La construcción industrializada pisa fuerte con el DfMA

La presión de construir mucho y muy rápido se empieza a notar: se están invirtiendo billones de euros en nuevas construcciones de viviendas, empresas y servicios para la inminente explosión demográfica mundial. La construcción puede llegar a ser un sector muy caótico: las pandemias, las condiciones meteorológicas extremas y la inestabilidad geopolítica pueden romper cadenas logísticas y echar por tierra los calendarios de entrega. Si a eso se le añade el déficit de mano de obra cualificada, terminar una construcción a tiempo y sin salirse del presupuesto puede resultar verdaderamente difícil.

¿Cómo están respondiendo las empresas AEC (arquitectura, ingeniería y construcción) a esta situación? No es nada fácil ajustar al mínimo los tiempos, costos e incertidumbres de una construcción, sobre todo cuando avances tales como los forjados colaborantes, los revestimientos prefabricados o los sistemas de anclaje de todo tipo ya han optimizado los procesos de construcción al máximo.

La respuesta, para muchos, se encuentra en copiar lo que se está haciendo en fabricación; más concretamente, el proceso llamado “diseño para fabricación y montaje” o DfMA. Dicho proceso forma parte de la construcción industrializada, una tendencia en alza, y de las técnicas de diseño MID (siglas de manufacturing-informed design), por el cual los diversos sistemas de un edificio —o incluso edificios enteros— pueden relacionarse en tanto que productos independientes pero conectables. El DfMA engloba un conjunto de decisiones de diseño que permite la incorporación de productos manufacturados y montajes prefabricados. Es decir: los productos y montajes de construcción se fabrican de forma eficiente, no a pie de obra sino en instalaciones de fabricación, y después se envían a la obra. Una vez allí, pueden armarse rápidamente, cosa que facilita el ensamblaje.

Una de las primeras empresas que apostaron por el DfMA es Bryden Wood. Esta empresa de ingeniería y diseño, con sede en Londres, reconoció hace ya dos décadas la necesidad de un enfoque que fusionase la eficiencia y certidumbre de la producción en masa con la versatilidad y la practicidad de las técnicas constructivas tradicionales.

Todas las construcciones nuevas requieren cierto grado de montaje. Lo que planteó Bryden Wood era si dicho montaje tenía que ser ladrillo a ladrillo, tubería a tubería, o si por el contrario podía basarse en conectar conjuntos y módulos preconstruidos de mayor tamaño, recortando gastos y descubriendo puntos mejorables a lo largo del proceso.

“Hace décadas que todo el mundo habla de esto —asegura Jaimie Johnston, director de sistemas globales de Bryden Wood—, pero si el DfMA se ha vuelto tan relevante ahora ha sido por el envejecimiento demográfico en la construcción, las preocupaciones por el desarrollo sostenible y las predicciones de que para 2100 la población mundial superará los 11 000 millones. Todas esas personas que están por venir necesitarán viviendas, educación, sanidad, agua y electricidad, centros de procesamiento de datos con más capacidad, etcétera. Es innegable que la humanidad va a necesitar todo eso; lo que es incierto es si seremos capaces de satisfacer esas necesidades. Y eso es crucial”.

Responder a semejantes carencias, según Johnston, exige virar de rumbo: aun si fuera posible construir lo suficiente y al ritmo necesario para todas esas personas, hacerlo aplicando el enfoque actual destruiría el planeta.

Y añade: “Hay un abismo tan inmenso entre lo que hay que construir y lo que podemos llevar a cabo que necesitamos algún tipo de tecnología que nos lo resuelva. El sector lleva mucho tiempo dándole vueltas sin encontrar soluciones. Pero ahora todo ha cambiado con la rápida adopción de BIM (modelado de información de la construcción) y la digitalización del sector, ambas a raíz del cambio de mentalidad que nos ha traído la pandemia”.

Bryden Wood lleva años aplicando BIM a proyectos de gran envergadura, entre los cuales quizá destaquen algunos de los más mediáticos, como las ampliaciones de los aeropuertos londinenses de Heathrow y Gatwick, así como el “gran boquete” abierto para el proyecto de la nueva línea Elizabeth del metro de Londres (anteriormente conocido como Crossrail), un pasillo que pretende aliviar la aparatosa red de desplazamientos del este y el oeste hacia los empleos en el centro de la capital. Todos ellos se basaron en diseños fabricados de forma remota y montados in situ.

El trabajo de la empresa para los aeropuertos de Heathrow y Gatwick consistió en el desarrollo de un plan para facilitar y mejorar el flujo del tráfico entre las zonas de embarque de cada terminal, donde se concentran las puertas y los aviones para optimizar el uso del espacio. Para ello hizo falta instalar más de kilómetro y medio de corredores nuevos.

Para reducir al mínimo las molestias a los viajeros, el plan de diseño e instalación de Bryden Wood consistió en ubicar instalaciones de fabricación en las inmediaciones de sendos aeropuertos, para así poder construir secciones enteras en un lugar separado de la obra. Una vez completadas las secciones, un breve trayecto a los aeropuertos bastaba para ensamblarlas en su lugar correspondiente.

