La construcción industrializada ha llegado para quedarse “desde la vertiente social”

Estimados, en este oportunidad les republicamos un artículo de Alejandro López Vidal, encontrado en: https://blog.structuralia.com/la-construccion-industrializacion-ha-llegado-para-quedarse-3-parte-de-4-desde-la-vertiente-social , que como siempre, esperamos sea de su interés.

Índice de contenidos

En los artículos anteriores de la serie presentamos primero la evidencia que se está observando en la construcción que cada vez se nutre más de procesos y sistemas industrializados [1], habiendo abordado inicialmente este concepto y sus implicaciones desde la eficiencia, especialmente en términos económicos [2], pues resulta el principal aspecto que condiciona la mayoría de decisiones de los proyectos constructivos actuales.

Este tercer artículo, penúltimo de la serie, quiere dar continuidad analizando el impacto y ventajas que tiene la industrialización desde el punto de vista social, exponiendo las mejoras que se producen en cuanto a una mayor seguridad de los trabajadores durante la fase de ejecución de la obra, y  especialmente en la larga etapa de funcionamiento del edificio o infraestructura.

En consecuencia, los futuros usuarios nos podremos beneficiar de habitar en espacios más confortables, más durables y menos sujetos a reparaciones. La tercera dimensión del desarrollo sostenible, la medioambiental (junto a la económica y social) quedará para la última entrega.

Primer gran beneficio social de la construcción industrializada: mayor seguridad laboral

Una de las grandes características de la construcción industrializada con elementos prefabricados de hormigón es la rapidez de ejecución y trabajar de forma mucho más limpia y ordenada.

Además, generalmente se lleva a cabo en condiciones de trabajo mucho más seguras para los operarios que la construcción convencional, al reducir significativamente la sobrecarga habitual de maquinaria, materiales, medios auxiliares (encofrados, andamios, apuntalamientos, etc.) y personas en la obra que interaccionan en un espacio acotado, reduciendo el tiempo de exposición a los riesgos por la mayor velocidad de ejecución que se acaba de mencionar.

Esta gran diferencia se demuestra con uno de los mejores trabajos realizados hasta la fecha, acometido por el Instituto Regional de Seguridad y Salud de la Comunidad de Madrid [3].

En este trabajo se compararon dos combinaciones de obras reales: un forjado y un muro, cada uno de ellos realizado mediante elementos prefabricados de hormigón en un caso, y otro mediante técnicas convencionales in situ.

En ambas obras se analizaron los impactos relativos a los riesgos laborales, la velocidad de ejecución y los costes de construcción, resultando abrumadora la mejora que se obtenía en las dos obras realizadas con elementos prefabricados de hormigón:

Tabla comparativa en la ejecución del forjado
Imagen 1.- Tabla comparativa en la ejecución del forjado, en el primer caso in situ y en el segundo mediante placas alveolares prefabricadas de hormigón

En su conjunto, la ejecución de la losa con placas alveolares presentaba un 27% de mejora en cuanto a los aspectos de seguridad.

Tabla comparativa en la ejecución del muro
Imagen 2.- Tabla comparativa en la ejecución del muro, en el primer caso in situ y en el segundo mediante paneles prefabricados de hormigón

En este caso se observaba una mejora todavía mayor de la opción industrializada, siendo prácticamente un 50% más segura.

Por tanto, aunque los materiales de construcción y la tecnología hayan avanzado notablemente, se hace necesario cambiar una forma de construcción que apenas ha evolucionado en las últimas décadas. En las obras, los albañiles deberían ir siendo sustituidos por montadores o instaladores a fin de mejorar la seguridad, entre otras razones.

Segundo gran beneficio social de la construcción industrializada: espacios más confortables, más durables y menos susceptibles a reparaciones

En primer lugar, el hormigón es un material inocuo, que no genera compuestos orgánicos volátiles y cuyos elementos constructivos se pueden llegar a colocar sin necesidad de ir revestidos de capas o pinturas potencialmente poco salubres.

Además, la gran inercia térmica del hormigón o la tratada resolución de las juntas entre elementos exteriores, hace que los edificios requieran menor consumo de energía para su acondicionamiento y presentan temperaturas más estables, mejorando doblemente el gasto energético y el confort de los ocupantes [4].

Por otro lado, de todas las características que debe tener un material o un sistema constructivo, probablemente la durabilidad suponga la más importante en un enfoque sostenible. Un material, por muy baja carga ambiental tenga en su origen, si no es durable no puede ser sostenible.

La durabilidad de los elementos prefabricados de hormigón, especialmente aquellos con fines estructurales, es una de sus características más reconocidas. El hecho de ser fabricado en un entorno protegido de las condiciones ambientales adversas y que sea resultado de un proceso industrial bajo un sistema de control de producción en fábrica, permite asegurar una vida útil superior a la establecida reglamentariamente (50 años en el caso de los edificios).

