Presentación realizada el pasado 28 de febrero de 2023 en la Escuela de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos de la Universidad Politécnica de Valencia.
Reporte de simulación de flujo del agua en un volumen de control MNVA.pdf
La construcción del futuro: Sostenible y digital. Visión a partir de elementos prefabricados de hormigón.pptx
1.
2. Asociación Española de la Industria del
Prefabricado de Hormigón
Fundada en 1964
Representamos a >100 fabricantes de
PH (70% del volumen del sector) y >20
socios adheridos (proveedores de
materiales o servicios)
Socios principales organizaciones
empresariales (PTEH, CEOE, CEPCO,
PTEC, BIBM…), alianzas
internacionales…
“Si quieres llegar rápido, camina sólo. Si quieres llegar lejos, camina en grupo”
¿QUÉ ES ANDECE?
3. Producto de hormigón (masa/armado/pretensado/fibras) fabricado de
acuerdo con una norma específica, en un lugar distinto de su
localización final de uso, protegido de las condiciones ambientales
adversas durante la fabricación y que es resultado de un proceso
industrial bajo un sistema de control de producción en fábrica, con la
posibilidad de acortar los plazos de entrega
ELEMENTOS PREFABRICADOS DE HORMIGÓN
4. RETOS DEL SECTOR DE LA CONSTRUCCIÓN
1) Los ODS en la edificación
2) Construcción para la salud
3) Industrializar para ser más eficaces
4) Agenda urbana para problemas reales
5) Construcción colaborativa
6) La necesidad de digitalizar
7) Digital Twin en la construcción
8) Hacia un Nuevo Código de la Edificación y
una Nueva Ley de Contratación
9) Mecanismos avanzados de financiación,
modelos de uso de viviendas
10) Descarbonización de la edificación y
economía circular
10+1) Formación para la nueva edificación
7. En 2019 la Unión Europea se comprometió a neutralizar la totalidad de
sus emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) en 2050, con el
objetivo último de limitar el calentamiento global a 1,5 °C:
Emisiones GEI ≤ Absorción natural del planeta (bosques, mares) + tecnologías de captura
NEUTRALIDAD CLIMÁTICA → DESCARBONIZACIÓN
8. CONTRIBUCIÓN DE LA CONSTRUCCIÓN
¿Por qué una construcción sostenible?
Emisiones de GEI (≈40%)
Consumos de agua (≈ 20%)
Consumos energéticos (≈ 40% = 10% en construcción
+ 30% en operación)
Consumo de suelo (≈ 20%)
Consumo de materias primas (≈ 30%)
Generación de residuos de difícil valorización
Margen de mejora nueva construcción / rehabilitación
Mayor conciencia ciudadana: mayor conocimiento de los
productos/viviendas/infraestructuras que adquieren/utilizan.
9. CONTRIBUCIÓN DE LA CONSTRUCCIÓN
¿Por qué una construcción sostenible?
Emisiones de GEI (≈40%) ↓
Consumos de agua (≈ 20%) ↓
Consumos energéticos (≈ 40% = 10% en construcción
+ 30% en operación) ↓
Consumo de suelo (≈ 20%)
Consumo de materias primas (≈ 30%) ↓
Generación de residuos de difícil valorización ↓
Margen de mejora nueva construcción / rehabilitación
Mayor conciencia ciudadana: mayor conocimiento de los
productos/viviendas/infraestructuras que adquieren/utilizan.
13. HORMIGÓN: Potencial frente a otros materiales
Mecánica
Resistencia fuego
Acústica
Energética
Reciclabilidad
Margen de mejora (I+D+i) → nuevas prestaciones (descontaminación)
PREFABRICACIÓN: Versión industrializada de la construcción en hormigón
Mayor fiabilidad (calidad): procesos industriales y controlados vs
aleatoriedad obra (menor generación de residuos)
Precisión dimensional
Rapidez de ejecución - Control de tiempos y costes
Optimización: diseño, consumo materiales, durabilidad
Mayor seguridad laboral
CARACTERÍSTICAS (SOSTENIBLES) DEL PH
14. “Lo que no se mide, no se puede mejorar”. William Thomson Kelvin
• Análisis de Ciclo de Vida (ACV) es una metodología para evaluar los
ambientales y los impactos ambientales potenciales asociados a un
producto, proceso o servicio
• Una Declaración Ambiental de Producto (DAP) plasma, en un
verificado por una tercera parte independiente, los resultados del ACV
15. DAP: RECOPILACIÓN DE DATOS
Materiales, energía, agua,
residuos generados, etc.
