Alejandro Lpez. Director Tcnico. ANDECE

Seminario 15

Prefabricacin de hormign. Retos tcnicos e

innovacin

Hacia una construccin industrializada y sostenible con

prefabricados de hormign Madrid, 16 de junio de 2014

Asociacin Espaola de la Industria del Prefabricado de Hormign

Desde 1964

Formada por 96 fabricantes de PH, que representan el 70% del volumen del sector y 7 socios adheridos (proveedores de

materiales o servicios)

Socios principales organizaciones empresariales, alianzas internacionales

ANDECE

Orgenes del hormign (concreto)

Orgenes de la prefabricacin en hormign

Otros hitos importantes

William Wilkinson, inventor del hormign armado o reforzado (1854)

Patente de edificio prefabricado compuesto por mdulos tridimensionales de Eduard T. Potter (1889)

Primeras vigas de hormign armado de Edmond Coignet (1889)

Piedra aglomerada o cast stone, patente de la empresa Coade (1898)

Primeras losas prefabricadas de hormign armado para cubiertas en EEUU (1900)

Paneles de prefabricados de hormign para comunidad de Forest Hills Gardens en EEUU de Grosvenor

Atterbury (1908)

Procedimiento de fabricacin de tubos por centrifugacin (1925)

Eugne Freyssinet principal impulsor del pretensado en las estructuras de hormign (1928)

Pabelln universitario Le Maison Suisse de Le Corbusier (1933)

Francisco Fernndez Conde, obtiene de Freyssinet las patentes del pretensado para Espaa y Amrica

Latina (1942)

A partir segunda mitad Siglo XX

Mnimas variaciones formales para reducir el nmero de elementos diferentes

Bloques de tipologa lineal de gran frente

Nula flexibilidad de distribucin en planta

Prefabricacin pesada y cerrada

Algo habremos aprendido?

1945 .. 2014

desde entonces

Progreso tecnolgico

Medios disponibles

desde entonces

Medios: instalaciones y materiales

Conocimiento

Definicin

(EN 13369) Producto hecho de hormign y fabricado de acuerdo con una norma especfica, en un lugar distinto de su localizacin final de uso, protegido de las

condiciones ambientales adversas durante la fabricacin y que es resultado de un proceso

industrial bajo un sistema de control de produccin en fbrica, con la posibilidad de acortar

los plazos de entrega.

Caractersticas principales PH (1)

Versin industrializada de la construccin en hormign

Potencial hormign vs otros materiales:

Mecnica Durabilidad Resistencia fuego Margen de mejora (I+D+i) Acstica Esttica Energtica

Versatilidad para adaptarse a casi cualquier forma

Prcticamente aplicable a cualquier solucin constructiva

Puentes y pasarelas

Canalizaciones

Contencin

Pavimentacin

Cimentaciones

Estructuras y forjados

Cubiertas

Cerramientos

Mobiliario urbano

Edificacin modular

Campos de aplicacin PH

PH estructurales

PH no estructurales

Caractersticas principales PH (2)

Mayor calidad: procesos industriales y controlados vs aleatoriedad obra

Rapidez de ejecucin (devolucin ms rpida de crditos)

Control de tiempos y costes = fiabilidad, mayores garantas

Optimizacin: diseo, consumo materiales

Mayor seguridad laboral

Construccin en Espaa

Sector muy inmovilista

Freno por barreras culturales u otros factores. Espaa pas de hormign, pero construccin con escaso grado de industrializacin (construccin ladrillo a

ladrillo)

Todo avanza (materiales, conocimiento, medios, software,) pero y la manera de construir?

La sociedad acepta la ineficiencia

Prefabricacin en Espaa

Progresiva industrializacin

Plantas con orgenes locales, pero apuesta por inversiones y tecnificacin

Estado actual: 10-12% dentro de toda la construccin en hormign. Margen de mejora (Ej. Holanda 35-40%, Finlandia +50%, EEUU en expansin)

Red de empresas capacitadas para fabricar cualquier producto (o sistema constructivo industrial en base hormign) con unos estndares de calidad notables

Know-how muy alto, pero falta de mercado interno Internacionalizacin

Despegar la prefabricacin?

Industrializacin

Sostenibilidad

Prefabricacin

Trminos equivalentes?

Hacia una construccin industrializada (1)

Es necesario que todos -arquitectos, ingenieros, constructores y pblico en general- comprendan las ventajas, posibilidades y belleza

propia que la nueva tcnica permite, para que entonces la industria se

interese []. No podemos esperar que ella tome para s todos los riesgos de la iniciativa, empendose en producir aquello que los

nicos interesados todava no le reclaman. Para conseguir que, por

una parte, la flexibilidad, esttica, diversidad, calidad, versatilidad,

economa, y por otra, la industrializacin de la construccin no sean

polos opuestos de una misma realidad, hace falta primero comprender

qu pretende esta emergente tecnologa, y segundo desarrollarla con

inteligencia y honestidad para llevarla a buen puerto, a un puerto en el

que haya alguien esperando.

