Construcción industrializada: claves y oportunidades para el sector cerámico

Un nuevo paradigma que supone una transformación profunda y disruptiva de un sector con un fuerte arraigo a las técnicas y sistemas tradicionales (Nisa, 2020).

Para ilustrar esto, basta con considerar la evolución experimentada a lo largo de la historia por diferentes materiales de construcción como, por ejemplo, las baldosas cerámicas, fabricadas actualmente a través de procesos cada vez más automatizados que permiten alcanzar los más altos estándares de calidad. Pues bien, estas modernas técnicas de fabricación de baldosas coexisten con un suministro e instalación en obra que apenas ha evolucionado a lo largo de los años (Esteban, 2020).

Este cambio de paradigma en el sector de la construcción se hace cada vez más necesario si consideramos las cifras que maneja la Comisión Europea, según las cuales, los edificios son responsables del 40% del consumo energético de la UE, del 33% del consumo de agua y del 36% de las emisiones de CO₂ a la atmósfera, generadas principalmente durante su construcción, utilización, renovación y demolición (Sánchez y Neaves, 2021). Además, los residuos de construcción y demolición representan más de un tercio del volumen total generado en la UE, que en el caso de España alcanza los 45 millones de toneladas, de los que únicamente 11 millones de toneladas son gestionadas para su valorización, según indica la Federación Española de Asociaciones de Empresas Gestoras de Residuos de Construcción y Demolición.

Por todo lo anterior, la industrialización del sector de la construcción resulta fundamental para el desarrollo de una edificación sostenible de acuerdo con lo que establece la UE, lo cual implica construir de manera más eficiente, con un consumo cada vez más ajustado de energía y materiales, edificios inteligentes y respetuosos con el medio ambiente, que además garanticen la salud y el confort de sus ocupantes (UE, 2019).

Podemos definir la construcción industrializada (CI) como un conjunto de metodologías que permite el desarrollo del proceso constructivo empleando, para tal fin, técnicas inteligentes de fabricación y automatización. Se trata pues, de un término amplio que incluye el diseño, producción, transporte y montaje de componentes y estructuras de edificios, y que engloba los distintos tipos de prefabricación y prácticas de construcción fuera de la obra u off-site. (Figura 1).

Los principales beneficios asociados a la implementación de las metodologías de CI son (Alcarazo, 2020):

1. Agiliza el proceso constructivo. Reducción de los plazos de construcción, evitándose retrasos debidos, por ejemplo, a las inclemencias meteorológicas, puesto que gran parte del trabajo se realiza en las fábricas.
2. Reduce los costes de construcción. La CI reduce la dependencia de mano de obra especializada gracias a la automatización de procesos. Además, permite minimizar los márgenes de error y los sobrecostes asociados al trabajo in situ.
3. Mejora la seguridad. Gran parte del trabajo se traslada al entorno controlado de las fábricas, con la consiguiente mejora en las condiciones laborales.
4. Aumenta la calidad. Una ventaja significativa de trabajar en un entorno controlado y automatizado, como es el caso de la prefabricación, es que permite un mayor control de calidad que en una obra tradicional.
5. Eleva la productividad. Con un estilo de producción similar al de la industria manufacturera, la CI se apoya en la automatización y en el uso de los datos como herramientas fundamentales.
6. Ofrece un mayor control y eficiencia. Emplea formas innovadoras de gestión de procesos (LEAN, BIM, etc.), que permiten aumentar la eficiencia y optimizar los recursos.
7. Aporta flexibilidad. Permite una mejor adaptación al diseño y a las necesidades del cliente.
8. Favorece la incorporación de colectivos tradicionalmente poco presentes en este sector como, por ejemplo, las personas con discapacidad.

A pesar de su potencial para aportar soluciones a los acuciantes problemas que experimenta el sector de la construcción, la CI es todavía una metodología emergente con ciertas limitaciones que dificultan su adopción. Algunas de estas son el espíritu conservadurista del sector, una percepción social negativa de la automatización como destructora de empleo o de los elementos prefabricados como de baja calidad y diseño, la elevada inversión de capital inicial en tecnología y formación, dificultades de financiación de la construcción off-site y una baja interoperabilidad entre distintos software y equipos. Esto último es algo que, como veremos a continuación, podría solventarse mediante la implementación de tecnologías emergentes.