(calidad en la toma de datos)
Periodo de recopilación (último
año completo, obra)
Fuentes de información (bases
de datos ambientales) y
software de ACV
Norma de referencia: RCP /
UNE-EN 16757
16. DAP: RESULTADOS
Impactos ambientales: GWP (huella de CO2),…
Uso de recursos: Energía primaria renovable, energía primaria no
renovable, combustibles secundarios renovables, agua...
Residuos: Residuos peligrosos eliminados, residuos no peligrosos
eliminados y residuos radiactivos eliminados
Flujos de salida: Componentes para su reutilización, materiales para
el reciclaje, materiales para valorización energética...
17. POTENCIAL DE CALENTAMIENTO GLOBAL
(GWP)
Impactos ambientales: GWP (huella de CO2),…
Uso de recursos: Energía primaria renovable, energía primaria no
renovable, combustibles secundarios renovables, agua...
Residuos: Residuos peligrosos eliminados, residuos no peligrosos
eliminados y residuos radiactivos eliminados
Flujos de salida: Componentes para su reutilización, materiales para
el reciclaje, materiales para valorización energética...
18. ANÁLISIS DE DAP DE PREFABRICADOS
Fase
A-DAP1
Estructuras
A-DAP2
Forjados
A-DAP3A
Paneles de HA
A-DAP3B
Paneles de H
con fibras
A-DAP4
Canalizaciones
A-DAP5
Elementos ligeros
huecos
A-DAP6
Pavimentos
A1 92,34% 92,92% 78,80% 93,40% 92,10% 90,84% 92,32%
A2 6,13% 5,37% 19,09% 6,15% 5,96% 5,87% 7,15%
A3 1,54% 1,70% 2,11% 0,45% 1,94% 3,29% 0,53%
19. ANÁLISIS DE DAP DE PREFABRICADOS
Impactos ambientales se generan
especialmente al principio (A1)
Escaso margen de optimización en
fabricación (A3)
Transporte a obra/almacén (A4)
directamente proporcional a la distancia
Construcción (A5): poca incidencia relativa
Deconstrucción/demolición (C)
Compensación a través de la
recarbonatación (B1, D) reutilización (D),
reciclaje (D)
20. Identificar puntos de mejora (ambiental → económica)
Base de “comparación” frente a otros materiales alternativos, o el
propio sector
Mayor competitividad ante obras que se certifican con sistemas de
evaluación de la sostenibilidad (LEED, BREEAM, VERDE…)
Importancia de la carga ambiental heredada de las materias primas
(cemento, acero) → prioridad de acciones
DECLARACIONES AMBIENTALES DE PRODUCTO
21. Control total por parte del fabricante →
Combinación de medidas conducentes a
optimizar el consumo de energía y agua en
la planta de prefabricados y a reducir la
generación de residuos
23. CONSUMO DE ELECTRICIDAD
Compra directa a comercializadora externa (mix energético / ER)
Autogeneración in situ (parcial / total)
Mejoras ambientales ↔ económicas
24. • Reutilización de agua
(Código Estructural)
• Pozos en la propia
instalación vs
Suministro exterior de
agua
• Captación agua de
lluvia
CONSUMO DE AGUA
25. USO DE RECICLADO Maximizar la recarbonatación de los materiales y elementos
como residuos en la propia planta
Fuente: Ekotrade
Tipo de hormigón
Máximo contenido de árido reciclado
respecto al peso total de árido grueso
Resistencia máxima del hormigón
Elementos
prefabricados
Hormigón en
masa
Hasta el 100% Sin límite
Pavimentos, bloques,
mobiliario urbano, etc.
