SOBRE EL AUTOR

Abraham García Arquitecto, Líder Jr. de Proyecto

“Pienso que el sistema de construcción modular es un claro ejemplo de cómo a través del tiempo evolucionan y mejoran los procesos constructivos, demostrando que la arquitectura se adapta al tiempo y espacio en el que se desarrolla.”

La industria asociada a la arquitectura siempre está en busca de optimizar y mejorar los procesos constructivos con las herramientas tecnológicas disponibles, de ahí parte la idea de diseñar edificaciones cuyos elementos se fabrican en un sitio y se ensamblan en otro. Lo anterior permite culminar la obra arquitectónica a través de la unificación de sus partes donde cada una de ellas, a través de un ejercicio de planificación se integran para satisfacer las necesidades espaciales de los usuarios, este método otorga beneficios en la calidad, tiempos de construcción, costos y varios otros rubros. 

¿En qué consiste la arquitectura modular prefabricada? 
Hablamos de un sistema de construcción con módulos prefabricados, con uniones y preparaciones enfocadas al ensamblaje, cuyo objetivo es acelerar y eficientar el proceso de construcción de las edificaciones.  A continuación, describo diferentes métodos de construcción arquitectónica prefabricada que han ido evolucionando y mejorando a lo largo del tiempo, cada una se diferencia por el tipo de material utilizado, la forma de transportación y las preparaciones in situ necesarias para consolidar la construcción.  

Distintos tipos de aplicación de sistema modular prefabricado

1. Entramado Globo

En sus inicios el sistema de construcción prefabricado se conocía como “Entramado” con el tiempo surgen las variaciones constructivas como lo son: Balloon Frame o “Entramado Globo” este sistema consistía en la unión de elementos lineales de madera unidos mediante clavos generando bastidores. Una vez montado el entramado se recubrían con tableros de madera clavados a la estructura. Para los cerramientos, mayoritariamente se ejecutaban en el suelo y posteriormente se elevaban para su colocación.  

Alba.L. (2019-2020). Axonométrico constructivo de sistema Balloon Frame. Análisis constructivo de la arquitectura modular actual destinada a viviendas unifamiliares. 

2. Entramado de Plataformas

El edificio se levanta planta por planta, de tal forma que los entrepisos interrumpen la continuidad de la estructura. Este cambio se debe a la gran dificultad que se tenía para encontrar elementos de longitud suficiente y, posteriormente, transportarlos. 

Alba.L. (2019-2020). Vivienda unifamiliar desarrollada con sistema de plataformas. Análisis constructivo de la arquitectura modular actual destinada a viviendas unifamiliares.

3. Entramado de Metal

Es una derivación del Ballon Frame, usando perfiles de poco espesor de acero galvanizado en sustitución de la madera. Los elementos lineales se unen mediante tornillos autoperforantes, por lo que la sencillez de montaje se mantiene. La prefabricación de los perfiles permite que vengan mecanizados de fábrica, lo que facilita en gran medida las obras de instalaciones hidráulicas y eléctricas, reduciendo todavía más el tiempo en obra. Otro punto para considerar respecto a este sistema es la reciclabilidad de su material, lo que permite reducir su huella ambiental.

Vivienda unifamiliar desarrollada con sistema de entramado de metal. Análisis constructivo de la arquitectura modular actual destinada a viviendas unifamiliares. (2019-2020).

4. Sistema de Paneles

Los paneles hacen función tanto de estructura como de cerramiento. En algunos tipos en concreto, no son necesarias estructuras horizontales, por lo que son los propios paneles los que sustentan la edificación. Los componentes son fabricados en taller y algunos pueden incorporar elementos como carpinterías o las instalaciones necesarias. Dentro de este sistema se pueden utilizar paneles aislantes estructurales, formados por un alma de espuma aislante situada entre dos caras estructurales. Los paneles contra laminados, utiliza capas de madera aserrada encolada de tal forma que las fibras de dos capas contiguas estén orientadas de forma perpendicular, suelen constar de 3, 5 o 7 capas,que pueden ser de distintos espesores y/o maderas según las necesidades de la obra. 

