Cómo la tecnología puede hacer avanzar la construcción modular

Por Andy Brown y Eva Carranza09 junio 2023

El sector de Arquitectura, Ingeniería y Construcción (AEC) va a la zaga de otras industrias en términos de sus estándares ambientales, sociales y de gobernanza (ESG). Responsable de un tercio del consumo mundial de energía, la gran huella ambiental del sector se debe en parte a sus cadenas de suministro con gran cantidad de residuos y uso intensivo de energía.

Los trabajadores de la construcción están expuestos a situaciones peligrosas y frecuentes aumentos de costos y demoras debido a flujos de trabajo altamente complejos que continúan plagando la industria y afectando la asequibilidad de la vivienda.

La construcción modular (fabricar piezas de construcción en una fábrica y ensamblarlas en el sitio) es un enfoque para abordar los desafíos ESG del sector. Las unidades modulares prefabricadas pueden variar desde componentes de paquete plano, como paredes, ensamblajes mecánicos, eléctricos y de plomería complejos (MEP) hasta secciones de construcción tridimensionales, como baños completamente construidos.

La práctica de la construcción fuera del sitio ha existido desde principios del siglo XX, pero, hasta hace poco, seguía siendo un enfoque de nicho. Esto está cambiando a medida que los avances en la tecnología digital han erosionado algunas de las deficiencias tradicionales de la construcción fuera del sitio. Las herramientas digitales de última generación permiten una planificación compleja y ayudan a optimizar el diseño de módulos, los flujos de trabajo y la logística de entrega. La construcción fuera del sitio ahora ofrece soluciones a una variedad de desafíos sociales y ambientales apremiantes asociados con los métodos tradicionales en el sitio.

Actualmente, se estima que el 25% del material de construcción termina en vertederos. La prefabricación ayuda a reducir los desechos al optimizar el uso de materiales y permitir la reutilización o el reciclaje de los recortes. Debido a que los componentes prefabricados se fabrican en un ambiente controlado y sin humedad, es más fácil usar materiales sostenibles para algunos de los componentes, como la madera. La construcción de grandes partes de un edificio fuera del sitio significa que los administradores de la construcción necesitan transportar menos material al sitio, lo que se traduce en menos emisiones. Menos desechos de construcción en el sitio también significa menos emisiones de los camiones de recolección de desechos.

Además, el entorno de fábrica controlado reduce la posibilidad de errores humanos y optimiza los flujos de trabajo. Las demoras climáticas no descarrilan la construcción en la fábrica, y el trabajo de cimentación en el sitio puede realizarse mientras se ensamblan las unidades modulares. Desde una perspectiva medioambiental, estas optimizaciones aportan varias ventajas: menos tiempo dedicado a la construcción se traduce inevitablemente en menos emisiones de carbono de los vehículos y menos requisitos de calefacción o refrigeración en los sitios de construcción. Traer unidades de construcción preensambladas minimiza la contaminación por ruido y polvo en el sitio.

Al final de su ciclo de vida, las unidades de construcción prefabricadas se pueden desarmar sin demolerlas. Gracias al tamaño estándar, es más probable que las unidades modulares deconstruidas se reutilicen en otros sitios. Con todo, el programa europeo EuroHouse estima que la construcción modular reduce en un 50% la cantidad de material utilizado y producido por las excavaciones y produce hasta un 80% menos de residuos durante los trabajos in situ.

La industria de la construcción ha luchado notoriamente con registros de seguridad deficientes. Al cambiar parte del proceso de construcción a un entorno de fábrica controlado y minimizar el tiempo que se pasa en el sitio de construcción, la prefabricación reduce el potencial de muchos accidentes comunes en el lugar de trabajo. Por lo tanto, la construcción basada en fábricas ofrece condiciones de trabajo más seguras y cómodas para los trabajadores de la construcción. Mientras tanto, las fábricas se pueden instalar donde está la mano de obra, una ventaja crucial en una industria plagada de escasez de talento.

