Investigación sobre el desarrollo de la construcción prefabricada en el contexto de los objetivos de «doble carbono»

El siguiente artículo proviene de: la Alianza de Doble Carbono de Hebei

Resumen:El edificio prefabricado, frente al modo de construcción tradicional, tiene las ventajas de mejorar la eficiencia de la construcción, favorecer el ahorro de energía y la reducción de emisiones y aliviar la escasez de mano de obra. En septiembre de 2020, Chinaplanteó el objetivo de reducción de emisiones de «doble carbono»; el sector de la construcción, como uno de los grandes emisores de carbono del país, asume de forma natural la importante responsabilidad del ahorro de energía y la reducción de emisiones, y el edificio prefabricado es, precisamente, el principal medio del sector para lograrlo. Actualmente, el desarrollo interno en este ámbito es todavía relativamente atrasado; por ello, expondré la situación del desarrollo de la construcción prefabricada en China y en el extranjero, resumiré las ventajas del edificio prefabricado y las dificultades reales a las que se enfrenta, y analizaré la vía de desarrollo de la construcción prefabricada en China, con el fin de impulsar mejor el desarrollo en profundidad del edificio prefabricado en China.    

1 Introducción

Impulsado por las políticas nacionales, el desarrollo del edificio prefabricado en China avanza a granvelocidad. En comparación con el modo de construcción tradicional, el edificio prefabricado presenta ventajas singulares en cuanto a beneficios integrales: mejora la calidad de la construcción, logra bajas emisiones de carbono y protección ambiental, alivia la escasez de mano de obra y acelera la transformación industrial. Desarrollar con firmeza la vivienda prefabricada moderna es un reflejo importante del empeño de China por las ideas de desarrollo innovador y de edificación ecológica, y también una vía esencial para lograr la informatización del ámbito de la construcción urbana. En septiembre de 2020, China planteó el objetivo de reducción de emisiones de «doble carbono». El sector de la construcción, como una de las industrias pilares de la economía nacional, reviste especial importancia en el ahorro de energía y la reducción de emisiones en el contexto del doble carbono. Además, el país afronta actualmente una escasez de mano de obra en el sector de la construcción; en este contexto, impulsar con fuerza el edificio prefabricado es también una tendencia inevitable del desarrollo de la industria de la construcción china.