De esta forma, la posible generación de residuos y/o necesidad de extraer nuevos recursos con que producir nuevos elementos destinados a nuevas construcciones se amortizan en un periodo de tiempo más largo.

Considerando que la distribución de los impactos ambientales (consumos de energía, materiales, etc.) de un edificio a lo largo de su vida se concentran mayoritariamente durante la fase de servicio (≈ 80%), mientras que el resto de las etapas (fabricación, transporte y construcción) sólo ocupan el 20% restante, se pone de manifiesto la tremenda importancia que tiene la durabilidad como garantía de ofrecer una vida útil elevada [5].

Alejandro López Vidal es Director Técnico de ANDECE y dirige el Máster de Construcción Industrializada en Hormigón de STRUCTURALIA

Referencias

[1] https://blog.structuralia.com/la-construccion-industrializada-que-ha-llegado-para-quedarse

[2] https://blog.structuralia.com/la-construccion-industrializada-ha-llegado-para-quedarse-desde-la-eficiencia

[3] “Buenas prácticas preventivas “. Instituto Regional de Seguridad y Salud de la Comunidad de Madrid. 2013. http://www.andece.org/images/BIBLIOTECA/buenas_practicas_preventivasph.pdf

[4] “Hacia el objetivo de los edificios de consumo de energía casi nula: la masa térmica en los prefabricados de hormigón”. Revista Ecoconstrucción. 2016. http://www.andece.org/images/BIBLIOTECA/inercia_termica_hormigon_ecoconstruccion.pdf

[5] Curso IV: Ciclo de vida. Máster de Construcción Industrializada en Hormigón de STRUCTURALIA http://capacitacionprefabricados.com/

La construcción industrializada ha llegado para quedarse “desde la eficiencia”

Estimados, en este oportunidad les republicamos un artículo de Alejandro López Vidal, encontrado en: https://blog.structuralia.com/la-construccion-industrializada-ha-llegado-para-quedarse-desde-la-eficiencia , que como siempre, esperamos sea de su interés.

Imagen 1.- Panel prefabricado de hormigón con huecos de carpinterías, dispuesto para su envío a obra. Imagen cortesía de INDAGSA (Grupo ORTIZ)

Alejandro López Vidal es Director Técnico de ANDECE y dirige el Máster de Construcción Industrializada en Hormigón de STRUCTURALIA [1]

En el primer artículo de la serie [1] expusimos la clara tendencia que se está observando en la construcción, especialmente en la edificación residencial, que comienza a incorporar un mayor número de sistemas industrializados, de la misma forma que esta técnica se encuentra plenamente consolidada en otros tipos de edificaciones, como la comercial, logística, industrial o deportiva.

En este segundo artículo de la serie, queremos centrarnos en la eficiencia global de la construcción industrializada frente a la (in)eficiencia de la construcción más convencional.

¿Qué entendemos por eficiencia en la construcción?

El término eficiencia engloba perfectamente distintos condicionantes que son analizados a la hora de decidir acometer una obra, o más bien los distintos sub-sistemas que la compondrán: rapidez de ejecución, control de plazos, control de costes, logística, generación de residuos, seguridad laboral, medios necesarios para la ejecución y, en definitiva, factores que implicarán unos costes que harán decantar que se emplee una opción u otra en cada caso (estructura y forjados, fachada, cimentación, particiones interiores, instalaciones, etc.)

Diferencias de optimización entre construcción industrializada y tradicional

Para ilustrar la eficiencia de una construcción industrializada o, más bien, la casi inevitable ineficiencia que implica una construcción convencional donde “fábrica” y obra se simultanean en el mismo espacio durante el mismo periodo de tiempo, nos referimos a un interesante estudio realizado por Flavio Picchi, Director del Instituto de Lean Construction de Brasil, quien para su tesis doctoral y tras analizar el proyecto y la construcción de más de 30 edificios realizados en Brasil, llegó a la conclusión de que “existe un 30% del coste total de la obra compuesto por desperdicios, es decir, si por ejemplo tuviéramos un proyecto de cuatro edificios, el cuarto de ellos se podría construir con los desperdicios de los otras tres”.

Construcción industrializada vs construcción tradicional

Estas cifras son inasumibles desde todos los prismas que se evalúen: medioambiental, social y económico.

Esta ineficiencia, también denominada factor de riesgo que contabiliza todas estas desviaciones, debería obligar a repensar la forma en que construimos, algo por lo que de forma creciente empiezan a tener claro los distintos “players” de la construcción [2].

Esto además, queda refrendado por datos absolutamente concluyentes de la productividad unitaria de ambas metodologías: 6-7 horas-hombre/m2 de la construcción industrializada, frente a 25-30 horas-hombre/m2 de la construcción convencional.

A esto habría que añadir una realidad actual en España, y es la escasez de mano de obra cualificada, motivada especialmente por la crisis que hemos padecido y que ha hecho que una buena parte de la mano de obra se haya reciclado en otros sectores, o que la construcción no sea atractiva para las nuevas generaciones [3].