Hormigón armado Hasta un 20% 40 N/mm2
Paneles para fachadas y
particiones interiores,
pilares
Hormigón
pretensado
Excluido su uso - -
27. OPTIMIZACIÓN AMBIENTAL EN LA LOGÍSTICA Y EJECUCIÓN
A4: Transporte de la fábrica a la obra/almacén
Tipo de transporte (consumo de combustible)
Distancia
Aprovechamiento de la capacidad de carga; retorno en vacío o no
Nuevas tecnologías (vehículos eléctricos, programas informáticos de
gestión de cargas)
28. OPTIMIZACIÓN AMBIENTAL EN LA LOGÍSTICA Y EJECUCIÓN
A5: Construcción
Rapidez de ejecución vs Grúas y medios específicos en obra
Empleo adicional de materiales auxiliares para la instalación completa
(pinturas, masillas, material de sellado, conectores, etc.)
* No se contabilizan posibles excedentes de material/tiempo obra
tradicional vs obra industrializada
29. OPTIMIZACIÓN SOCIAL EN LA FABRICACIÓN (EJECUCIÓN)
Fuente: PREFABRICADOS PUJOL tiene un plantilla un 42% de mujeres
ocupando todo tipo de tareas en producción
https://hollowcore.org/ipha-member-leads-way-women-construction-industry/
30. OPTIMIZACIÓN AMBIENTAL EN LA ETAPA DE FIN DE VIDA
C1: Deconstrucción/demolición (Art. 78 Código Estructural)
Mayor tasa de reutilización/reciclaje de los elementos prefabricados
Menor consumo de energía deconstrucción vs demolición
Consumo de materiales adicionales para la deconstrucción (especificados por
material), agua si fuese relevante, energía de las grúas y otra maquinaria, etc.
33. 123
21.9
7.4 7.6
56.7
0
22.3
6.86 5.54 0.46
-70.2
123
144.9
152.3
159.9
216.6 216.6
238.9
245.76
251.3 251.76
181.56
A1 A2 A3 A4 A5 B C1 C2 C3 C4 D
GWP paneles
Series1 Series2
VISIÓN DE CICLO DE VIDA – IMPACTOS ACUMULADOS
34. ANÁLISIS DE DAP DE PREFABRICADOS
Consumo de electricidad: 47,9 kWh/Tn
Consumo de agua: 68,6 litros / Tn
Generación de residuos: 19,71 kg de residuos / Tn (menos del 2%), de los
cuales únicamente 0,31 kg/Tn son llevados a vertedero y 2/3 se reciclan en la
propia planta para reincorporarse a un nuevo ciclo productivo
Fuente: Sustainability Matters 2020. BPCA
39. ≠
~10% materiales se pierden
~30% de construcción son re-trabajos
~40% de improductividad del trabajo en obra
~40% de los proyectos superan su
presupuesto
~90% de los proyectos fuera de plazo
Las razones son debidas
fundamentalmente a
ineficiencia en la
comunicación, la
planificación y la
colaboracion entre agentes
CONSTRUCCIÓN IN SITU VS CONSTRUCCIÓN INDUSTRIALIZADA
40. Son altamente automatizables aquellas actividades físicas predecibles, para las
cuales es sencillo establecer un procedimiento tipificado, y que ocurren en un
entorno controlado (p.ej. productos fabricados en una planta industrial)
Sin embargo, las actividades realizadas en el sitio o solar sobre el que se construye,
a las que actualmente se dedica un gran porcentaje de tiempo, tienen un potencial
medio-bajo.
Aquellas que implican responsabilidad o aplicar la experiencia para resolver
situaciones inesperadas, bastante típicas por ejemplo en las obras de rehabilitación
de edificios de cierta antigüedad, son poco automatizables
DIGITALIZACIÓN → INDUSTRIALIZACIÓN
41. Uso de una representación digital compartida un activo (de construcción)
para facilitar los procesos de diseño, construcción y operación, y
proporcionar una base confiable para la toma de decisiones
Del 2D al 3D (→ 4D … 7D, nD), de planos a modelos digitales: líneas →
volúmenes con información
Ofrece un mejor seguimiento en la elaboración, ejecución y mantenimiento
de un proyecto, evitando riesgos e incongruencias en diseño y
documentación generada
Cambio de modelo: tradicional (las tareas y responsabilidades se diluyen) a
uno en mucho más tecnificado (obra = proyecto), con apoyo de tecnología
Pensado fundamentalmente para edificios (↑ número de componentes, ↑
riesgos de colisiones, ↑ diversidad de intervinientes) que en
infraestructuras
CONCEPTOS SOBRE BIM
43. Tekla for
Precast
Fabricators
Ingeniería de valor,
Estimación de cantidades,
3D visualizaciones 3D
Plan de montaje y secuencia
Establecimiento de hitos
Seguimiento del progreso del proyecto,
coordinación & comunicación
Detalles de las conexiones,
armados, elementos embebidos
Cantidades, geometrías, materiales,
pesos, ubicación, atributos, información
del proceso, ...
