estructurales de forjado en edificación de 10x10 ó 12x12 m → reducción de
pilares → Espacios más diáfanos → mayor flexibilidad para posibles cambios de uso
futuros
 Optar por módulos rectangulares, evitando picos, círculos o geometrías irregulares
 Intentar obtener regularidad e igualdad de luces

Estructuras y forjados (residencial)
 Minimización de soluciones particulares (plantas ortogonales y regulares)
 Mayores luces: espacios diáfanos
 Apoyos específicos
 Conexiones articuladas vs conexiones rígidas
 Concentración de núcleos de comunicación vertical (pantallas de arriostramiento):
ascensores y escaleras
 Flechas en forjados → uso de la capa de compresión (↓ industrialización)
 Minimización de modificaciones en obra

Apoyos y conexiones (cimentación)
Unión de pilar prefabricado de hormigón a zapata de cimentación mediante cáliz

Apoyos y conexiones (cimentación)
Característica Tolerancia (mm)
Tolerancia lateral de vaina ± 15
Posición del centro de la
unión respecto al eje
teórico
± 10
Profundidad vaina ± 20

¿Industrializar la cimentación?

Apoyos y conexiones (G.H.)
Estructuras isostáticas Estructuras hiperestáticas
++ Nudos articulados
Más simples de ejecutar
Necesitan dimensiones mayores para los
elementos resistentes
Presentan más deformaciones
++ Nudos rígidos
Economía de material (aunque mayor
complejidad de ejecución en las uniones)
Mayor margen de seguridad, ya que de
fallar algún vínculo pasaría a isostática
antes de colapsar
Las conexiones apenas requieren
mantenimiento posterior

Estructuras isostáticas
 Estructuras de edificios que por su baja altura no están sometidas a grandes acciones
horizontales (p.ej. cierta acción sísmica, viento) y aquellos en que la disposición de
nudos rígidos (ej. núcleos de ascensores y escaleras) hace innecesaria la rigidez total
del entramado estructural
 Apoyos de vigas en ménsulas de los pilares, sin más unión que un neopreno o un
perno pasante capaz de absorber cortantes
 En el caso de una viga se puede reducir la flecha aumentando canto (solución
isostática) o empotrándola en los extremos (solución hiperestática)

Estructuras isostáticas
 Pilares debe trabajar solidariamente, de modo
que en caso de corrimiento horizontal su
respuesta sea similar
 Modelización estructural: pilar de altura la total
del edificio

Estructuras hiperestáticas (uniones)
 Se logra la continuidad
estructural a través de los
nudos
 Mayor acercamiento al
comportamiento de las
estructuras de hormigón in situ
 Se utiliza para edificios en altura
sometidos a esfuerzos
horizontales significativos
 Especial cuidado con las
variaciones de temperatura,
retracción, fluencia y
deformaciones externas

Estructuras hiperestáticas (núcleos)
 Muros de carga o pantallas: soportar las cargas
horizontales y transmitirlas a la cimentación,
sirviendo como elementos estabilizadores del
edificio
 Pueden presentarse como muros transversales,
muros en huecos (paneles encajados entre
pilares) o conformando núcleos completos en
locales de comunicaciones, ascensores o
escaleras
 Pueden estar en el centro del edificio (aprox.) o
con cierta excentricidad
 Aúnan las ventajas de la rápida ejecución,
acabados de superficies listas para pintar,
aislamiento acústico a ruido aéreo y resistencia al
fuego

 Prefabricados utilizados:
 Pilares con ventanales entre medias,
marcando las plantas, para el apoyo de las
vigas y las losas alveolares
 Luces medias entre pilares varían entre los 5 y
7,5 m. Altura pilares hasta 20 m
 Posterior hormigonado in situ de la losa de
compresión, para aportar una mayor rigidez a
la estructura final
 Acabado de la fachada mediante paneles
prefabricados.
 Cuatro pasarelas prefabricadas de secciones T
y U
Ingeniería estructural FHECOR [+]
Proyectos: Hospital de Fuenlabrada (Madrid)

Limitaciones
 Peso y tamaño de los elementos
 Coste inicial
 Necesidad de obtener el monolitismo y la continuidad estructural en la propia obra
 Programas comerciales de cálculo estructural
 Estética
 Reglamentación

