Procesos de industrialización y prefabricación en la construcción

PROCESOS DE INDUSTRIALIZACIÓN Y PREFABRICACIÓN
EN LA CONSTRUCCIÓN
Autor Fernando Leblanc
Los procesos de agregación de los materiales a obra
Los materiales que conforman una obra, lo hacen ingresando a ella de muy diversas
maneras:
• Material amorfo
• Semi producto
• Componente
o Componente de catálogo
o Componente a pedido
Entendemos por material amorfo aquel que llega a obra sin ninguna conformación
previa tal como cemento, cal, arena, pintura, hormigón elaborado, etc. Este
material se conformará a partir de diversas técnicas como el tendido o proyectado
(pinturas, revoques) aplicación (mezclas para mampuestos) o moldeo (mediante
encofrados)
El semi producto es aquel que ya ha sufrido un proceso de conformación en
fábrica, pero que en obra es adaptado y/o asociado con otros materiales para así
conformar un elemento con una función definida dentro de la obra. Por ejemplo los
mampuestos, perfiles, placas, mantos, membranas, caños etc.
El componente se distingue del semi producto en que constituye, al ingresar a obra,
un elemento con una función ya perfectamente definida. Ejemplo de componente
son los diversos artefactos sanitarios o de cocina, carpinterías, paneles de
cerramiento, o divisorios etc
Estos componentes son provistos para cubrir distintas necesidades. Dentro de
aquellos que podemos denominar como de catálogo, se encuentran los artefactos
de baño, cocina, de iluminación, las puertas y ventanas llamadas estándar, etc.
También, dentro de los llamados componentes de catálogo, encontramos sistemas
o mejor llamados subsistemas ya que satisfacen generalmente uno de los rubros de
la construcción. Por ejemplo sistemas de cielorrasos, de carpinterías integrales que
pueden resolver la totalidad de una fachada, de divisiones internas, generalmente
usadas en oficinas, de paneles metálicos con alma de plásticos expandidos que
pueden aplicarse como cerramientos exteriores o cubiertas, de losetas para
entrepisos, de muebles modulares para bajo y sobre mesada, etc.
También, dentro de los componentes de catálogo, se comercializan sistemas que
pueden resolver gran parte o la totalidad una construcción. Sistemas de elementos
de hormigón premoldeado (Astori) o de paneles de PVC (Royal housing) se
encuentran entre estos.
Finalmente tenemos los denominados componentes a pedido. En nuestra región
hay una larga tradición de encargar las carpinterías a un taller, las que son
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realizadas de acuerdo a planos con las medidas y características requeridas por el
proyecto. Esta tradición que comienza con las carpinterías de madera, de perfiles
metálicos y de chapa doblada, se ha extendido a materiales mas recientes como el
aluminio y e PVC. Gran parte de los elementos estructurales de madera y acero
repiten estos procesos productivos. Esta práctica, donde cada pieza es hecha a
medida, se contrapone a las ventajas de la producción en serie, con la economía
que significa en este último caso la producción repetitiva de un mismo elemento en
grandes series. Sin embargo en los países con mayor desarrollo industrial, la
combinación entre la informática y la robótica ha permitido que sectores
importantes de un edificio sean producidos a pedido, con ventajas casi
comparables a la producción en serie. En nuestro país sigue siendo importante para
la reducción de los costos, la producción seriada.
La mano de obra
La mano de obra que se emplea en una construcción realizada mediante métodos
tradicionales, se ve alterada profundamente con la prefabricación. Una parte
importante de esas actividades se trasladan al taller. Ya no se necesita la mano de
obra calificada en una serie de rubros, como lo es la del oficial albañil. La
prefabricación demanda una mano de obra simplemente especializada en el
limitado rango de tareas que implica la producción en serie. Las tareas realizadas
en forma repetitiva se vinculan con los procesos industrializados. El obrero que
realiza tareas limitadas sobre piezas iguales en forma repetitiva, pierde, en muchos
casos, la vinculación conceptual entre su tarea y el conjunto de la obra. Esta se
materializa en otro lugar mediante el montaje del conjunto de las piezas
producidas. Aún así, el desarrollo de las tareas en el taller se ve facilitado, gracias a
la protección contra las inclemencias del tiempo, sitios y planos de trabajo
accesibles y equipos que normalmente facilitan los movimientos y traslados de las
piezas.