Planos de fabricación, informes y
visualización 3D
Datos para fabricación
Planificación y gestión para ERP- y
soluciones CAM
GESTIÓN CENTRALIZADA DE LA INFORMACIÓN
44. Colaboración prefabricador (rol de ingeniería) con proveedor de software
(TEKLA - Construsoft)
Mejora notable de tiempos (↓35%), detección de errores en diseño (↓75%)…→
No hay vuelta atrás al CAD
Muy poca incertidumbre: la obra se define en el proyecto
Precisión y coordinación dimensional
Definición completa elementos (geometría, características técnicas) e
invariable
Prefabricador ≈ participación en la ingeniería y arquitectura de proyecto
VENTAJAS DE BIM EN DISEÑO PH
45. Gestión de la fabricación: salida automática de planillas de fabricación
Geometría
(longitud, anchura, etc.)
Perfil
(Código/nombre)
Cantidades
(Pos-Nr, etc.)
Especificaciones
volumen
(Área, volumen, peso, etc.)
Otros elementos
(Nombre, tipo, cantidades,
etc.)
Datos plotter
(Agujeros, cajeados, cortes, etc.)
VENTAJAS DE BIM EN FABRICACIÓN PH
46. Gestión de la logística: carga de camiones según la optimización de las pistas
de producción y/o stocks
VENTAJAS DE BIM EN LOGÍSTICA PH
48. Selección productos representativos en formato BIM → Digitalización
Adoquines/baldosas
Bloques
Viguetas/bovedillas
Artesas puentes
Mobiliario
Placas alveolares
Postes
Tuberías
Paneles
Traviesas
…hasta 40
EL PAPEL DE LOS FABRICANTES EN BIM
50. Un edificio estándar cuenta con 3.000 productos diferentes (Fuente: GBCe)
Gran potencial que atesoran los edificios como bancos de materiales futuros
(circularidad)
Libro Digital del Edificio: herramienta dinámica que permite al usuario
monitorizar los datos, la información y los documentos relacionados con
cada fase del ciclo de vida del edificio
VENTAJAS DE BIM EN DISEÑO PH
56. CONCLUSIONES
Es posible la industrialización integral, o al menos maximizarla
Cambio de modelo constructivo necesario, implicando al industrial desde el
principio
Debe valorarse su contribución: no es un solo proveedor de materiales, sino
un agente externo imprescindible para llevar a cabo el proyecto
Cambio de enfoque en la valoración de los costes: construcción vs toda la
vida de servicio del edificio
La digitalización (BIM) y los requisitos de construcción sostenible deberían
conllevar una progresiva industrialización: precisión, preservar elementos del
proyecto, versatilidad en el uso, durabilidad, economía circular,
desmontabilidad, nuevas prestaciones…
Son altamente automatizables aquellas actividades físicas predecibles, para las cuales es sencillo establecer un procedimiento tipificado, y que ocurren en un entorno controlado.
Así, por ejemplo, los productos fabricados en una planta industrial tienen un alto potencial técnico de automatización.
Sin embargo, las actividades realizadas en el sitio o solar sobre el que se construye, a las que actualmente se dedica un gran porcentaje de tiempo, tienen un potencial medio-bajo.
Por último, aquellas que implican responsabilidad o aplicar la experiencia para resolver situaciones inesperadas, bastante típicas por ejemplo en las obras de rehabilitación de edificios de cierta antigüedad, son poco automatizables.
Son altamente automatizables aquellas actividades físicas predecibles, para las cuales es sencillo establecer un procedimiento tipificado, y que ocurren en un entorno controlado.