Peso y tamaño de los elementos

Eficiencia estructural
 PRETENSADO Y/O MEJORES MATERIALES = ↑↑ prestaciones, ↓↓ consumo
materiales)
Utilizado en prefabricación, en el que las armaduras se tesan antes del hormigonado y
se anclan en unos “macizos” que transmiten temporalmente las cargas al suelo.
Posteriormente, se hormigonan y cuando el hormigón ha adquirido una cierta
resistencia (generalmente > 25-30 N/mm2), las armaduras se cortan y se anclan por
adherencia al hormigón. El trazado de las armaduras suele ser recto.

Diseño de la estructura
 Concepción de la estructura
 Establecimiento de las acciones
 Elección de los materiales (dosificación del
hormigón)
 Introducción de los coeficientes de seguridad en
acciones y materiales
 Cálculo de las solicitaciones (efectos de las
acciones) → carácter evolutivo
 Dimensionamiento de secciones y piezas
 Desarrollo de los detalles constructivos, con
especial atención a la resolución de las uniones

Coeficientes de seguridad de los materiales
Niveles de control Situación reglamentaria
Coeficientes parciales
Hormigón Acero
Marcado CE (simple) Nivel básico. Obligatorio
para productos con
marcado CE
1,70 1,15
Marcado CE + control
hormigón según EHE-08
De aplicación voluntaria
para productos con
marcado CE, para poder
reducir el coeficiente del
hormigón
1,50 1,15
Distintivo de Calidad
Oficialmente Reconocido
(incluye marcado CE)
De aplicación voluntaria
para productos con
marcado CE, para poder
reducir los coeficientes del
hormigón y del acero
1,35 1,10

Elementos prefabricados certificados con DOR
 1,5 a 1,35 → ↑ resistencia del hormigón en un 11,11%
 1,15 a 1,10 → ↑ la resistencia del acero en un 4,54
 Casos de placas alveolares analizadas:
 ELS: Incremento del momento de descompresión en torno al 7%
 ELU:
• Incremento de la resistencia a cortante en regiones no fisuradas en torno al 8-
9%
• Incremento del momento flector positivo en torno al 5%

¿Coeficiente de incertidumbre?
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%

Forjados con elementos prefabricados

El diseño mecánico
Fuente: Extracto ficha técnica de empresa asociada a ANDECE

El diseño (otras prestaciones)
Tabla A.6.5.6 EHE‐08]

 Características generales: tres edificios: la Torre con forma de vela, con 26 plantas
más ático; el Atrio, adherido a la Torre, con 7 plantas; y el Podium, de tan solo 2
plantas.
 Prefabricados utilizados:
 La complejidad geotécnica del terreno provocó que se analizasen varias alternativas. La
solución elegida fueron pilotes prefabricados de hormigón pretensado de 40x40 cm y hasta
una profundidad de 45 m.
 Se modificó la propuesta inicial de forjados mixtos con pantallas deslizantes, por prelosas
prefabricadas pretensadas de 9 metros de luz para evitar cimbrar y encofrar agilizando de
esta manera los plazos de ejecución.
Proyectos: Hotel Vela de Barcelona

Proyectos: Hotel Vela de Barcelona

Aproximación a la industrialización en hormigón √
Diseño de edificios
 Parte 1: Estructuras (1D) y forjados (2D) √
 Parte 2. Fachadas (2D)
 Parte 3. Modular industrializado (3D)
Completando el ciclo de la construcción industrializada con elementos prefabricados de hormigón
 Principios básicos de fabricación
 Principios básicos de transporte y logística
 Principios básicos de ejecución
 Principios básicos de mantenimiento
Retos para los próximos años
 Sostenibilidad
 Metodología BIM
 Reglamentación
Índice

Diseño de edificios: II Cerramientos

Evolución de las fachadas con paneles PH
 Medios
 Materiales
 Conocimiento
 Reglamentación