Para el proyecto de la línea Elizabeth del metro de Londres, el encargo de Bryden Wood consistió en crear unos paneles que cubriesen el interior de todos los túneles de metro que se estaban excavando bajo la ciudad, en las concurridas estaciones de Tottenham Court Road, Liverpool Street y Whitechapel. Los diseñadores e ingenieros de la compañía aplicaron sus conocimientos de DfMA a la creación de un panel que podía fabricarse en instalaciones fuera de obra y después instalarse fácilmente in situ.

The Forge, el nuevo complejo comercial londinense erigido en colaboración con la promotora Landsec, comprende dos bloques de oficinas de diez plantas cada uno ubicados entre el rascacielos The Shard y el museo de arte Tate Modern, cruzando el Támesis desde la catedral de San Pablo. “Es una zona fantástica de Londres, aunque el solar en sí es muy limitado —reconoce Johnston—. Por eso, arquitectónicamente hablando, el edificio tenía que adaptarse mucho a la ubicación. No se puede construir en esa parte de Londres sin involucrar a un gran número de participantes, así que iba a ser imposible levantar un edificio a partir de componentes de gran tamaño”.

La innovación clave de Bryden Wood para este proyecto fue utilizar un sistema de construcción por plataformas, desarrollado originalmente para prisiones británicas de nueva planta, y aplicarlo a oficinas. Las plataformas modulares de Bryden son componentes prefabricados, estandarizados y adaptados al producto, los cuales se ensamblan en obra utilizando siempre la misma metodología. Es un poco como se producen los automóviles hoy en día: los fabricantes crean un tipo de bastidor, o chasis, y lo aplican a distintos modelos de automóvil. Estas plataformas aceleraron drásticamente la finalización de cada una de las plantas del edificio.

Los componentes de The Forge salvan luces de 9 metros mediante un armazón de acero y hormigón. Las vigas primarias vienen ya con pasos uniformes a medida de las instalaciones y servicios que les correspondan. Las columnas de las plataformas son continuas entre las plantas y están estandarizadas: la planta baja y los primeros pisos cuentan con columnas más gruesas para recibir la carga superior.

“En lugar de inventarnos nuevos sistemas para cada proyecto, hemos podido crear un sistema de componentes al estilo IKEA o Lego con el que podemos construir lo que sea. Todos los componentes encajan y ‘hablan’ entre ellos”, explica Johnston. Además, el enfoque por plataformas ha permitido a los diseñadores de la compañía generar modelos digitales para el edificio de forma automática.

“Introdujimos algunos parámetros clave y automáticamente el programa nos generó un conjunto de datos que describía el edificio y servía de base para el modelo BIM. Era tan rápido que cada vez que hacíamos algún cambio en el edificio, en lugar de tener que volver a ajustar la maqueta, simplemente generábamos una nueva en unos 20 minutos. Fue un antes y un después para nosotros en cuestión de productividad”.

Las mejoras a la precisión y el ahorro de tiempo también han sido impresionantes. Dado que las plataformas llegan ya recortadas y estandarizadas, el tiempo y los materiales que suelen necesitar los gremios que se dedican a los acabados para dejarlo todo perfecto a causa de los distintos grados de tolerancia se redujeron prácticamente a cero.

Esta consonancia entre la “productización” de los componentes de un edificio y el diseño adaptado a la fabricación permitió que el complejo The Forge generara un 30 % menos de carbono incorporado que una construcción al uso. Esto lo convierte en el primer edificio en poder definirse como oficina de cero carbono neto según lo estipulado por el Consejo Británico de Edificios Ecológicos.

Johnston está convencido de que nada de esto sería posible sin BIM: “BIM te obliga a colaborar de una forma muy particular. Antes, había problemas ocultos en los dibujos bidimensionales que no veías hasta que llegabas a la obra. Con BIM, puedes coordinar las cosas mucho mejor en el espacio. También acabas por darte cuenta de que, cuando ya has hecho el esfuerzo de crear un modelo 3D detallado, es una tontería convertirlo en miles de dibujos que entregar a un montón de personas a pie de obra”.

Según Johnston, el proyecto de la línea Elizabeth es gran ejemplo de ello. El diseño se modeló en primer lugar, y hasta el último detalle, en Autodesk Revit, mientras Dynamo modelaba cientos de opciones de fabricación y montaje automáticamente. Bryden Wood utilizó Autodesk Navisworks para optimizar el proceso de montaje y crear la secuencia más eficiente posible desde la entrega de las piezas hasta su ensamblado.

“Como sector, no pudimos aprovechar al máximo lo que el DfMA tiene que ofrecer hasta cogerles el tranquillo a estas herramientas digitales —asegura Johnston—. La popularización de BIM es un cambio técnico y cultural a la vez que permite nuevas formas de trabajar. Eso ha sido fundamental. Y uno de los efectos que va a tener es que el DfMA va a adoptarse cada vez más”.