La construcción convencional es muy dependiente de la mano de obra, frente a la construcción industrializada cuyos procesos se llevan hasta un 85-90% en fábrica, un entorno mucho más estable para el trabajador y basado en técnicas más automatizadas.

Las soluciones industrializadas acortan los plazos de ejecución de las obras y ello supone una reducción de los gastos de energía consumida en la ejecución de las mismas, en comparación con la ejecución “in situ”. Esto también implica una menor perturbación de las zonas aledañas (ruido, suciedad ambiental, dificultad de paso, número de transportes necesarios, etc.) durante el periodo de ejecución de la obra.

Otro aspecto que juega a favor de la industrialización es el bajo consumo de agua en la obra (montaje en seco), a diferencia de la construcción in situ (curado del hormigón, limpieza de cubas y útiles, etc.)

imagen obra modular
Imagen 2.- La construcción modular en hormigón reduce al mínimo posible las tareas de obra, siendo la que más rendimiento produce. Imagen cortesía de WORLDMETOR

Desde el punto de vista económico, la construcción in situ supone un consumo elevado de mano de obra, frente a la producción industrial donde todo debe estar organizado y controlado, el rendimiento del trabajo de la obra se ve muy afectado por los desplazamientos hasta y entre tajos, la necesidad de abordar cada vez estructuras poco repetitivas, los replanteos, la exposición directa a las cambiantes condiciones ambientales, etc.

Además, una mayor rapidez de ejecución conlleva una devolución más rápida de los créditos con los que normalmente se financian las obras, reduciendo los intereses generados [4].

En conclusión, la eficiencia más que demostrada de una forma de construir, la industrializada frente a la convencional, tiene una repercusión económica directa en costes diferidos que deben hacernos replantear la necesidad de cambiar la forma de construir, y terminar de apostar definitivamente por la industrialización.


Referencias

[1] https://blog.structuralia.com/la-construccion-industrializada-que-ha-llegado-para-quedarse

[2] “Promoción de nuevas viviendas: industrialización vs. personalización”. El mundo, 5/04/17. https://www.elmundo.es/economia/vivienda/2017/04/05/58e4a608e2704ed1218b45d5.html

[3] “Los costes de construcción crecen un 10,3% en 2018”. Observatorio inmobiliario y de la construcción, 28/11/18 http://observatorioinmobiliario.es/los-costes-construccion-crecen-103-2018

[4] Módulo 1: Aproximación a la industrialización en hormigón. Curso 1 Conceptos. Máster de Construcción Industrializada en Hormigón de STRUCTURALIA http://capacitacionprefabricados.com/

Sostenibilidad + Industrialización = Soluciones en prefabricado de hormigón

Estimados, en este oportunidad les republicamos un artículo de Alejandro López Vidal, encontrado en:

https://blog.structuralia.com/sostenibilidad-industrializaci%C3%B3n-soluciones-en-prefabricado-de-hormig%C3%B3n?utm_source=hs_email&utm_medium=email&utm_content=79454200&_hsenc=p2ANqtz-9c96xxdZo7-xE0lc8zEhCNGmWUhRgtcCtqsisZSDfACIW7NuPFFGI9tYhQ_RCz4gUfGe9SVf7EjUHu9Y17uEXIgkPKjg&_hsmi=79454200,

que como siempre, esperamos sea de su interés.

Rapidez de colocación, precisión, confort o nulos residuos, son requisitos cada vez más demandados en cualquier construcción. Graderío enteramente resuelto con elementos prefabricados de hormigón para la remodelación del Estadio de la Real Sociedad en San Sebastián. Foto cortesía de ROCACEROÍndice de contenidos

Alejandro López Vidal es Director Técnico de ANDECE y dirige el Máster de Construcción Industrializada en Hormigón de STRUCTURALIA [1]

En el primer artículo de esta serie [2] introdujimos una aproximación a las tendencias que están llamadas a cambiar la construcción, tal y como se ha concebido hasta ahora: BIM, sostenibilidad e industrialización. En la primera entrega hablamos de la relación estrecha que guarda la metodología BIM con la industrialización, destacando que ambos conceptos se basan especialmente en definir inequívocamente los componentes durante la fase de proyecto, asegurando un cumplimiento estricto de las geometrías, posiciones espaciales y características en la etapa de ejecución para evitar errores e indefiniciones habituales que implican sobrecostes e incrementos de plazos. Hoy vamos a hablar de la dependencia que tienen la sostenibilidad e industrialización, para analizar en qué medida el avance de una influye en el progreso de la otra, y viceversa.

Sostenibilidad

La sostenibilidad es un concepto transversal y global que persigue un modelo de crecimiento, que afecta al sistema económico, social y ambiental y que tiene que ver con la economía, el consumo, la obsolescencia programada, la edificación, el crecimiento de las ciudades, la educación, la política, el uso de combustibles fósiles como el petróleo, el aprovechamiento de las fuentes de energías renovables, el calentamiento global del planeta, la generación de residuos, etc.