Tipos de fachadas (paneles)
 Según su composición: homogéneos, multicapa o alveolados; pesados o ligeros
 Según su comportamiento: portantes o autoportantes
 Según su forma: totalmente planos; o con configuraciones espaciales (curvos,
relieves, ondulados, tridimensionales, discontinuos, piezas de celosía, piezas con
vueltas incorporadas laterales, inferiores o superiores, hacia el interior o el exterior
del edificio, nervados, etc.
 Según su posición: horizontal (la más habitual) o vertical; parte ciega de la fachada
(la más común) u otras zonas (huecos de puertas y ventanas, paneles de esquina)
 Según su ubicación: uso exterior (el más habitual) sometido a los agente exteriores
(viento, contaminación, etc.) o uso interior (divisiones interiores, aplacados)
 Obra nueva o rehabilitación
 Según su aplicación: como elemento de cerramiento o como parte de un sistema
modular

PH-M Panel macizo industrializado de hormigón
C Cámara de aire no ventilada
AT Aislamiento térmico
LH Fábrica de ladrillo hueco cerámico u hormigón
RI revestimiento interior formado por un enlucido
de yeso
Fachadas pesadas

Acabados superficiales: texturas

Acabados superficiales: geometrías

148 VPO carabanchel,
Isozaki+humbert.
Premio Pritzker 2019
PREHORQUISA
Fachadas pesadas

Palacio Congresos de Córdoba.
PREFABRICADOS HERMANOS QUIJADA
Fachadas pesadas

Fachadas pesadas (otras funciones)

Fachadas ligeras
2 láminas de espesor ≥ 10 mm y un núcleo de
aligeramiento de espesor según proyecto (gral.
EPS – 80 a 100 mm)
Peso entre 60 y 80 kg/m²
Lámina de espesor ≥ 10 mm que se conecta a
una estructura auxiliar metálica de mínimo 80
mm que aumenta en función de las dimensiones
del panel hasta un máximo de 140 mmm para las
dimensiones máximas
Peso entre 45 y 60 kg/m²

Ventajas adicionales fachadas ligeras
 Alta resistencia mecánica, sobre todo a la flexión y al impacto
 Ligereza: facilita el transporte e instalación
 Ideal para su uso en edificios de gran altura
 Aptitud para ser moldeado en formas complejas e ilimitadas posibilidades de diseños
arquitectónicos
 Enorme variedad de texturas y acabados

Prado Pozuelo - MORPH
STUDIO
PREFABRICADOS PONCE
Fachadas ligeras

Edificio El Rengle.
GRC de PREFABRICATS
PLANAS
Fachadas ligeras

Castle Hotel. Legoland
Windsor Resort (London).
GRC de
PREFABRICADOS
PONCE
Fachadas ligeras

Hospital Santpau. UHPC.
BREINCO
Fachadas ligeras

Museu Murena de
Norman Foster.
Narbonne.
PREFABRICATS
PLANAS
Otros revestimientos

Rehabilitación de fachada de edifício con sistema
de fachada ventilada con aislamiento térmico.
Aplacado de hormigón polímero. ULMA
ARCHITECTURAL SOLUTIONS

Paneles i.light en Centro Pompidou
en Málaga
HEIDELBERGCEMENT HISPANIA

 Fachadas adaptadas al diseño del proyectista, pero con apoyo y conocimiento del
prefabricador
 Cada obra requiere un proyecto específico cuya modulación y acabados difícilmente
se vuelvan a repetir de manera idéntica
 Dimensiones máx. paneles particulares de cada fabricante y vienen
fundamentalmente limitadas por transporte ≤ 12 x 3,5 m
 Espesor paneles es función de su superficie, siendo generalmente de 10 y 12 cm
(autoportantes) y de 14 cm o más (portantes)
Cómo enfocar el diseño de la fachada pesada

 Fachadas adaptadas al diseño del proyectista, pero con apoyo y conocimiento del
prefabricador
 Cada obra requiere un proyecto específico cuya modulación y acabados difícilmente
se vuelvan a repetir de manera idéntica
 Dimensiones máx. paneles particulares dependen del tipo de sistema:
 Paneles sándwich: superficie máxima 15 m2, con un lado de altura aconsejable de 3,15 m
(determinada por el tipo de transporte) y el otro lado de 5 m como máximo.
 Stud-frame: superficie máxima 25 m2, con un lado de altura aconsejable de 3,15 m (determinada
por el tipo de transporte) y el otro lado de 8 m como máximo.
Cómo enfocar el diseño de la fachada ligera