Dada su naturaleza industrial, la CI presenta un gran potencial para adoptar con éxito las tecnologías emergentes, en comparación con la construcción tradicional. Así, la CI se perfila como un catalizador de la transformación digital del sector de la construcción, dando paso a lo que se conoce como Construcción 4.0. Con respecto a esto, la automatización del proceso constructivo empleando equipos robotizados se traduce, no únicamente en un incremento de productividad, sino también en un menor índice de siniestralidad laboral. Por su parte, las técnicas de fabricación aditiva o impresión 3D de materiales constructivos aportan flexibilidad y oportunidades de personalización (Qi et al., 2021).

Otro rasgo fundamental de la Construcción 4.0 es la mejora de la eficiencia del proceso constructivo a través de su virtualización. Precisamente en este punto, la metodología BIM (Building Information Modelling) desempeña un papel fundamental, puesto que permite generar y gestionar un gran volumen de datos de un edificio durante su ciclo de vida. Así, se logra dotar de inteligencia a los elementos constructivos, lo que garantiza una mayor precisión y trazabilidad durante la vida útil del edificio. Esta metodología se basa en el modelado 3D de edificios con una gran cantidad de datos asociados, lo que permite una gestión más eficiente del tiempo y recursos, tanto en el diseño como en la construcción y el mantenimiento del edificio. Su fundamento es la información estructurada, centralizada, definida, de fácil acceso e intercambiable entre los distintos profesionales, que potencia la colaboración y permite una toma de decisiones más proactiva y fundamentada (Saieg et al., 2018).

Todo esto implica un profundo cambio en el sector de la construcción, pasando de una concepción tradicional a una industria basada y centrada en datos. Un cambio que se eleva a la categoría de revolución con el despliegue del Internet de las cosas (IoT), la computación en la nube (cloud computing) y el Big Data (Figura 2). De esta manera, la sensorización de las obras en sus diferentes fases proporciona una cantidad ingente de información, en tiempo real y en cualquier parte del mundo que, debidamente procesada, puede emplearse en la realización de análisis predictivos y en el proceso de toma de decisiones (Razkenari et al., 2019).

• Sistemas cerámicos de colocación en seco

Esta primera línea englobaría a sistemas cerámicos alternativos a la instalación tradicional tanto para pavimentos como revestimientos. Se trata de sistemas diseñados según criterios de circularidad y de bajo impacto ambiental, que facilitan el montaje del producto in situ, así como su fácil sustitución y desmontaje, minimizando la cantidad de residuos generados durante la instalación y fin de vida.

• Sistemas cerámicos multicapa

Se trata de paneles con acabado cerámico, compuestos por diferentes estratos, que se suministran en obra preparados para su ensamblaje (Figura 3). Dentro de esta línea, podríamos diferenciar dos grandes grupos:

• Sistemas para soluciones constructivas interiores: compuestos por paneles multicapa, aptos para su instalación en particiones horizontales y verticales, que aportan características o funcionalidades específicas al sistema constructivo del que forman parte.
• Sistemas para la mejora de la eficiencia energética: compuestos por paneles multicapa para su uso en la envolvente del edificio (fachadas y cubiertas) y enfocadas tanto a obra nueva como a la rehabilitación del parque edificatorio existente.

• Sistemas volumétricos

Esta última línea está formada por sistemas tridimensionales que van desde viviendas completas hasta estancias aisladas como baños y cocinas, que incorporan revestimientos cerámicos. Se trata de sistemas formados por numerosos componentes, ensamblados completamente en fábrica que se transportan y sirven preparados para ser colocados y conectados en obra a las diferentes redes de instalaciones. La única limitación en cuanto a dimensiones de estos volúmenes, que suelen estar formados por estructuras ligeras de acero galvanizado, es el tamaño máximo que admite el medio de transporte que se utilizará para llevarlo de la fábrica a la obra.

En definitiva, la CI representa una apuesta clara por la sostenibilidad, la eficiencia y la mejora continua del proceso constructivo. Una transformación profunda del sector de la construcción de la que puede beneficiarse la industria cerámica. Para tal fin, es necesario establecer alianzas entre los distintos agentes involucrados (arquitectos, promotoras, constructoras, fabricantes de materiales de construcción y empresas suministradoras de sistemas industrializados) y así potenciar el diseño y desarrollo de sistemas constructivos cerámicos que se adapten a las necesidades de la CI.

Artículo de José Planelles Aragó, de la Unidad de Inteligencia Competitiva de ITC-AICE, con la colaboración de: Javier Mira Peidro, responsable Área de Hábitat del ITC- AICE, Jorge Corrales García y Laura Vilalta Ibáñez, de la Unidad de Arquitectura ITC- AICE.

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