Presentación realizada en el Grado de Ingeniería de Caminos de la Universidad Politécnica de Valencia, dentro de la colaboración que mantenemos desde el año 2014 para impartir charlas formativas sobre prefabricación a los alumnos de Grado y de Máster de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos
Soluciones constructivas industrializadas con elementos prefabricados de hormigón. Tendencias: BIM y sostenibilidad
1. Alejandro López – Director Técnico
SOLUCIONES CONSTRUCTIVAS INDUSTRIALIZADAS CON
ELEMENTOS PREFABRICADOS DE HORMIGÓN
TENDENCIAS: BIM Y SOSTENIBILIDAD
2. 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
+ de 20 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”
3. 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
Prefabricados…
4. 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)
… de hormigón
5. 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
6. 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
7. 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
8. 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
14. Metro Casco Viejo de Bilbao
Ingeniería IDOM
Estudio de arquitectura: César Azkárate
Prefabricador: ADHORNA
15. Principios básicos de fabricación
Principios básicos de transporte y logística
Principios básicos de ejecución
Completando el ciclo de la construcción industrializada
con elementos prefabricados de hormigón
26. 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”
27. Principios básicos de fabricación
Principios básicos de transporte y logística
Principios básicos de ejecución
Completando el ciclo de la construcción industrializada
con elementos prefabricados de hormigón
29. 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
30. Principios básicos de fabricación
Principios básicos de transporte y logística
Principios básicos de ejecución
Completando el ciclo de la construcción industrializada
con elementos prefabricados de hormigón
35. Menor número operarios, máquinas
Menor tiempo de ejecución (↓ exposición riesgos)
Montaje en seco y tareas más sencillas e inmediatas
Seguridad en obra
39. Fuente: Shaping the Future of Construction. World Economic Forum. 2016
Tecnologías / digitalización / BIM
40. 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?
41. ¿Cómo debe ser una construcción sostenible?
Consuma menos recursos (economía circular)
Costes razonables de inversión y de operación
(dimensión económica de la sostenibilidad)
Menos emisiones operativas (edificios de
consumo de energía casi nula)
Menos emisiones embebidas (resultado de las
declaraciones ambientales de producto)
Sean más confortables, durables, seguros,
accesibles y este mejor insonorizados (dimensión
social de la sostenibilidad)
42. 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
43. 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
45. 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
46. 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
48. 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
51. ≠
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
52. 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
53. 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
56. 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
57. 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
58. 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
65. 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…