¿Por qué una construcción sostenible?

La construcción tiene un enorme impacto en muchos niveles:

  • Emisiones de gases de efecto invernadero ≈40%
  • Consumos de agua ≈ 20%
  • Consumos energéticos ≈ 40%
  • Consumo de suelo ≈ 20%
  • Consumo de materias primas ≈ 30%
  • Generación de residuos de difícil valorización  

Sin embargo, existe un gran margen de mejora para construir de forma más eficaz, además de una creciente conciencia ciudadana que tiene un mayor conocimiento de los productos/viviendas/infraestructuras que adquieren/utilizan. Esto se ha trasladado a la proliferación de esquemas de evaluación de la sostenibilidad que ayudan a determinar el grado de cumplimiento de un conjunto de indicadores considerados como sostenibles, tanto a nivel privado (LEED, BREEAM, etc.) como reglamentarios (uso sostenible de los recursos naturales en el Reglamento Europeo de Productos de Construcción, Anejo 13 de la Instrucción de Hormigón Estructural, etc.)

Construcción industrializada y sostenible

La industrialización aplicada en la construcción implica trasladar a la fábrica, un entorno mucho más automatizado, controlado y eficiente, la producción del máximo número de elementos y sistemas constructivos, reduciendo al tiempo el número de tareas a realizar en la obra, con las consiguientes ventajas que se conseguirán:

Se trata, por tanto, de la aplicación de ideas, de la racionalización de procesos productivos, búsqueda de economía y desarrollo como fruto de los mayores rendimientos alcanzables en la ejecución de trabajos más repetitivos, cuidadosamente planificados, ejecutados en entornos más favorables, con medios suficientes y por personal especializado. En definitiva, de buscar la máxima “sostenibilización” a lo largo de todo el ciclo de vida de la construcción.

Presente y futuro de la construcción

Con motivo de la participación de ANDECE en el primer Congreso sobre Construcción Industrializada celebrado en España el pasado 10 de octubre [3], ANDECE publicó su “Manifiesto por la Edificación Industrializada y Sostenible” [4] ante el convencimiento de la necesidad de un cambio de paradigma y de enfoque en el sector de la construcción, hacia una mayor calidad y sostenibilidad.

Para tratar de cambiar este modelo generalmente aceptado de construcción, por lo general ineficiente y alejada de la sostenibilidad, es necesario afrontar distintos retos: ciertas barreras culturales y de procedimientos fuertemente establecidos que ralentizan cualquier cambio, y las necesidades formativas que serán necesario cubrir para capacitar a un amplio espectro de profesionales que sepan responder adecuadamente ante este esperado cambio de paradigma.

Vivienda bioclimática
Ejemplo de vivienda bioclimática y totalmente industrializada, conformada a partir de marcos prefabricados de hormigón empleados habitualmente en la obra civil, pero destinados a la construcción de viviendas unifamiliares. Foto cortesía de BIOCLIMÁTICA MODULAR CONCEPT

Referencias

[1] Máster de Construcción Industrializada en Hormigón. ANDECE – STRUCTURALIA http://capacitacionprefabricados.com/ 

[2] “Industrialización y BIM = Soluciones en prefabricado de hormigón”. Alejandro López. BLOG STRUCTURALIA https://blog.structuralia.com/industrializacion-y-bim-soluciones-en-prefabricado-de-hormigon  

[3] Documental sobre Construcción Industrializada. Grupo Evetson. https://www.youtube.com/watch?v=7QJM2r2XcN8&t=6s 

[4] Manifiesto ANDECE por la edificación industrializada y sostenible https://www.andece.org/wp-content/uploads/2019/10/Manifiesto-ANDECE-por-la-Edificacion-Industrializada-Sostenible.pdf 

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Las estructuras metálicas articuladas tipo cercha

Estimados, en esta oportunidad republicamos un artículo de José Cándido Guisado López del Blog CivilGeek encontrado en https://civilgeeks.com/2019/08/20/las-estructuras-metalicas-articuladas-tipo-cercha/, que como siempre esperamos les sea de utilidad.

Las estructuras metálicas articuladas tipo cercha se emplean para salvar grandes luces por su formidable capacidad de redistribución de tensiones a través de sus barras, haciéndolas trabajar principalmente a esfuerzo axil.

Las cerchas metálicas son estructuras que permiten salvar grandes luces con poco material, gracias a su morfología de barras formando triangulaciones. El triángulo es la forma geométrica que, aunque se articulen sus nudos, mantiene su forma, por lo que una serie de triángulos concatenados forman una estructura plana o espacial estable.