Diseño de edificios: II Fachadas

Paneles portantes
 Por el exterior: función portante y de cerramiento
(arquitectónica)
 Macizo
 Panel sándwich: capa interior portante,
preparada para enlucido
 Por el interior: para formación de núcleos portantes
/ pantallas de arriostramiento (cajas ascensor,
escaleras, particiones interiores). Sin función
arquitectónica
 Dimensiones: 14 a 20 cm de espesor, alturas usuales
de 2,5 a 3,5 m y longitud variable hasta 10 m

Paneles portantes como muros de carga
 Cálculo estructural de los elementos verticales
 Se colocan en ambas direcciones para proporcionar la estabilidad transversal al
edificio
484 viviendas en Coslada
(Madrid). 20 plantas con
paneles portantes.
PRYCONSA
INDAGSA

Industrialización integral mediante 1D/2D

FASE 1:
Cimentación y primera planta
 Cimentaciones y muros de contención
 Posicionamiento y aplomado de pilares
Secuencia constructiva

FASE 1:
 Colocación de losas de forjado (niveles bajo
rasante)

FASE 1:
rasante)
 Colocación de primera/s plantas de forjado

FASE 1:
rasante)
 Colocación de paneles de cerramiento

FASE 1:
rasante)
 Losa de compresión del primer forjado

FASE 2:
Segunda planta y superiores
 Posicionamiento y aplomado de pilares.
Rigidización con nivel inferior de pilares

FASE 2:
 Colocación de losas de forjado (niveles
superiores – hasta cuatro)

FASE 2:
(niveles superiores – 3ª, 4ª y 5ª planta)

FASE 2:
 Losa de compresión del forjado superior

FASE 2:
 Losa de compresión del forjado superior
 Colocación de paneles de cerramiento (2ª
planta)

FASE 3:
Sexta planta y superiores
 …

FASE n:
Enésima planta
 Cubierta

Diseño de edificios: III Modular

Módulos 3D para edificación en altura
 Peso del hormigón muy limitante
frente a otras tipologías (costes
logísticos)
 Número máximo de plantas: 7-8
(hoteles, edificios administrativos,
residencias de estudiantes…)
donde la rapidez de ejecución y el
cumplimiento de plazos es clave, y
la modulación de los espacios es
muy reguar

Ejemplo: Sistema eMII de COMPACT HABIT
 Hasta 8 plantas, cerrado superiormente con cubierta plana, o con cubierta inclinada.
 Módulo se completa con revestimientos interiores y revestimientos de fachada, de
forma que el conjunto de acabados responsa a los requisitos térmicos, acústicos, de
impermeabilidad y de comportamiento frente al fuego, así como estéticos.
 Módulo concebido para ser desmontable y reubicable. Mismo diseño ya sea en
planta baja, intermedia… centrado o extremo….
 Dispone de una serie de características de diseño fijas y otras que son abiertas
(parametrizables, dentro de unos rangos predefinidos).

Módulos 3D para edificación baja (1 - 2 alturas)
 Módulos completos, reducción de oficios posteriores al mínimo
 Ejecución muy rápida: 4-5 módulos (100 – 125 m2) / jornada
 Peso del hormigón no es tan importante → debe imponerse frente a otras tipologías
(mejores prestaciones conjuntas)
 Importante rol del usuario final (generalmente el comprador) en la toma de
decisiones

 Sistemas de ensamblaje mediante paneles y losas de forjado, reducción de oficios
posteriores aunque no tanto como la construcción mediante módulos 3D
 Ejecución rápida: esqueleto estructural de una vivienda en una semana
 Peso del hormigón no es tan importante → debe imponerse frente a otras tipologías
(mejores prestaciones conjuntas)
 Importante rol del usuario final (generalmente el comprador) en la toma de
decisiones
2D para edificación modular baja (1 - 2 alturas)