Industrialización
Blachère, da la siguiente definición de industrialización: “la industrialización es la
utilización de tecnologías que sustituyen la habilidad del artesano por el uso de la
máquina”.
Veamos el alcance de esta definición aplicada a la construcción.
Actualmente la enorme mayoría de los materiales que se aplican en la obra, son
elaborados por la industria, o sufren algún tipo de proceso industrial.
Sin embargo, por este solo aspecto, no podemos categorizar a una construcción
como industrializada.
En la llamada construcción tradicional, se utilizan gran número de materiales
producidos por la industria: mampuestos, hierros, diversos tipos de cañerías y
accesorios para las instalaciones, carpinterías, revestimientos, pisos, elementos de
cubierta, etc, son elementos producidos por la industria, sin embargo su proceso de
incorporación a obra se hace a partir de métodos mayormente artesanales. Los
encofrados se continúan realizando en madera, sin ninguna sistematización y con
un alto desperdicio, ladrillos y cerámicos son partidos o cortados cuando es se llega
a un límite, los caños se doblan y se cortan en obra, hay un alto porcentaje de la
llamada obra húmeda, que implica la realización de distintas mezclas en obra, su
aplicación y su curado, no siempre en las mejores circunstancias. En definitiva lo que
cualifica a una obra como industrializada o artesanal no son los materiales en sí, sino
las técnicas y los procesos que se utilizan para su incorporación en obra.
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Estos procesos artesanales derivan en un muy elevado uso de mano de obra en el
sitio de construcción, en procesos con un cierto grado de aleatoriedad, siendo la
programación de obra una previsión que solo tiene un carácter general y que no
comprende la enorme cantidad de pequeñas tareas cotidianas.
Los procesos de agregación de materiales implican frecuentemente una serie de
trabajos de preparación del material mismo así como una serie de tareas
relacionadas con su incorporación a obra. Por ejemplo, la colocación de una
ventana conlleva verificar su posición de acuerdo a los seis grados de libertad que
posee el objeto, para luego instrumentar las fijaciones temporarias que permitirán
posteriormente la correcta fijación de la carpintería al muro.
Estos procesos, además del importante consumo de mano de obra que implican,
producen un uso poco racionalizado del material. Es frecuente que se saquen de la
obra contenedores llenos de material que se compró nuevo y que se convirtió en
escombro durante el proceso de adaptación de las piezas a las condiciones de
obra.
Frente a estas formas constructivas que denominamos artesanales, encontramos
otros procesos ligados a distintas formas de industrialización.
Cuando en la construcción se alude a procedimientos de industrialización, se refiere
a procesos que tienden a derivar a fábrica gran parte de las tareas de una obra.
Los elementos producidos de esta manera, presentan altos niveles de terminación y
es frecuente que hablemos de elementos prefabricados.
La producción de componentes y subsistemas transforma el proceso de obra, ya
que estos elementos, generalmente de tamaños importantes y con altos niveles de
terminación, se integran a obra mediante procesos de montaje. El alto grado de
terminación que presentan estos elementos prefabricados impide que se puedan
efectuar en obra ajusten que lleven a una transformación de sus medidas. Esto
implica que, desde el comienzo del proceso de proyecto, se deba asumir una
conducta dimensional explícita que se traduce, en general, en la adopción de
criterios de modulación. Desde la realización de los planos, hasta su correlato en
obra mediante el replanteo, las medidas deben tener una concordancia total con
los componentes o subsistemas con que se realiza la obra.