El principio resistente de las estructuras en celosía es la distribución de las tensiones a lo largo de sus barras, con esfuerzo eminentemente axial, despreciando los posibles fenómenos de flexión en las barras. Esto se consigue analíticamente, estudiando el modelo como si todos sus nudos fuesen articulados, si bien en la práctica casi nunca se construyen con nudos rótula.

Los métodos de cálculo de este tipo de estructuras metálicas son varios, desde los métodos gráficos de Cremona, al equilibrio de nudos, pasando por el método matricial, como el empleado en la hoja de cálculo aportada en el siguiente enlace: Cercha educacional Barras.

Una vez estudiados los esfuerzos, es necesario comprobar la capacidad resistente de las barras, en especial aquellas que están sometidas a compresión, pues serán las que experimenten el fenómeno del pandeo.

En cerchas con aplicación en las estructuras metálicas de naves industriales, como las que se estudian en el Máster de Cálculo de Estructuras de Obra Civil en la escuela EADIC, el fenómeno de pandeo afecta de distinta manera a cada una de las barras que componen la triangulación.

Es necesario estudiar el pandeo según plano paralelo o perpendicular a la cercha.

En el plano de la cercha, la longitud de pandeo es igual o menor a la longitud de cada tramo de triangulación, pues la confluencia de barras genera su propio arriostramiento a pandeo.

En el plano perpendicular a la cercha, el cordón superior está atado por las correas de cerramiento, por lo que la longitud de pandeo se asocia a la distancia entre correas.

Sin embargo el cordón inferior tiene liberado el modo de pandeo en el plano horizontal a lo largo de toda su longitud, por lo que encontramos en este elemento el punto débil del dimensionamiento de cerchas articuladas. Por este motivo puede ser habitual encontrar diseños con un cordón inferior cuyo eje fuerte de inercia esté orientado para resistir mejor en horizontal.

Se trata este tipo de soluciones estructurales, de una forma versátil, económica y de buen resultado estético para resolver grandes luces, cuyo dimensionamiento debe estudiarse de acuerdo a ciertos aspectos propios de las estructuras articuladas.

Autor: José Cándido Guisado López, docente en el Máster de Cálculo de Estructuras de Obra Civil de EADIC.

Acerca del autor: EADIC https://www.eadic.com/

Otro de nuestros servicios: PROYECTO y CÁLCULO de ESTRUCTURAS METÁLICAS

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Principales retos en la ingeniería civil del siglo XXI

Estimados, en este oportunidad les republicamos un artículo del Blog Structuralia, encontrado en: https://blog.structuralia.com/principales-retos-en-la-ingenieria-civil-del-siglo-xxi, que como siempre, esperamos les sea de interés.

El mantenimiento de infraestructuras: una tarea pendiente

A lo largo de toda la historia, la ingeniería y los avances que han ido ligados a ella han hecho posible el desarrollo de la humanidad, permitiendo con el paso de los años una notable mejora de la calidad de vida de las personas.

En este sentido, la ingeniería civil en particular ha tenido un papel fundamental en la capacidad del ser humano para adaptarse a su entorno gracias a la construcción de infraestructuras que han facilitado el transporte de materiales y personas, la comunicación, la captación de recursos naturales o la propia residencia y convivencia.

Y es que la ingeniería civil es una de las ramas de conocimiento que más campos de actuación tiene dentro de todas las competencias que engloban a la ingeniería. En el artículo sobre las subdisciplinas y funciones de un ingeniero civil de nuestro blog, puedes ver las principales especializaciones que la componen, profundizando en las principales infraestructuras que llevan a cabo cada una.

Sin embargo, la ingeniería civil ha sufrido grandes transformaciones hasta convertirse en lo que conocemos actualmente. En un principio no existía el término como tal, y no es hasta el siglo XVIII cuando se empieza a utilizar para diferenciar su uso civil de la ingeniería militar.

Durante este periodo son muchas las grandes infraestructuras que se han construido, como las pirámides egipcias, consideradas las primeras obras de gran envergadura que llevó a cabo el ser humano, o los avances de la civilización romana, que fue capaz de desarrollar calzadas, puentes, puertos, presas, alcantarillados u obras de ingeniería civil que llegan tan bien conservadas al Siglo XXI como el Acueducto de Segovia. 

Más cercano en el tiempo y más lejos de nuestras fronteras encontramos una de las joyas de la ingeniería civil lo encontramos en Alaska la vía ferrea white pass Yukon.

No obstante el recorrido no ha sido fácil hasta llegar al nivel de conocimientos que tenemos en la actualidad puesto que desgraciadamente en varias ocasiones a lo largo de la historia esta sabiduría ha venido precedida de fallos en infraestructuras con pérdidas de vidas humanas.

Uno de los ejemplos más conocidos es el caso del puente Tacoma Narrows, construido en 1940 con una longitud de 1.810 metros y una longitud del vano de 853 metros. Unos meses más tarde de su inauguración, el puente colapsó debido a los efectos dinámicos del viento que no se tuvieron en cuenta. 