 Sistemas de ensamblaje mediante paneles y losas de forjado, reducción de oficios
posteriores aunque no tanto como la construcción mediante módulos 3D
 Ejecución rápida: esqueleto estructural por planta en 3 – 5 días
 Peso del hormigón puede ser importante, pero debe analizarse sus ventajas
prestacionales frente a otras tipologías (resistencia al fuego y mecánica, durabilidad)
 Decisión del estudio de arquitectura, promotor, empresa constructora,…
2D para edificación modular alta (n alturas)

2D para edificación modular baja (1 -2 alturas)

Accesible Lujo
Mitos sobre el precio

Otros diseños
Casa Hemeroscopium
Estudio Ensamble
PRAINSA

(III) COMPLETANDO EL CICLO DE LA CONSTRUCCIÓN INDUSTRIALIZADA
CON ELEMENTOS PREFABRICADOS DE HORMIGÓN

 Principios básicos de fabricación
 Principios básicos de transporte y logística
 Principios básicos de ejecución
 Principios básicos de mantenimiento
Completando el ciclo de la construcción industrializada
con elementos prefabricados de hormigón

Distintivo de calidad (voluntario)

Preparación antes del envío a obra

 Adecuación dimensional a la capacidad de los medios
de transporte, así como los medios de elevación tanto
de fábrica como de la obra
 Esfuerzos a que pueden verse sometidas las piezas:
especialmente en elementos largos y voluminosos
(vigas de puentes, módulos), que pueden verse
afectadas por efectos dinámicos (posibles volteos e
inestabilidad de los apoyos), flecha por el propio peso,
acción del viento lateral
 Posible necesidad de incorporar medios de protección
adicionales en algunas zonas
 El hecho de que los elementos no hayan alcanzado
todavía su máxima capacidad resistente
 Estudio pormenorizado del itinerario, especialmente si
tiene que salvar o acceder a zonas urbanas
Principios básicos de transporte

Coordinación entre fabricación y ejecución

 Menor número operarios, máquinas
 Menor tiempo de ejecución (↓ exposición riesgos)
 Montaje en seco y tareas más sencillas e inmediatas
Seguridad en obra

Principios básicos de mantenimiento

(IV) RETOS PARA LOS PRÓXIMOS AÑOS

 Sostenibilidad
 Metodología BIM
 Reglamentación
Retos para los próximos años

 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%)
 Generación de residuos de difícil valorización
 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.
¿Por qué una construcción sostenible?

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.
Construcción
Construcción
sostenible
De donde venimos Hacia dónde vamos
Hacia una construcción sostenible

Recuperar la construcción con sentido común (plazos, recursos, eficiencia), pensada por
ciudadanos para ciudadanos, adaptada al contexto social y económico…
Hacia una construcción sostenible
Construcción
insostenible
Construcción
De donde venimos Hacia dónde vamos

Mitos sobre construcción sostenible

El impacto del cemento (hormigón)
 El cemento es el 2º mayor emisor de CO2, contribuyendo con alrededor del 5 al 7%
de las emisiones anuales → ≈ 100 kg CO2 / Tn hormigón
 Si la industria del cemento fuera un país, sería el tercer emisor más grande del
mundo, detrás de China y los Estados Unidos
 COP24 Katowice (Polonia): para cumplir requisitos del Acuerdo Climático de París
2015, las emisiones anuales por el cemento deben caer un 16% para el 2030

 HORMIGÓN: Potencial frente a otros materiales
 Mecánica
 Resistencia fuego
 Acústica
 Energética
 Reciclabilidad
 Margen de mejora (I+D+i) → nuevas prestaciones (descontaminación)
 PREFABRICACIÓN: Versión industrializada de la construcción en hormigón
 Mayor fiabilidad (calidad): procesos industriales y controlados vs aleatoriedad
obra (menor generación de residuos)
 Precisión dimensional
 Rapidez de ejecución - Control de tiempos y costes
 Optimización: diseño, consumo materiales, durabilidad
 Mayor seguridad laboral
Características de los PH

 HORMIGÓN: Potencial frente a otros materiales
 Mecánica
 Resistencia fuego
 Acústica
 Energética
 Reciclabilidad
 Margen de mejora (I+D+i) → nuevas prestaciones (descontaminación)
 PREFABRICACIÓN: Versión industrializada de la construcción en hormigón
 Mayor fiabilidad (calidad): procesos industriales y controlados vs aleatoriedad
obra (menor generación de residuos)
 Precisión dimensional
 Rapidez de ejecución - Control de tiempos y costes
 Optimización: diseño, consumo materiales, durabilidad
 Mayor seguridad laboral
Características (sostenibles) de los PH