Otro de los procesos que cambia de manera radical cuando se trabaja con
elementos industrializados es el método de agregación de materiales. Por
agregación de materiales definimos el proceso en que estos son unidos y
agregados a obra.
En el caso de los mampuestos esta operación se realiza mediante distintas mezclas
calcáreas o cementíceas. El ladrillo, de ser necesario es cortado de acuerdo al
lugar que ocupará, y la mezcla de asiento, dentro de determinados límites, puede
adelgazarse o engrosarse. Esta forma de agregar los materiales, que en general se
repite en el conjunto de la obra húmeda, da una gran flexibilidad al proceso,
permitiendo continuos ajustes en obra.
En el caso de los elementos producidos en taller no puede haber ajuste o
modificación en obra. Los componentes deben ser montados de manera ya
definida. Esta fijación se realiza generalmente mediante procesos en seco tales
como abulonado, tornillado, soldado o pegado.
En la construcción con grandes elementos prefabricados, uno de los aspectos que
se debe resolver con gran cuidado es el de las fijaciones y las juntas.
Las primeras son las responsables de materializar la fijación del elemento y trasmitir
los esfuerzos a que el elemento es sometido. Un panel de fachada sometido a un
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fuerte viento traslada esa presión, mediante distintos sistemas de fijaciones a la
estructura del edificio. Pero estas fijaciones deben permitir otros movimientos, por
ejemplo las dilataciones térmicas del panel. Con lo que la fijación debe inhibir
algunos movimientos, pero permitir otros.
Las juntas son las responsables de garantizar la continuidad de las prestaciones del
conjunto. Volviendo al ejemplo del cerramiento exterior de grandes paneles, de
nada servirá que el panel tenga un comportamiento muy bueno, si por las juntas
penetra el agua, el viento o los ruidos exteriores.
En algunos casos la fijación y la junta son resueltas de manera unificada mediante
un mismo elemento que cumple ambas funciones.
De tal manera, del comportamiento de fijaciones y juntas, depende, en gran parte,
la eficacia del sistema en su conjunto.
Este cambio en las tareas de producción industrial, implica una renovación integral
del proceso de producción de la arquitectura: renovación en la forma de uso de los
materiales y su combinación, cambios sustanciales en la ejecución de la obra, con
tiempos más cortos y procesos esencialmente de montaje, el uso de equipos de
elevación acordes a las necesidades de montaje, así como cambios en el proceso
de diseño, ya que éste queda íntimamente ligado desde un comienzo a las
características del sistema productivo.
La industrialización en la construcción implica: maquinas y equipos específicos,
procesos repetitivos, previsión, programación, especialización, elevación de la
productividad, acortamiento de tiempos, necesidad de demanda sostenida,
disminución de la flexibilidad de proyecto.
La prefabricación
Los términos industrialización y prefabricación están claramente relacionados, pero
tienen alcances diferentes. Sin embargo en ocasiones se los usa de manera
indistinta.
El concepto de prefabricación se aplica, como ya hemos visto, a aquellos
elementos que son producidos con un alto nivel de terminación en el taller. Sin
embargo no es necesario que ese taller esté distanciado de la obra. En ocasiones,
en el mismo predio de la obra, se instala el taller. Esto se da fundamentalmente en
los casos de prefabricación de componentes de hormigón armado. En estos casos
también se habla de componentes prefabricados, ya que son fabricados antes de
su colocación definitiva, y esto se da así aun cuando el proceso de fabricación sea
en el mismo terreno de la obra. En estos casos la complejidad del transporte de
componentes de hormigón, por su relativa fragilidad, y la limitada complejidad de
una planta de productos de hormigón prefabricado, llevan a preferir el transporte
de los componentes del hormigón a granel y su procesamiento en el sitio donde
serán colocados.
La prefabricación depende de la industrialización ya que se justifica el proceso de
producción previa de componentes si estos se realizan en grandes series y por
medios mecanizados.
Se reconocen distintas clasificaciones de los procesos productivos ligados a la
prefabricación, entre ellas la que distingue entre prefabricación cerrada y abierta.