Montaje de paneles de La casa de Cobre, “Casas que crecen”, Berlín. (Gropius, 1931)

5. Prefabricados de Concreto

Al principio, este tipo de paneles consistían en una sola hoja maciza de concreto, pero, con el tiempo, han ido evolucionando, incorporando en su interior material aislante como el poliestireno extruido que mejora sus características térmicas. 

Colocación de panel de concreto prefabricado con hueco y carpintería. (Tarres, 2017).

6. Fabricación por componentes 3D

Aquí ya se hace referencia a la construcción de una edificación mediante módulos casi terminados: acabados, instalaciones, muros, entrepisos, carpinterías, etc. que se generan en una fábrica para ser trasladados posteriormente a la obra. Se reducen al mínimo los trabajos en el lugar, quedando solo las uniones y las conexiones a los servicios. En ocasiones pueden incorporar elementos más complejos como podrían ser escaleras. La construcción por módulos 3D reduce en gran medida los problemas de las juntas puesto que la mayoría de ellas son ejecutadas en fábrica, con grandes controles de calidad. En obra la ejecución es más simple y rápida, a pesar de que su transporte suele ser más complejo y costoso. 

Módulo habitacional con caras envolventes. Salió de fábrica totalmente terminado, quedando únicamente en obra la cimentación y las redes de servicios. (Worldmetor,2017).  

Ilustración realizada por Arq. Arath Santos

Construcción modular

Proceso general de la construcción modular
Aunque hay distintas formas de aplicar este sistema, se pueden concluir 4 pasos en común que se siguen en la construcción prefabricada:  

  1. Diseño del proyecto
  2. Fabricación de los módulos
  3. Transportación de elementos
  4. Montaje definitivo 

Ventajas de la arquitectura por módulos

  • Reduce tiempos de ejecución. 
  • Sencillez de montaje. 
  • Permite instalar construcciones en lugares de acceso complicado. 
  • Se garantiza la calidad por estándares de supervisión y ensamble milimétrico. 
  • Ahorro de costos constructivos y de mantenimiento. 
  • La arquitectura industrial utiliza materiales como el poliestireno expandido, 100% reciclable y con una baja huella de carbono, esto quiere decir que los gases de efecto invernadero emitidos al llevarse a cabo estos procesos de la construcción se ven reducidos en gran manera, contrarrestando el aceleramiento del calentamiento global actual. 

La metodología BIM aplicada al sistema de construcción modular

A la arquitectura modular se reconoce por ser simple, porque es posible agregar módulos donde sea necesario y cada módulo encaja en el edificio sin que haya que hacer ajustes sobre el diseño en general. Al mismo tiempo su complejidad radica en que cada módulo debe de cumplir con múltiples funciones independientes como mantener los límites estrictos de forma y tamaño del módulo. 

En este ámbito y con el potente auge de las tecnologías digitales, se han desarrollado diferentes alternativas en el diseño y desarrollo de proyectos de arquitectura, mejorando e integrando procesos relativos a todo el ciclo de vida de una edificación desde su diseño, construcción y administración de obras. Aquí llega a aplicarse la metodología BIM, la cual consiste en organizar el trabajo de forma colaborativa y simultánea entre todos los agentes implicados, así se reducen incertidumbres o ineficiencias que pueden generar desviaciones en los plazos, sobrecostes o cambios en las calidades, como incluir materiales sin stock o no tener en cuenta el impacto medioambiental. En Cafeína Design estamos totalmente inmersos en la implementación de la metodología BIM, aplicando en cada proyecto las mejores herramientas y estrategias de diseño colaborativo para implementarlas en sistemas convencionales o a través de la prefabricación. 

Kit of parts of tilt-up panel by BIM platform, Autodesk University, Integrated BIM Workflows in Modular Prefabricated Construction: Concept to Fabricate

Conclusión

La construcción modular se ha encontrado en constante evolución y mejora, lo que ha llevado a innovar el sistema desde la prefabricación de los elementos necesarios para su armado hasta la impresión 3D de una edificación completa diseñada previamente, para esto la metodología se ve beneficia con el apoyo de softwares adecuados para el análisis de simulación de secuencias constructivas y programación de tiempos de construcción que ofrecen los programas con aplicación BIM, permitiendo la mejor planificación del uso de sus variaciones, tomando como prioridad las necesidades del usuario y del medio ambiente. Es un sistema de construcción con grandes expectativas de cara al  futuro. 

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