Potenciar la durabilidad
 Intervenciones estimadas durante una
vida de servicio de 100 años:
 Madera: 6
 In situ: 3
 Prefabricado: 0
 Adaptabilidad
 Otros efectos sociales de las
intervenciones: molestias por ruido, polvo,
alteración de la vida cotidiana,…

Potenciar la circularidad
En origen
 Uso de residuos de procedencia propia o
ajena
 PH menos susceptibles de combinarse
con otros materiales
Al final de su vida útil
 Grado de reutilización elementos
 Hormigón y acero hasta 100% reciclables
http://www.veep-project.eu/
Paneles PH compuestos con
hasta un 75% de RCD´s

 Ahorro energético (inercia térmica del hormigón) = reducción
costes de calefacción y refrigeración (ECONÓMICO)
 Menores emisiones de CO2 asociadas (MEDIOAMBIENTAL)
 Hogares más confortables (menores oscilaciones térmicas) (SOCIAL)
Eficiencia energética

 Uso de adiciones. Ej. TiO2 (principio activo fotocatalítico)
 Aplicación en elementos expuestos: pavimentos, fachadas, túneles, mobiliario
urbano, puentes,…
ETIXc. Sistema prefabricado de paneles
para aislamiento térmico de envolventes de
edificación con actividad fotocatalítica
Descontaminación

 Proceso químico por el cual los elementos de hormigón pueden llegar a reabsorber
una parte importante del CO2 que previamente ha sido emitido en fases anteriores,
fundamentalmente en la producción del cemento
Carbonatación controlada
Figura.- Estimación de porcentaje de carbonatación (absorción de CO2 / emisiones de CO2 en fabricación
de materias primas) para una perspectiva a 100 años: 70 años de vida de servicio de la estructura de
hormigón + 30 años después de la demolición. Fuente: “The CO2 uptake of concrete in a 100-year
perspective”. Claus Pade, Maria Guimaraes. 2006

Consejos sobre construcción sostenible
 No sacar conclusiones rápidamente acerca de la sostenibilidad de un material frente a
otro, la sostenibilidad debería siempre a nivel de edificio/infraestructura y para comparar
las mismas unidades funcionales y, si es posible, analizando todo el ciclo de vida
 Un material “sostenible” puede formar parte de un elemento “insostenible” si no se
hace un uso adecuado
 La sostenibilidad no es solamente ambiental, deben considerarse sus impactos sociales
y económicos
 Importancia del transporte, de los consumos de energía y de otros impactos a lo largo
del ciclo de vida de la construcción, su potencial de reutilización/reciclabilidad…
 No sólo hay que decirlo, hay que demostrarlo…

DAP prefabricados de hormigón

DAP prefabricados de hormigón
• INERCIA TÉRMICA activación y
mejora de la eficiencia energética
• DURABILIDAD bajo mantenimiento
• RECICLABLE

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 de construcción sostenible (1)

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

 Requisitos técnicos (estructurales) y funcional (dar un servicio)
 Justificación económica: rápida y correcta ejecución, retorno inversión
 Razones estéticas (?): acabados inferiores
 Motivos sociales: confort usuarios

 Uso de una representación digital compartida un activo (de construcción) para
facilitar los procesos de diseño, construcción y operación, y proporcionar una base
confiable para la toma de decisiones
 Del 2D al 3D (→ 4D … 7D, nD), de planos a modelos digitales: líneas → volúmenes
con información
 Ofrece un mejor seguimiento en la elaboración, ejecución y mantenimiento de un
proyecto, evitando riesgos e incongruencias en diseño y documentación generada
 Cambio de modelo: tradicional (las tareas y responsabilidades se diluyen) a uno en
mucho más tecnificado (obra = proyecto), con apoyo de tecnología
 Pensado fundamentalmente para edificios (↑ número de componentes, ↑ riesgos
de colisiones, ↑ diversidad de intervinientes) que en infraestructuras
Características de la metodología BIM