Esta catástrofe permitió mejorar los conocimientos en el comportamiento de este tipo de puentes, y actualmente los diseños consideran la variable del viento en relación con la longitud entre apoyos, de manera que se tiene en cuenta el efecto destructivo de la resonancia.

Por último es necesario hablar de la importancia que tiene el sector de la construcción en la economía de un país. Normalmente es usado como indicador del bienestar económico de una región, debido a que un incremento en la inversión en infraestructuras está ligado a una mayor capacidad económica del Estado.

Asimismo, tiene una gran capacidad de generación de empleo puesto que por cada trabajador del sector de la construcción se generan alrededor de seis puestos de trabajo en otros sectores de la economía.

A continuación, tras este breve repaso general, vamos a centrarnos en los principales retos a los que se enfrenta la ingeniería civil en los próximos años:

El mantenimiento de infraestructuras: una tarea pendiente

El término vida útil hace referencia al periodo de tiempo en el cual una infraestructura es capaz de soportar, con garantías, las solicitaciones externas (físicas o químicas) con las que ha sido diseñado. Pasado ese tiempo, debido principalmente al deterioro de los materiales que la componen, es posible que no se comporte de forma óptima y se produzcan fallos estructurales graves.

Sin embargo, es frecuente que aparezcan deterioros mucho antes de alcanzar la vida útil de la obra, por lo que es necesario la realización de inspecciones y labores de mantenimiento para prever posibles fallos que pongan en peligro el buen funcionamiento de la infraestructura.

Actualmente, en los países más desarrollados, no existe tanta necesidad de construir nuevas infraestructuras como de mantener en buen estado las que ya están construidas para que cumplan correctamente la función para la que fueron diseñadas.

Al respecto, en el año 2018 vimos dos ejemplos de fallos en estructuras que provocaron numerosos heridos y la pérdida de vidas humanas: la pasarela del paseo marítimo de Vigo y el derrumbe del puente Morandi en Génova.

Si bien es cierto que para que ocurran este tipo de accidentes es necesario que se den varios factores atípicos, los expertos coinciden en que un mejor mantenimiento podría haber ayudado a que no ocurriese.

Otro ejemplo del déficit en la conservación de infraestructuras que existe en la actualidad es el estado actual de las carreteras españolas. Tal y como explicamos en el post: Mantenimiento de carreteras: tipos de firmes y sus deterioros (1ª Parte), la Asociación Española de Carreteras (AEC) expone en su informe que 1 de cada 13 kilómetros de la red del país presenta problemas en más del 50% de su superficie.

Este mal estado influye considerablemente en la calidad del transporte pudiendo generar averías a los vehículos que circulan por ellas y, sobre todo, provocar accidentes de tráfico que conlleven fallecimientos. 

En relación con todo lo explicado anteriormente, desde el Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos aconsejan a las administraciones destinar al mantenimiento de las grandes infraestructuras el 5% del total de la inversión en obra pública como es el caso de la inversión en el AVE en España.

Por lo tanto, uno de los grandes desafíos a los que se enfrentan las administraciones es el encontrar un equilibrio entre la inversión para nuevas infraestructuras y el gasto destinado para mantener en condiciones óptimas las ya construidas.

Hacia una construcción industrializada

El sector de la construcción no ha sufrido cambios profundos a lo largo de la historia. Se ha ido añadiendo nueva maquinaria o se han incorporado nuevas técnicas de ejecución en función de los conocimientos y tecnologías que iban apareciendo, pero la hoja de ruta de un proyecto constructivo se ha mantenido. Sin duda el sector de la construcción no ha  sido capaz de avanzar al mismo ritmo que otros sectores en cuanto a la productividad y modernización se refiere. 

Por ejemplo, la eficiencia y velocidad que se alcanza hoy en día en una cadena de montaje es muy superior a cuándo se tenía que montar a mano, una a una, todas las piezas que componen el elemento final. 

Debido a ello el sector de la construcción se encuentra a la cola de la productividad, por la poca inversión que se destina a la innovación en comparación con otros sectores, y también por las peculiaridades que presenta, como el hecho de que en cada proyecto las características y condiciones constructivas son distintas.

En busca de resolver este problema, en los últimos años se han dado importantes pasos en dirección a conseguir una mejora en este aspecto, que repercute positivamente en aspectos económicos, reducción de tiempos de ejecución, seguridad laboral o disminución de la contaminación.

Entre las medidas que se han tomado se encuentran la aplicación de nuevas tecnologías, de las que hablaremos más adelante en el artículo, o la industrialización de la construcción, en la que nos centraremos a continuación.

Pero, ¿qué entendemos por construcción industrializada? La podemos definir como aquella en la que un tanto por ciento alto de las tareas que se ejecutan en un proyecto se anticipan a la obra, lo que difiere enormemente de la ejecución in situ en la que es en el propio emplazamiento de la obra donde se realizan la mayor parte de las labores.