Lucio Costa, arquitecto y urbanista brasileo en 1934

Hacia una construccin industrializada (2)

Construccin tradicional Construccin industrializada

Definicin Ms posibilidades de cambios a lo largo de todo el

proceso. Mayor indefinicin.

Etapas claramente definidas,

empezando desde el proyecto.

Calidad Elementos se manufacturan y/o ejecutan en la propia

obra, mayor influencia del error humano (ms

rechazos).

Mayor control (cada pieza tiene su

destino), menor influencia del error

humano (se sustituyen los albailes por

montadores: la pieza tiene su lugar).

Coste En origen, normalmente menor. Pero mayor riesgo de

imprevistos y desviaciones econmicas.

Precio cerrado en proyecto.

Tiempo El mayor grado de indefinicin y la mayor interaccin

entre los distintos agentes provoca desviaciones en

tiempo y, por tanto, en costes.

Mayor grado de cumplimiento en la

planificacin de la obra, rpida apertura

de tajos para otros gremios, menor

dependencia a las condiciones

climatolgicas.

Limpieza La obra es la fbrica al mismo tiempo. Muchos

excedentes de materiales.

Menor generacin de residuos.

Impacto Mayor tiempo y mayor necesidad de espacio para el

desarrollo de todas las tareas.

Menor impacto en las zonas aledaas

(menores molestias causadas a las

personas que habitan o transitan por

ellas por ruido, cortes de trfico,

generacin de polvo) y durante menor

tiempo (ejecucin ms gil).

Economa

Industrializada Tradicional

Material Mayor (pero son piezas

terminadas)

Menor (pero debe considerarse el

proceso posterior)

Ejecucin Coste definido (tiempos

de ejecucin

aproximados)

Velocidad ejecucin

Incierto (depender mucho ms de

otras variables: climatologa,

cualificacin y motivacin de los

operarios, accesibilidad y/o comodidad

al lugar de ejecucin, ...)

Experiencia Aprendizaje continuo

Max. libertad (diseo)

Montadores

Cada obra es nueva (no se aprende de

errores pasados)

Cambios sobre la marcha

Albailes

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)

Anlisis del coste de la construccin desde un punto de vista global

Industrializacin vs Tradicional (1)

Mayor control: menores rechazos, optimizacin materiales, consumos energa planta, obra ( proyecto)

Industrializada Tradicional

Atrasos < 1,5%

Reparaciones y re-trabajos < 2,0%

No optimizacin materiales < 7,0%

Prdidas mala calidad < 3,5%

Restos de material < 5,0%

Proyectos no optimizados < 6,0%

Tiempos improductivos < 5,0%

TOTAL

Menor tiempo de ejecucin Menor generacin residuos Montaje en seco Orden, limpieza, menos riesgos, mayor productividad

Industrializacin vs Tradicional (2)

Fiabilidad

Fabricacin 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 fabricacin

Garantas = Prefabricado Hormign + Empresa solvente

Valor aadido: distintivos de calidad

El caso de los Distintivos de Calidad Oficialmente Reconocidos en Espaa

En el clculo En la ejecucin

Hacia una construccin sostenible (1)

CONSTRUCCIN SOSTENIBLE: construccin que aboga por la

creacin y el funcionamiento de un entorno construido saludable y de

calidad, basado en la eficiencia de los recursos, la economa del ciclo

de vida y los principios ecolgicos.

Implica la mejora en las prestaciones y en los procesos de construccin,

demolicin y reutilizacin de los edificios y de sus componentes.

Construccin Construccin

sostenible

De dnde venimos Hacia dnde vamos

Por qu una construccin sostenible?

Polticas. Ej. Uso sostenible recursos naturales (Reglamento Europeo 305/2011)

Gran peso de la construccin: emisiones de GEI (40%) consumos de agua ( 20%) consumos energticos ( 40%) consumo de suelo ( 20%) consumo de materias primas ( 30%)

Margen de mejora nueva construccin / rehabilitacin 30/50% consumo E sin aumentar costes de inversin.

Mayor conciencia ciudadana: mayor conocimiento de los productos/viviendas/infraestructuras que adquieren/utilizan.

Grandes impactos ambiental,

econmico y social

Hacia una construccin sostenible (2)

Recuperar la construccin con sentido comn (plazos, recursos,

eficiencia), pensada por ciudadanos para ciudadanos, adaptada al

contexto social y econmico

Construccin (insostenible?)

Construccin

De donde venimos Hacia dnde vamos

Funcionalidad (social)

Ejemplo: parking con placas alveolares pretensadas

Requisitos tcnicos (estructurales) y funcional (dar un servicio)

Justificacin econmica: rpida y correcta ejecucin, retorno inversin.