Modelos construibles (= fabricables)

Industrializada Tradicional
Gestión Muy poca incertidumbre:
la obra se define en el
proyecto ↔ BIM
Mayor incertidumbre: interferencia con
otras unidades de la obra (encuentros no
previstos entre unidades de obra distintas)
↔ (pre) BIM
Cambio de enfoque: respeto por el proyecto

Industrializada Convencional
Ejecución Inevitable ejecutar
correctamente ↔ BIM
Complejo ejecutar correctamente ↔ (pre)
BIM
Cambio de enfoque: respeto por el proyecto

¿BIM?
Construcción tradicional

BIM
BIM
Construcción industrializada

≠
Construcción tradicional vs industrializada
 ~10% materiales se pierden
 ~30% de construcción son re-trabajos
 ~40% de improductividad del trabajo en obra
 ~40% de los proyectos superan su presupuesto
 ~90% de los proyectos fuera de plazo
Las razones son debidas
fundamentalmente a
ineficiencia en la comunicación,
la planificación y la colaboracion
entre agentes

Producto hecho de hormigón y fabricado de acuerdo con una norma específica,
en un lugar distinto de su localización final de uso, protegido de las condiciones
ambientales adversas durante la fabricación y que es resultado de un proceso
industrial bajo un sistema de control de producción en fábrica, con la posibilidad
de acortar los plazos de entrega
Construcción industrializada con PH

ERECTFABRICATEMODEL
Diseño conceptual,
presupuesto, ofertas y
contratación
Diseño & detallado,
Documentos e
información para
fabricar y construir
Producción integrada
(CAD-CAM),
Datos para fabricar (ERP),
planificación &
coordinación
Informacion para
almacenamiento
Coordinación de
los suministros
Plan de montaje y
coordinación con
otros oficios
Gestión de la información centralizada

Tekla for
Precast
Fabricators
Ingeniería de valor,
Estimación de cantidades,
3D visualizaciones 3D
Plan de montaje y secuencia
Establecimiento de hitos
Seguimiento del progreso del proyecto,
coordinación & comunicación
Detalles de las conexiones,
armados, elementos embebidos
Cantidades, geometrías, materiales,
pesos, ubicación, atributos, información
del proceso, ...
Planos de fabricación, informes y
visualización 3D
Datos para fabricación
Planificación y gestión para ERP- y
soluciones CAM
Gestión de la información centralizada

Ejemplo: IKEA Alcorcón. PRECON
 Edificio destinado al uso comercial
 Edificio totalmente prefabricado
 Placas alveolares
 Vigas rectangulares, dobles T, L, T…
 Pilares rectangulares 40x40 a 60x80
 Paneles de cerramiento
 Paneles estructurales
 Escaleras prefabricadas
 Losas armadas
 Muros nervados
 65.000 m2 de forjados
 29.000 m2 por planta
 235 m de largo
 160 m de ancho
 Altura máxima del edificio 23 m
 3 Alturas de forjado mas cubierta
 Edificio sin juntas de dilatación
Del plano (modelo) a la obra

Colaboración prefabricador (rol de ingeniería) con proveedor de software (TEKLA -
Construsoft)
Mejora notable de tiempos (↓35%), detección de errores en diseño (↓75%)…→ No
hay vuelta atrás al CAD
Muy poca incertidumbre: la obra se define en el proyecto
 Precisión y coordinación dimensional
 Definición completa elementos (geometría, características técnicas) e invariable
 Prefabricador ≈ participación en la ingeniería y arquitectura de proyecto
Ventajas del uso BIM en PH en diseño

 Gestión de la fabricación: salida automática de planillas de fabricación
Geometría
(longitud, anchura, etc.)
Perfil
(Código/nombre)
Cantidades
(Pos-Nr, etc.)
Especificaciones
volumen
(Área, volumen, peso, etc.)
Otros elementos
(Nombre, tipo, cantidades,
etc.)
Datos plotter
(Agujeros, cajeados, cortes, etc.)
Ventajas del uso BIM en PH en fabricación

 Gestión de la logística: carga de camiones según la optimización de las pistas de
producción y/o stocks
Ventajas del uso BIM en PH en logística