Asimismo, la industrialización de la construcción se realiza en entornos automatizados y controlados por lo que es posible realizar elementos con mejores características que repercutirá en mejorar su respuesta frente a las acciones a las que estará sometido, o reducir la cantidad de gases contaminantes que se generan en su producción.

En definitiva, el futuro debe estar ligado a la innovación y a su aumento de la productividad en busca de ser más competitivo, y esto vendrá de la mano de la industrialización y la aplicación de las nuevas tecnologías.

Las nuevas tecnologías en la ingeniería civil

La revolución que estamos viviendo con la entrada de nuevas tecnologías está suponiendo un cambio radical en muchas de las acciones que realizamos en nuestro día a día. Rara es la semana en la que no leemos en los medios una noticia sobre un material con unas características increíbles o la nueva aplicación de una tecnología.

Tal y como hemos comentado anteriormente, la aplicación de las nuevas tecnologías pretende dar un salto cualitativo y cuantitativo de la productividad en el sector de la construcción. A continuación haremos un repaso de las tecnologías más importantes que aspiran a cambiar la ingeniería civil:

  • Building Information Modeling

La metodología BIM está revolucionando el desarrollo de los proyectos constructivos como ya ocurrió con la entrada de los programas informáticos de diseño asistido por ordenador (CAD), siendo ya obligatorio en proyectos con administraciones públicas en muchos países.

Las múltiples ventajas de su uso está generando un efecto bola de nieve en cuanto a su implantación en las empresas del sector AECO, que están viendo la diferencia competitiva que se origina entre las compañias que la han implantado y las que no.

Por todo ello, y viendo que cada vez son más los países que obligan a usarlo en proyectos de obra pública, se puede afirmar que en los próximos años su uso estará tan generalizado como actualmente lo están los software CAD. Una buena opción para formarse es el Máster en cálculo de estructuras .

  • Impresión 3D

El uso de impresoras 3D en construcción aún no está muy extendido, pero son varios los proyectos de grandes dimensiones en las que se han utilizado como es el caso del puente de hormigón impreso más largo del mundo construido en china en tan solo unos días.

Sin embargo, el puente chino se queda en nada frente al plan de una firma de diseño que este verano pretende construir un barrio al completo por medio de impresoras 3D, asegurando que serán capaces de construir una vivienda en tan solo 24 horas.

Por lo tanto, aunque aún queda mucho para que esta tecnología alcance su máximo potencial, ya se están viendo su enormes aplicaciones en el sector.

  • Big Data

La exorbitante cantidad de datos que generamos cada día en la era actual obliga a que aparezcan herramientas que sean capaces de recopilar y analizar toda esta información, que posteriormente será utilizada para diferentes propósitos.

En cuanto a su uso en la ingeniería civil, existen múltiples aplicaciones que ya se están utilizando como en el caso de la gestión de puertos y aeropuertos o en el análisis y gestión del tráfico y la seguridad vial.

Un ejemplo de la aplicación del Big Data lo encontramos en el proyecto de la profesora del MIT Carolina Osorio, que por medio de un algoritmo recoge la información recogida por cámaras y sensores para modificar la frecuencia de los semáforos en función del tráfico, reduciendo un 20% los atascos.

Smart city big data
  • Carreteras inteligentes

El avance que han sufrido las carreteras en el último siglo ha sido muy reducido, limitándose al uso de nuevos materiales con mejores prestaciones. Sin embargo, esto está a punto de cambiar por completo.

Tecnologías como el Big Data, la red 5G, el internet de las cosas o la conducción autónoma están a la orden del día y pretenden revolucionar el transporte por carretera tal y como las conocemos, ayudando a reducir los accidentes y a mejorar el transporte.

En este sentido, Suecia quiere tomar la delantera construyendo la primera carretera eléctrica del mundo que será capaz de cargar los vehículos eléctricos que circulen por ella de forma inalámbrica.

  • Smart cities

La tendencia actual es la concentración de la población en las grandes urbes de los países, en las que según los estudios se prevé que habite el 70% la población mundial. Por ello, es necesario la transformación de las ciudades tal y como las conocemos ahora para su sostenibilidad.

Y en busca de dar respuesta a estos problemas han aparecido las Smart Cities, ciudades que incorporan nuevas tecnologías como el Big Data o el Internet de las Cosas para mejorar su eficiencia energética, una mejora en el transporte público, la comunicación con los ciudadanos o el mantenimiento de las infraestructuras.

En definitiva, el presente y el futuro de la ingeniería civil está ligado a los avances tecnológicos, y desde el sector se deberá hacer una fuerte apuesta para su pronta aplicación para mantener la competitividad.

Impactos medioambientales de las infraestructuras: ¿cómo podemos reducirlos?

El consumo energético es un tema candente que cada vez preocupa a más personas. Por ello, desde todos los ámbitos de la sociedad están creciendo las voces que ven necesario un cambio en el actual modelo en busca de reducir el consumo de recursos fósiles.