Razones estticas (?): acabados inferiores

Motivos sociales: confort usuarios

Fortaleza energtica H

Material multiprestacional: potencial energtico del hormign (inercia trmica)

+ Los materiales de alta inercia trmica como el hormign contribuyen positivamente a

regularizar la demanda de energa.

Ahorro energtico (inercia trmica del hormign) = reduccin costes de calefaccin y refrigeracin (ECONMICO)

Menores emisiones de CO2 asociadas (MEDIOAMBIENTAL)

Hogares ms confortables (menores oscilaciones trmicas) (SOCIAL)

Inercia Trmica

Sostenibilidad

Pero esto hay que cuantificarlo

A travs de NORMAS

EVALUACIN DE LA SOSTENIBILIDAD DE LOS

EDIFICIOS/INFRAESTRUCTURAS: combinacin de las evaluaciones

de los comportamientos ambiental, social y econmico teniendo en

cuenta los requisitos tcnicos y funcionales.

Necesidad de cuantificarlo: estimacin

M.P.

cemento,

aceros

Proceso

industrial

(seco),

menores

residuos

Inercia trmica (ahorro E),

menor mantenimiento

Estructuras

deconstruibles?

H reciclable

Ejemplo (otro material) (1)

Obras destacadas PH sostenible (1)

Casa Kyoto es la primera vivienda unifamiliar industrial de hormign, basada en criterios de edificacin sostenible y desarrollada por un promotor ligado

estructuralmente a una industria de prefabricados de hormign. Suministrador

PH: PREFABRICADOS PUJOL

Obras destacadas PH sostenible (2)

La obra, situada en el puerto de Denia, incorpora elementos prefabricados de

hormign armado y pretensado de caractersticas singulares: los pilares son de

seccin circular, de 14 metros de altura dispuestos en obra con inclinacin de

70; las placas de forjado son de seccin TT de canto 60cm y con luces de 20m.

Idea inicial in situ: analizadas mejoras en PH (economa, calidad, plazos), se

redise la estructura. Suministrador PH:: PREVALESA

Obras destacadas PH sostenible (3)

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 realizacin de un aislamiento profesional.

Rehabilitacin integral de fachada con placas de hormign polmero. 4 bloques

de viviendas en Barcelona, 14.000 m2. Suministrador PH: ULMA

ARCHITECTURAL SOLUTIONS

Otros ejemplos PH sostenible (4)

EFICIENCIA ESTRUCTURAL ( prestaciones, consumo materiales)

Tcnica del pretensado: tipologa de construccin de elementos

estructurales de hormign sometidos intencionadamente a esfuerzos de

compresin previos a su puesta en servicio, o postesado si se hace

posteriormente.

Otros ejemplos PH sostenible (5)

POTENCIAL DEL HORMIGN (innovacin permanente)

UHPFRC = Cemento + Agua (control)

+ Aridos (finos) + Aditivos (ltima

generacin) + Adiciones reactivas

Elementos para pasarela peatonal en Alicante

La velocidad con la que han evolucionado los materiales (hormigones de altas

prestaciones, aditivos de todo tipo, uso de fibras, etc.) han tenido su mejor

mercado en la industria de los prefabricados de hormign, al ser estos un

excelente banco de pruebas para la innovacin.

Solucin Coste m3 Vol. usado Tiempo montaje Coste transporte Vida til

H. convencional 1 1 1 1 1

UHPFRC 8-10 0.2-0.5 0.2-0.5 0.3 4

Inversin por parte de las empresas: construccin industrializada

(= sostenible) como va de mejora y posicionamiento en el

mercado. Ej. NPCA (USA)

Entrega premios anuales a sus empresas asociadas que + hacen por la construccin sostenible con elementos

prefabricados de hormign

Premio: MA Industries

Implant programa reciclaje en

planta, con el compromiso de

todos los empleados

Reduccin residuos: 95% coste

Premio: Nycon Corporation

Desarrollo Nycon-G: patente

nylon reciclado procedente

alfombras, usado como fibra

para el hormign

Premio: StructureCast

Creacin de una instalacin de

reciclaje de residuos de

hormign para atender a toda la

zona y reventa del AR como

base de firmes.

Algunos ejemplos PH sostenible (8)

Funcionalidad

Economa

Calidad Ejecucin

Esttica

Prefabricado

de hormign

Velocidad de ejecucin

Calidad (fabricacin y ejecucin)

Seguridad y orden

Coste solucin completa

Versatilidad

Caractersticas hormign

Retos industria: margen de mejora

Tcnica (y promocional)

Material + Tecnologa Industrializacin y sostenibilidad Campo reglamentario

Implicacin toda la estructura empresa: necesario cambio mentalidad

Estratgica

Colaboraciones multidisciplinares (proveedores materias primas, centros tecnolgicos, colegios profesionales, universidades,)

Formacin

Necesidad formacin futuros profesionales