La construcción del futuro...y por qué no del presente etsem upm
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Alejandro LópezAlejandro López
Ingeniero IndustrialIngeniero Industrial
Director Técnico ANDECEDirector Técnico ANDECE
Seminario 15Prefabricación de hormigón. Retos técnicos e innovación
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Asociación Española de la Industria del Prefabricado de Hormigón
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…
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ProductoProducto hecho de hormigónhormigón y fabricadofabricado de acuerdo con una normanorma específica, en un lugar distinto de su localización final de usolugar distinto de su localización final de uso, protegidoprotegido de las condiciones ambientales adversas durante la fabricación y que es resultado de un proceso proceso industrial industrial bajo un sistema de controlcontrol de producción en fábrica, con la posibilidad de acortar los plazos acortar los plazos de entrega.
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Versión industrializadaindustrializada de la construcción en hormigón
Potencial hormigón vs otros materiales:
Mecánica Durabilidad Resistencia fuego Acústica Precisión dimensional Margen de mejora (I+D+i) Estética Energética
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Moldeabilidad: versatilidad para adaptarse a casi cualquier forma constructiva
Casi todo lo que se hace en Hormigón es prefabricable
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EdificaciónResidencialIndustrialPúblicosOficinasComercialHotelesCentros sanitariosRecintos deportivosCentros docentesEspacios religiososCentros tecnológicosParkingsCorreccionalesInstalaciones militaresConstrucciones modularesAeropuertosCementeriosEdificios singulares
Obra civilObras de pasoCarreterasVías férreasObras subterráneasContención de empujesÁreas marítimasInfraestructuras energéticas
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Mínimas variaciones formales para reducir el número de elementos diferentes
Bloques de tipología lineal de gran frente
Nula flexibilidad de distribución en planta
Prefabricación pesada y cerrada
1945 …………………………………………………….. 2014
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Progreso tecnológico
Medios disponibles
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Medios: instalaciones, automatización y materiales
Conocimiento
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Vigas: fabricante suele contar con una gama determinada, aunque puede adaptar los elementos en cantos y longitudes a los requisitos de proyecto (≤ 40 m edificación)
Doble T
Peraltadas
T
Doble nervio
Otras: rectangular, L, T invertida, canal,…
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Pilares: idem vigas (hasta 25 m)
Cuadrada
Rectangular
Doble T
Circular o semicircular
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Pórticos: varios tipos de configuraciones, según las uniones
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Correas: cubierta y fachada
Sección vigueta
Hueca o tubular
en “Y”
Perfiles especiales
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Ventajas inherentes a la prefabricación en hormigón (calidad, rapidez de calidad, rapidez de ejecución, durabilidad, resistencia al fuegoejecución, durabilidad, resistencia al fuego, etc.), además de: Rentabilidad demostrada: reducción de mano de obra y medios auxiliareseducción de mano de obra y medios auxiliares (puntales, encofrados, andamiajes, etc.)
Acabado perfectoAcabado perfecto, listo para pintar si fuese necesario. Mayor limpiezalimpieza de obra, ausencia de escombros. (Necesaria) precisión dimensional
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Pilotes: rapidez ejecución, precisión dimensional, economía, durabilidad
Cálices: idem
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Escaleras: calidad, rapidez ejecución, precisión dimensional, versatilidad en diseños
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Placas alveolares: Mayor grado de prefabricación, más industrialización del forjado (≤ 20 m luz, cantos ≤ 1m)
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Sistema vigueta y bovedilla: uso muy tradicional en España. Sistema semi-industrializado.
Prelosas: armadas o pretensadas
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EFICIENCIA ESTRUCTURAL (↑↑ 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.
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POTENCIAL DEL HORMIGÓN (innovación permanente)
UHPFRC = ↑↑Cemento + ↓↓Agua (control) + Aridos (finos) + ↑Aditivos (última generación) + ↑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 hormigón, al ser estos un excelente banco de pruebas para la innovación.
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
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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 para todos
Optimización: diseño, consumo materiales, menos residuos en obra
Mayor seguridad laboral
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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)
Todo avanza (materiales, conocimiento, medios, software,…) pero ¿y la manera de construir?
La sociedad acepta la ineficiencia
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¿Por qué los PH apenas tienen presencia?
Otros tipos de edificación: industrial, comercial, recintos deportivos,…mayor protagonismo
El primer detalle muestra una imagen habitual en cualquier estructura residencial: desorden, residuos, apuntalamiento y ¡¡falta de linealidad de los pilares!! El segundo detalle indica una estructura completamente prefabricada de hormigón (obra debe cumplir proyecto)
Diferencias en el acabado exterior de una fachada con monocapa y otra conformada con paneles prefabricados de hormigón
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Progresiva industrialización: plantas con orígenes locales, pero apuesta por inversiones y tecnificación
Estado actual: 10-12% dentro de toda la construcción en hormigón. Margen de mejora (Ej. Holanda 35-40%, Finlandia +50%, EEUU en expansión)
Red de empresas capacitadas para fabricar cualquier producto (o sistema constructivo industrial en base hormigón) con unos estándares de calidad notables
Know-how muy alto, pero falta de mercado interno → Internacionalización
“Guerra” de precios
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Mayor control: menores rechazos, optimización materiales, consumos energía planta, obra (≈ proyecto)…
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%++30%
Fuente: Universidad de Sao Paulo
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Políticas. Ej. Uso sostenible recursos naturales (Reglamento Europeo 305/2011)
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% consumo E sin aumentar costes de inversión.
Mayor conciencia ciudadana: mayor conocimiento de los productos/viviendas/infraestructuras que adquieren/utilizan.
Grandes impactos ambiental, económico y social
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Material multiprestacional: potencial energético del hormigón (inercia térmica)
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)
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”Casa Kyoto” es 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.
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La obra, situada en el puerto de Denia, incorpora elementos prefabricados de hormigón armado y pretensado 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 60cm y con luces de 20m.
Idea inicial in situ: analizadas mejoras en PH (economía, calidad, plazos), se rediseñó la estructura
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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
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