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Prefabricación cerrada
También conocida como de ciclo cerrado Es una forma productiva fuertemente
centralizada. En este caso todos los componentes fundamentales de una obra son
proyectados y ejecutados unitariamente.
El edifico se proyecta y se resuelve constructivamente de manera integral. Una
misma unidad productiva produce el conjunto de los componentes, los que una vez
trasladados al sitio de ejecución, son vinculados por medio de tareas de montaje,
quedando la obra prácticamente acabada.
Los aspectos que caracterizan un sistema cerrado de prefabricación suelen ser:
• Procedencia única de todos los elementos que resuelven la obra en su
conjunto, por lo menos en sus aspectos fundamentales, ya que pudieran ser
necesarios pequeñas obras complementarias o de terminación.
• Los elementos integrantes del sistema, no deben responder necesariamente
a una modulación estricta. Aunque sí lo estarán aquellas partes que deban
ser unidas con elementos extraños al sistema: carpintería, cocinas, instalaciones, etc.
• Escasa flexibilidad en cuanto a alternativas de diseño. La producción masiva
de edificios concebidos integralmente no suele dar lugar a procesos donde
la combinabilidad de piezas diferentes ofrezca amplias alternativas de
proyecto.
En la segunda posguerra, los países europeos, sobre todos los del Este, apelaron a
esta forma de prefabricación centralizada y masiva, lo que las permitió en un
tiempo relativamente corto saldar el enorme déficit que había dejado la guerra.
En nuestra región se desarrolló y comercializó, en las décadas del ´60 y ´70, un
sistema de componentes premoldeados de hormigón denominado BI- plac que
podía clasificarse como un sistema cerrado, ya que resolvía la totalidad de las
partes esenciales de la obra. Este sistema se basaba en una estricta modulación de
sus componentes que permitía, a través de la combinabilidad de sus piezas, diversas
alternativas de diseño. Esta flexibilidad, provocaba una elevada en la cantidad de
piezas distintas y una alta complejidad en el diseño de cada una de ellas, sin
embargo produjo construcciones de una calidad mayor a las producidas con
sistemas similares, siendo una de sus características el poseer muros exteriores de
doble hoja.
Prefabricación abierta
También conocida como de ciclo abierto. Es un esquema productivo donde los
diversos componentes son realizados en distintas fábricas, para ser combinados en
una sola obra. Las obras realizadas mediante este sistema, también pueden
integrarse con sectores resueltos en forma tradicional.
Los aspectos que caracterizan un sistema abierto de prefabricación suelen ser:
• Los distintos componentes, elaborados en orígenes diversos, deben formar
parte de un sistema de medidas cuidadosamente regulado mediante de
criterios de modulación.
• Además de los criterios dimensionales, los diversos componentes deben
coincidir en sus respectivas prestaciones, de manera que la integración
produzca una construcción homogénea sin sectores de rendimiento inferiores
que desvalorice el conjunto. Por ejemplo, una envolvente compuesta por
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componente de diversos orígenes, debe ofrecer una capacidad de aislación
térmica homogénea en sus diversos sectores. Así mismo, si una construcción
está compuesta por componentes con una durabilidad acorde a aquella
que pretendemos para el conjunto de la construcción, esta podría quedar
seriamente resentida si un pequeño grupo de componentes sufren un
proceso de degradación más acelerado.
Las juntas y fijaciones, que son los elementos que permitirán la integración de
los distintos componentes, deben estar definidos con precisión, de manera
que los procesos de montaje se realicen sin inconvenientes.
Las distintas fábricas deben poseer un catálogo de fabricación de los elementos estándar, de manera que estos puedan ser empleados de acuerdo a
sus características y prestaciones, y combinados con otros de manera
eficiente.