Así, por ejemplo, los productos fabricados en una planta industrial tienen un alto potencial técnico de automatización.
Sin embargo, las actividades realizadas en el sitio o solar sobre el que se construye, a las que actualmente se dedica un gran porcentaje de tiempo, tienen un potencial medio-bajo.
Por último, aquellas que implican responsabilidad o aplicar la experiencia para resolver situaciones inesperadas, bastante típicas por ejemplo en las obras de rehabilitación de edificios de cierta antigüedad, son poco automatizables.
With Tekla, the model becomes the place where information is stored, and it can be utilized in various phases during the precast construction process,
directly by using functionalities in Tekla Structures, or by linking the building information to other software solutions to be processed further.
<transition>
Tekla Model can be a powerful tool already at fabricator’s marketing and sales stage. Tekla offers effective tools to create conceptual model quickly to support estimation process, with accurate qty’s determine optimal precast solution and model is also a powerful visualization tool to create sales presentations and communicate the structural concept to a client.
<transition>
Tekla’s unique detailing functionalities enable modeling of multi-material connections, reinforcement and embeds. Software comes with collection of connection and component libraries, but it can be customized to match company-specific needs, e.g. by creating libraries of company-specific parametric connections, profiles and accessories. Customization can be done just by utilizing standard functionalities in Tekla, without the need for any programming skills.
Interact directly with building information model, work with accurate, intelligent connections and reinforcements and ensure that everything fits together
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Accurate, constructible Tekla Model is a digital illustration of building with information of e.g. element quantities, geometries, materials, name & numbering, weights, locations and production & erection sequence.
Tekla has intuitive tools to organize model data and gather data from the model for quantity take-offs for procurement, production planning, delivery and erection planning, quality control and so on. These tools help to gather data of specific objects from specific locations to create different categories for work break down structures & releases, purchase packages and deliveries and effectively exploit the rich information in model.
Due to high level of detail in Tekla model, all information needed to produce the elements can be included in the model, and this data can then be utilized to generate up-to date drawings directly from the model. Drawings are updated through the model database, which means that any change user has made to model will be reflected also to the applicable drawings. This prevents errors in drawings, reports and Bills of Material, and also removes all conflicts between model and drawings and other documents like reports.
Individual precast element models can be exported from Tekla Structures to Tekla Field3D. Easy-to-use mobile solution allow fabrication personnel to quickly understand the design intent, which improves both the efficiency and quality of production
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Accurate, constructible model also enables data in model to be utilized in production planning and management activities.
Through the open nature of Tekla software, model data can be integrated with precast and rebar production. For example, constructible building data can be exported to resource planning solutions (ERP) as well as computer aided manufacturing (CAM) automation systems.
With Tekla open API, link can also be developed for any other company-specific solutions if necessary.
Quality model data can be effectively exported to production automation solutions, reducing need for manual work and reducing likelihood for human errors.
<transition>
With Tekla you can plan erection sequence using visual 3d model and add this information (sequence, dates or statuses) to model objects and through objects to different phases or installation sets.
Weigh and geometry information in model can be used to organize and plan shipments.
Different status information can be included to model objects, automatically colorized and visualized in 3D. Easy to understand 3D information can be shared with different project parties in design, fabrication, delivery and site.
From certain production management solutions, element-specific production and delivery status information can be imported back to Tekla model and visualized in 3D to follow up of progress and ease communication and coordination between different project parties. This is extremely useful especially in projects with tight schedules and helps all project parties to collaborate and proactively plan their work.
Model brings efficiency in project meetings. Information-rich models bring better project understanding, make possible problems easier to identify and improve safety as everybody stays informed. Adapting to project changes becomes flexible when the project parties share the same view of the project situation.
With easy-to-use mobile solutions, model information brings benefits to everybody regardless of location or computer skills.
>next slide>
Expresar la idea con este ejemplo, que el prefabricado de hormigón sigue ofreciendo alcanzar nuevos límites, en la medida de que el material (o más bien los materiales con que se component) siguen ampliando las posibilidades de lograr nuevos diseños, auspiciado por el control industrial (y con ello todas las ventajas que ofrece en términos de calidad) la prefabricación