 Planificación eficaz de la obra
Ventajas del uso BIM en PH en ejecución

Diseño Análisis Documentos Construcción Gestión
Un modelo Un modelo con
aproximación de
materiales y
espacios.
Un modelo con
definición de
materiales y
espacios.
Un modelo con
definición de
materiales y
espacios en una
secuencia
Constructiva.
Modelo
virtual que
Representa
un proyecto
construido.
“As Built”
El papel de los fabricantes de PH

Diseño Análisis Documentos Construcción Gestión
Contenido
genérico
Contenido
de marca
Contenido
de marca
Contenido
de marca
Contenido
de marca
Contenido
de marca
Contenido
genérico

Selección 10 productos representativos en formato BIM → Digitalización
Adoquines/baldosas
Bloques
Viguetas/bovedillas
Artesas puentes
Mobiliario
Placas alveolares
Postes
Tuberías
Paneles
Traviesas

http://bimetica.com/es/andece.html
Galería de objetos BIM (BIMETICA)

https://www.bimandco.com/es/users/10110/bimobjects
Galería de objetos BIM (BIM&CO)

Grado de implantación en gran PH
 Estructuras y/o cerramientos
 Hormigón armado y/o
pretensado
 Fabricantes monoproducto (ej.
placa alveolar) hasta soluciones
integrales (toda la estructura,
incluyendo montaje)
 Cada fabricante tiene sus
propios diseños (moldes,
software)
 BIM avanzado

Grado de implantación en pequeño PH
 Hormigón masa (reforzado con
fibras excepcionalmente)
 Catálogos técnicos muy
definidos
 Poca o nula intervención en
proyecto
 Peso/volumen: menor
importancia
 Adaptación a BIM todavía
escasa (digitalización de
catálogos de producto)
 Estrategia de posicionamiento
de marca

Guía BIM para prefabricados de hormigón

 ¿Concepto de moda? ¿Revolución? ¿Imposición vs convencimiento?
 ¿Oportunidad o amenaza?
Implantación de la metodología BIM

 El prefabricado (industrializar) es más caro que construir in situ
 El prefabricado (industrializar) tiene poca versatilidad en el diseño
 Las estructuras prefabricadas de hormigón no son tan estables como las in situ
 Prefabricado es sinónimo de baja calidad y de provisionalidad
 El hormigón es el material de construcción más contaminante
 Anticipar la formación a la enseñanza universitaria
 …
Rompiendo mitos / barreras a salvar

Máster ANDECE-STRUCTURALIA
www.capacitacionprefabricados.com

Máster ANDECE-STRUCTURALIA
www.capacitacionprefabricados.com
CONCEPTOS DISEÑO PROCESOS CICLO DE VIDA
1.1. Aproximación a la
industrialización en
hormigón
1.2. Campos de aplicación
y componentes
industrializados
de hormigón
1.3. Principios básicos de
diseño
producción
transporte
construcción
mantenimiento
1.8. Principios de ciclo de
vida
2.1. Diseño de edificios
2.2. Diseño de
infraestructuras
2.3. Diseño de espacios
urbanos
2.4. Introducción a la
metodología BIM
3.1. Marco técnico legal
3.2. Procesos internos
3.3. Procesos externos
3.4. Organización y
comercialización
4.1. Durabilidad y
eficiencia de recursos
4.2. Análisis de ciclo de
vida
4.3. Sistemas de
certificación de la
sostenibilidad de las
obras
4.4. Integración dentro de
las smart cities

Conclusiones
 Es posible la industrialización integral, o al menos maximizarla
 Cambio de modelo constructivo necesario, implicando al industrial desde el principio
 Debe valorarse su contribución: no es un solo proveedor de materiales, sino un
agente externo imprescindible para llevar a cabo el proyecto
 Cambio de enfoque en la valoración de los costes: construcción vs toda la vida de
servicio del edificio
 La digitalización (BIM) y los requisitos de construcción sostenible deberían conllevar
una progresiva industrialización: precisión, preservar elementos del proyecto,
versatilidad en el uso, durabilidad, economía circular, desmontabilidad, nuevas
prestaciones…

Una industria en crecimiento
¿Alguna
pregunta?

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