2 Situación del edificio prefabricado en el extranjero

Desde la Revolución Industrial, los países desarrollados de Occidente comenzaron a explorar ydesarrollar el edificio prefabricado, que hoy, en el extranjero, ha alcanzado una etapa relativamente madura y completa. Estados Unidos promueve la popularización de la vivienda prefabricada por dos vías: la mercantilización y la socialización. En la década de 1960, la grave escasez de técnicos de la construcción impulsó el avance de la construcción integrada del país, y la fabricación mecanizada de las estructuras de los edificios se convirtió en la corriente dominante de la construcción, por lo que las estructuras prefabricadas entraron en una etapa de rápido crecimiento. En la actualidad, las estructuras de construcción prefabricadas de Estados Unidos presentan un alto grado de estandarización y mercantilización, con ventajas como una gran estabilidad estructural, buena versatilidad y bajo costo. Al mismo tiempo, la construcción prefabricada estadounidense está experimentando una transición de la producción a gran escala a la producción eficiente, y los productos que incorporan nuevos conceptos de protección ambiental se desarrollan con rapidez, lo que permite ahorrar en gran medida energía, suelo, carbono y materiales, proteger el medio ambiente y reducir la contaminación. En 2016, la satisfacción de los consumidores con las viviendas prefabricadas de Estados Unidos alcanzó el 80 %, y estas ya han logrado un amplio reconocimiento entre los consumidores.Los franceses comenzaron ya en 1891, hace más de 130 años, aemplear edificios prefabricados de estructura de hormigón armado. La industrialización francesa se basa principalmente en edificios de estructura de hormigón armado, con predominio de las estructuras de pórtico o de losas y vigas, y avanza gradualmente hacia los grandes edificios públicos. En los últimos años, la mecanización de la construcción en Francia presenta tres rasgos: primero, la popularización de nuevos métodos como las estructuras soldadas; segundo, la separación de la estructura del edificio respecto de la instalación de maquinaria y la construcción, para evitar los empotramientos previos y lograr así mejoras en la calidad y en la eficiencia de la construcción; tercero, el uso predominante en los edificios de sistemas de estructura de pórtico prefabricados con armadura de acero pretensado, cuya eficiencia de montaje supera el 80 % y cuyo ahorro energético puede alcanzar el 70 %. El gobierno japonés creó ya en 1963 el instituto de diseño arquitectónico; en 1968 formuló con claridad el concepto de diseño de zonas residenciales de edificios prefabricados y, en 1969, elaboró el «Plan quinquenal de acción para promover la normalización de la industria de la vivienda». Las viviendas prefabricadas japonesas constituyen un sistema constructivo de tipo modular por componentes, destinado a zonas residenciales de nivel medio y alto, que se adapta a la demanda del mercado residencial japonés, caracterizado por una densidad de población relativamente alta; asimismo, se adoptaron medidas legislativas para mejorar la eficiencia de las estructuras prefabricadas, se establecieron numerosas políticas y normas en el ámbito de la vivienda modular y se creó un sistema normativo de señales digitales.3 Antecedentes de la promoción del edificio prefabricado en ChinaActualmente, China está impulsando con firmeza la prevención y el control de la contaminación ambiental y el desarrollo coordinado de la reducciónde contaminantes y de las emisiones de carbono, y anima a las regiones que reúnan las condiciones a lograr primero el objetivo del «pico de carbono». Además, impulsamos y desarrollamos activamente nuevos motores de crecimiento económico, acelerando el reajuste de la estructura energética actual y la mejora de la estructura industrial; perfeccionaremos el mecanismo de doble control del consumo de recursos, aceleraremos la creación de los mercados nacionales de derechos de uso de energía y de derechos de emisión de carbono y promoveremos con firmeza el desarrollo de edificios de bajo consumo energético, a fin de reducir la dependencia de la energía y alcanzar los objetivos de ahorro energético y reducción de emisiones.El número total de trabajadores del sector de la construcción en China ha venidodisminuyendo desde 2014, al pasar de 61,1 millones a 54,2 millones de personas. La proporción de trabajadores migrantes entre los trabajadores del sector de la construcción chino también ha ido descendiendo desde 2014, y la tasa de crecimiento de la oferta y la demanda laboral del conjunto del sector está a la baja. Al mismo tiempo, algunos estudios señalan que la nueva generación de trabajadores migrantes prefiere la industria a la construcción. En el futuro, el sector de la construcción seguirá enfrentando una gran presión en la oferta y la demanda de mano de obra.En los últimos años, el Estado ha publicado numerosos documentos orientados a promover el desarrollo del edificioprefabricado. El «Dictamen orientativo sobre el impulso del desarrollo coordinado de la construcción inteligente y la industrialización del sector de la construcción», emitido el 28 de julio de 2020, es uno de los documentos de política más decisivos publicados recientemente. El dictamen orientativo del gobierno sostiene que debemos impulsar enérgicamente el edificio prefabricado, promover un diseño y una construcción esmerados y eficientes, y explorar métodos eficaces adecuados para el desarrollo coordinado y rápido de la construcción inteligente y la industrialización del sector de la construcción.    

4 Ventajas del edificio prefabricado en el contexto del doble carbono ylas dificultades reales a las que se enfrenta

4.1 Ventajas del edificio prefabricado

El edificio prefabricado presenta ventajas como un amplio ámbito de aplicación, plazos más cortos y ahorro de recursos, entre otras muchas ventajas. En el contexto del doble carbono sus ventajas se manifiestan mejor: al adoptar el modelo de «planificación normalizada, fabricación en fábrica y construcción por montaje», la obra se ve menos afectada por el clima, genera menos residuos de construcción y avanza con mayor rapidez, lo que reduce en gran medida las emisiones de carbono y el desperdicio de materiales, mejorando el ahorro energético y la protección ambiental.Actualmente, en el contexto del doble carbono, muchas empresas de construcción han comenzado a explorarel empleo de tecnologías de construcción respetuosas con el medio ambiente para perfeccionar el proceso constructivo en su conjunto. El uso de la tecnología de prefabricación de hormigón ha permitido mejorar los problemas ambientales. Al aprovechar los componentes preparados de antemano, se refuerza la capacidad de reciclaje y reutilización del edificio, se ahorran costos de construcción y se reduce el uso de materiales de construcción, lo que garantiza que las empresas constructoras puedan mejorar la calidad de la obra con los menores costos de producción. La tecnología de construcción prefabricada permite ahorrar más recursos; en este entorno, la contaminación ambiental causada por los residuos de obra se reduce considerablemente, lo que asegura el avance del sector de la construcción en el ahorro energético y la reducción de emisiones.En el contexto del doble carbono, el edificio prefabricado debería definir los objetivos de ahorro energético ya en la fase dediseño de la ingeniería y fijar científicamente los distintos parámetros técnicos. La determinación razonable de los parámetros de construcción permite conocer mejor el consumo energético del proyecto; la producción y el procesamiento prefabricados garantizan el aprovechamiento eficiente de los recursos y reducen de raíz el consumo energético total. Los residuos de construcción que China genera cada año alcanzan los 400 millones de toneladas y se han convertido en uno de los factores que condicionan el tratamiento de los residuos urbanos del país; en el marco del objetivo nacional del doble carbono, el edificio prefabricado puede cortar de raíz el polvo de las obras, y su impulso constituye también una vía eficaz para aliviar la presión ambiental de las ciudades. Por ello, desde una perspectiva de desarrollo a largo plazo, el edificio prefabricado presenta una destacada ventaja en el ahorro de recursos en las fases de diseño, fabricación, construcción, operación y mantenimiento.