En los países desarrollados ha sido muy alta la difusión de esta forma de
organización productiva, especialmente adecuada a la actual fase de desarrollo
capitalista. Se ha dejado de lado la altísima capacidad productiva de los sistemas
cerrados (capacidad que los países centrales ya no necesitan, con escaso déficit y
bajo crecimiento vegetativo). A cambio se ha conseguido una gran flexibilidad de
diseño y una variada oferta al mercado. Todo este sistema se ha podido
implementarse gracias a las medidas de coordinación y compatibilidad que
dominan la producción de las distintas fábricas. Es frecuente que los componentes
de catálogo se vinculen en obra con componentes a pedido de alto nivel de
desarrollo tecnológico. Con la reciente tendencia a la producción de una
arquitectura de geometrías complejas, esta última forma productiva ha cobrado un
gran impulso.
La difusión de la prefabricación abierta, es incipiente en nuestro país. El mercado de
materiales está en proceso de consolidación después de diversos vaivenes, con
invasión de productos importados incluida. Faltan criterios de homogenización entre
productos de distintas plantas productivas. Es frecuente que se desarrolle una
producción mixta, combinando de manera más o menos eficiente componentes
de catálogo y a pedido, subsistemas y construcción artesanal.
Ventajas e inconveniente de la industrialización y prefabricación de la
construcción
Por lo visto anteriormente, la construcción industrializada parece tener enormes
ventajas, sin embargo en nuestro país la incidencia aun es relativa. Analizaremos en
seguida las ventajas y desventajas que este modo constructivo presenta.
Plantearemos el supuesto de una construcción realizada mayoritariamente
mediante componentes de catálogo.
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Un primer inconveniente que se presenta es el relativo al conocimiento, por
parte de los proyectistas, de las características de los componentes y
subsistemas con los que se va a trabajar. Si no se posee un conocimiento
profundo, será muy difícil poder desarrollar respuestas constructivas eficientes.
Una ventaja que se puede señalar al respecto es que los detalles técnicos ya
han sido desarrollados y resueltos pos los componentes y subsistemas. Se los
debe estudiar y comprender, pero no diseñar.
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Una ventaja importante es la calidad de los productos, ya que los procesos
de producción son mejor controlados en el taller y los operarios que están
encargados de la producción de determinado componente, se han
especializado en esa labor. Esto se verifica por ejemplo, en los prefabricados
de hormigón, donde la dosificación y el proceso de curado son mejor
controlados que en la obra. Vinculado a esto, se verifica una mayor facilidad
para efectuar los controles de calidad de los productos.
Las tareas productivas se realizan en ambientes más controlados, en
comparación con la intemperie de la obra. Esta característica es
especialmente importante en climas rigurosos.
El transporte de elementos con alto grado de terminación, puede resultar
riesgoso para la integridad de esos elementos. Asimismo el transporte puede
resultar limitante en las medidas de grandes elementos estructurales.
Respecto de las obras realizadas en premoldeados de hormigón, estas
carecen de la continuidad propia del hormigón realizado in situ. Esta
continuidad dada en la capacidad de absorber esfuerzos de tracción debe
ser reconstituida durante el proceso de montaje.
El buen funcionamiento del conjunto depende en gran medida de la
eficacia con que las juntas y fijaciones respondan a las diversas solicitaciones.
Estas juntas y fijaciones se realizan en obra, por lo que deben ser
estrictamente controladas.
El menor tiempo de obra, y una mejor programación de esta, tiende a una
disminución en los accidentes laborales, en un rubro como la construcción,
donde siempre se ha tenido una elevada tasa de riesgo laboral.
Ante un problema de gran déficit de vivienda como se da en los países
periféricos, la industrialización de la construcción ofrece una posibilidad
cierta de producción masiva.
Las fábricas de componentes y subsistemas para la construcción son muy
sensibles a los cambios bruscos de la demanda. En nuestro país la
construcción masiva de vivienda depende de en gran medida de las
políticas que el Estado lleve a cabo. Históricamente esas políticas han
mostrado fuertes variaciones, lo que en muchas oportunidades ha
provocado la desaparición de industrias que dependen de una demanda
constante para su funcionamiento.
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