Según las últimas cifras ofrecidas por el Banco Mundial la industria de la construcción, en el que la ingeniería civil realiza la mayor parte de sus actividades, es la responsable del 20% de las emisiones de dióxido de carbono (CO2) a la atmósfera teniendo en cuenta únicamente la quema de combustible.

Sin embargo, si incluimos todos los trabajos realizados desde el inicio de la obra hasta su demolición, incluyendo el consumo energético durante su vida útil, esta cifra puede ascender hasta el 40%.

En vista de estos números, ya se están tomando medidas para reducir el impacto que supone en el medio ambiente, como el uso de materiales sostenibles, la construcción de edificios energéticamente sostenibles, la industrialización de la construcción que vimos anteriormente o la aplicación de nuevas tecnologías.

Respecto al uso de materiales para una construcción sostenible, siempre que las características de nuestro proyecto nos lo permita, podemos elegir materiales más respetuosos con el medioambiente, como la madera, las pinturas naturales o aislantes como las fibras de celulosa de papel reciclado.

No obstante, si hay un material que caracteriza a la obra civil es el hormigón, debido a sus características y su bajo coste en comparación con el acero. En su fabricación es inevitable generar un impacto ambiental debido a los procesos que se llevan a cabo en su elaboración, pero en los últimos años se ha reducido la contaminación generada.

En el post sobre hormigones sostenibles utilizados en construcción hablamos de algunos tipos de hormigones que ayudaban a reducir su impacto ambiental, como el caso del hormigón reciclado, en el que parte de los áridos utilizados provienen de residuos de construcción o el hormigón fotocatalítico, que gracias a la adición de nanopartículas de óxido de titanio es capaz de descontaminar la zona cercana al edificio.

Además de la tendencia de utilizar materiales más respetuosos con el medio ambiente, en edificación cada vez son más los edificios que se construyen bajo estándares como Passivhaus o los edificios nZEB (nearly Zero Energy Building) cuyo consumo energético es casi nulo.

Este tipo de edificaciones generan su propia energía a partir de tecnologías renovables y, adicionalmente, incorporan medidas tecnológicas que permiten alcanzar una alta eficiencia energética. Para conseguirlo se tendrá en cuenta la orientación del edificio o la creación de una ventilación natural que junto con un gran aislamiento térmico minimiza la necesidad de calefacción o aire acondicionado.

Por último es necesario hablar de la contaminación que se genera en la extracción, transporte, fabricación y puesta en obra de los materiales, que suponen un tanto por ciento importante de los impactos ambientales de un proyecto constructivo.

Aunque en la realización de estas operaciones en inevitable la contaminación, mediante un buen estudio del impacto ambiental se pueden estudiar medidas para impedir o reducir estos efectos.

En definitiva, la industria de la construcción debe seguir la tendencia actual que lucha para reducir la contaminación, y para ello será necesario tanto el uso de materiales más sostenibles, el uso de energía limpias y nuevos métodos constructivos que hagan que el sector disminuya su aportación en los impactos medioambientales.

La formación en los ingenieros civiles

Para acabar con este repaso sobre los retos a los que se enfrenta la ingeniería civil en los próximos años, nos vamos a centrar en la parte más importante: sus profesionales.

La formación en ingeniería civil ha ido evolucionando desde que se creara en 1747 la École Nationale des ponts et chaussées de París, considerada la primera escuela de ingenieros civiles más antigua del mundo.

En el tiempo transcurrido son múltiples los cambios que ha sufrido la profesión, desde la entrada de nuevos materiales como el hormigón armado, a la aparición de los programas informáticos que facilitan los cálculos o el diseño de las infraestructuras.

Por ello, los profesionales han tenido que ir evolucionando y añadiendo conocimientos para mantenerse actualizados en un oficio en el que no estar al día puede suponer graves consecuencias.

En los últimos años esta evolución ha sido más notable debido a la aparición de un sinfín de nuevas tecnologías que pueden ser aplicadas a la construcción, mejorando notablemente las infraestructuras, reduciendo los costes o facilitando su mantenimiento y a nuevas formas de gestionar los proyectos de ingeniería con el Máster BIM aplicado a la Ingeniería Civil  lo podrás comprobar de primera mano.

Por consiguiente, los ingenieros civiles no deben dejar de mejorar sus conocimientos durante su vida laboral, y para ello la mejor forma es optar por la formación en línea debido a las facilidades que proporciona.

La opción de poder formarte con cursos de una temática muy específica que te ayudará en tu desarrollo profesional, la ventaja que supone adaptar los horarios a tus necesidades o la ausencia de desplazamientos que supone la pérdida de un tiempo muy valioso ha hecho que el e-learning sea una de las opciones preferenciales de los ingenieros para su formación.

Artículo de Structuralia

https://blog.structuralia.com/principales-retos-en-la-ingenieria-civil-del-siglo-xxi

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