Además de mejorar el bienestar de los trabajadores, la prefabricación ofrece beneficios sociales adicionales. La industria de la construcción se enfrenta a una necesidad creciente y urgente de viviendas asequibles, y la prefabricación puede ayudar a satisfacer esta demanda. Debido a que los componentes prefabricados se pueden fabricar de manera rápida y eficiente, es posible construir unidades de vivienda asequibles y de alta calidad en menos tiempo y a un costo menor que con los métodos tradicionales.

Lo mismo se aplica a la infraestructura de servicio comunitario que se puede construir a escala, como escuelas y hospitales. Durante la emergencia de Covid, por ejemplo, la construcción modular permitió a China establecer nuevos hospitales en cuestión de semanas. Y la construcción fuera del sitio todavía tiene un enorme potencial de ahorro de costos y tiempo, que la tecnología digital en rápida evolución está preparada para abordar.

McKinsey & Company espera que la digitalización y la automatización transformen rápidamente la industria de la construcción, donde la prefabricación jugará un papel importante. piezas prefabricadas.

La necesidad de mantener actualizados a todos los participantes del proyecto aumenta la demanda de modelado de información de edificios (BIM) y soluciones modernas para compartir datos. Las soluciones actuales de la industria conectan a los jugadores que anteriormente estaban aislados al hacer que los datos sean accesibles para las partes interesadas dispares en todas las fases del proyecto de construcción. Las plataformas diseñadas para optimizar el diseño y la construcción de edificios al conectar la oficina y el campo en cada paso del camino son especialmente importantes.

Las pilas de soluciones integradas permiten a los clientes monitorear la complejidad de sus proyectos en función del estado y la ubicación geográfica casi en tiempo real. Diseñadas específicamente para la industria de la construcción, estas soluciones brindan una interfaz fácil de usar para que los coordinadores de materiales, los planificadores de la fuerza laboral y los equipos de administración de la construcción planifiquen actividades de manera efectiva y respalden el cronograma.

Los cronogramas de construcción ajustados y la escasez de mano de obra están impulsando la adopción de métodos de prefabricación por necesidad. Han surgido plataformas de análisis de la realidad centradas en BIM para abordar de manera efectiva estos puntos débiles. Las herramientas de flujo de trabajo automatizado permiten que los equipos detecten y corrijan errores, reduzcan el costoso retrabajo, eviten retrasos en la ruta crítica y obtengan una visibilidad financiera precisa y transparente del progreso del proyecto.

La tecnología de captura de la realidad permite un diseño y medidas precisos. Künzli Holz AG, por ejemplo, utilizó la solución Leica iCON en la construcción de un nuevo hospital infantil en Lengg, Zúrich. El nuevo hospital es una estructura híbrida de hormigón con elementos de entramado de madera prefabricados. Las estaciones totales robóticas permiten la colocación de elementos prefabricados con una precisión incomparable, lo que permite a Künzli Holz AG maximizar las ventajas estructurales y arquitectónicas de combinar componentes fabricados con diferentes materiales.

Las estaciones totales permiten la creación de sistemas más sofisticados y flexibles de componentes externos y la integración de componentes externos en construcciones convencionales. Por lo tanto, la tecnología ayuda a abordar un importante "problema de imagen" de la construcción modular, un método a menudo asociado con diseños de edificios aburridos que permiten poca personalización. Además, el modelado y las simulaciones de software permiten a los diseñadores ajustar los diseños de edificios y optimizar la prefabricación, lo que ayuda a acelerar la construcción y reducir los desechos.

La construcción modular y la digitalización irán de la mano para hacer que el sector AEC sea más limpio, eficiente y ecológico. Lo que puede parecer un desafío casi imposible (satisfacer las crecientes necesidades de construcción frente a la disminución de los recursos y la escasez de mano de obra) puede convertirse en oportunidades prometedoras para reinventar las prácticas de construcción en beneficio del medio ambiente, la sociedad y el resultado final.

Eva Carranza es directora global de ESG y sostenibilidad de Hexagon.