4.2 Dificultades reales a las que se enfrenta el edificio prefabricado y medidas al respecto

4.2.1 Dificultades a las que se enfrenta

En los años50 del siglo XX, China, inspirándose en la experiencia extranjera, comenzó a desarrollar el edificio prefabricado; sin embargo, condicionado por la base económica y las limitaciones tecnológicas de la época, este desarrollo presentaba numerosas deficiencias. En los años 90 del siglo XX proliferaron las obras de hormigón vertido in situ y el edificio prefabricado fue decayendo poco a poco. No fue hasta 2012 cuando el edificio prefabricado empezó a recibir la atención de la sociedad. En marzo de 2017, el Ministerio de Vivienda y Desarrollo Urbano-Rural (MOHURD) publicó el «Plan de Acción del Edificio Prefabricado del XIII Plan Quinquenal» y las medidas de gestión correspondientes, dando un impulso efectivo al desarrollo del edificio prefabricado y estableciendo con claridad que en 2020 el edificio prefabricado representaría más del 15 % de las nuevas construcciones y que en 2025 alcanzaría el 30 %. Pese al impulso activo del gobierno, la generalización de las tecnologías de macrodatos, la imperfección de las normas sectoriales y la falta de una cadena industrial hacen que los resultados reales del edificio prefabricado aún deban mejorar. Según las investigaciones más recientes, la tecnología BIM se ha convertido en el método principal de diseño del edificio prefabricado y puede ayudar a las empresas a completar mejor el diseño colaborativo en las plataformas de construcción inteligente.

4.2.2 Medidas de respuesta

Los documentos publicados actualmente por el gobierno en relación con el desarrollo de la informatización del sector de la construcciónseñalan con claridad que aplicar las tecnologías BIM y de internet de las cosas (IoT) a la gestión de todo el ciclo de vida del edificio prefabricado puede elevar de manera efectiva el nivel de gestión de la calidad de los edificios y coordinar de forma eficaz a todas las partes implicadas en la construcción del proyecto, logrando así el desarrollo sostenible de los edificios. Con la aplicación de las tecnologías BIM y de IoT podemos lograr una gestión de calidad integral y un desarrollo inteligente. Mediante la tecnología BIM y las tecnologías de internet es posible realizar una gestión de la calidad en todo el proceso de los componentes prefabricados de los proyectos de construcción prefabricada, controlando de forma integral múltiples eslabones como el diseño, la producción, el transporte y la construcción, para garantizar que la calidad de los componentes cumpla los requisitos de la ingeniería. Para impulsar mejor el desarrollo de los proyectos de edificios prefabricados, las distintas unidades deben establecer plataformas de gestión de la información basadas en la tecnología BIM y delimitar con claridad las responsabilidades del personal directivo, a fin de asegurar la mejora continua y el perfeccionamiento de la calidad del proyecto. Al mismo tiempo, reforzando sin cesar la capacitación del personal técnico y de gestión de la construcción y garantizando que dominen la tecnología BIM y el manejo de las tecnologías de internet, se podrán recopilar y supervisar en tiempo real los distintos datos e informaciones, detectar oportunamente los posibles problemas de calidad durante la obra y mejorar la eficiencia y la calidad de la construcción de los proyectos de edificios prefabricados.

5 La vía de desarrollo del edificio prefabricado en el contexto del doble carbono

5.1 En cuanto al diseño

Para lograr los objetivos de edificación ecológica y de ahorro energético, el diseño debe integrar las filosofías de la construcciónprefabricada y del ahorro de energía y la reducción de emisiones, aprovechando plenamente la tecnología BIM y estableciendo plataformas de gestión digital para que el diseño resulte más estandarizado, visualizado y simulado, y lograr así la gestión digital de la información de los componentes. Mediante el estudio en profundidad de los esquemas de diseño se garantiza que los detalles de los procesos y las soluciones de cada eslabón cumplan los requisitos de la construcción y, a la vez, las necesidades de los edificios ecológicos; asimismo, se dispondrán racionalmente los dispositivos de ahorro energético para minimizar en la mayor medida posible el consumo de energía.

5.2 En cuanto a la producción

El empleo de tecnologías avanzadas de internet de las cosas, combinadas con el modelo tridimensional de BIM, permitellevar a cabo la producción prefabricada en fábricas estandarizadas; al mismo tiempo, la incorporación de equipos de producción inteligentes hace más fluida la interacción entre el diseño digital y las líneas de producción inteligentes, lo que contribuye a mejorar la precisión general de los componentes y también a elevar su calidad. Este método puede reducir de forma notable los costos de mano de obra y el desperdicio de recursos, mejorando así la eficiencia.

5.3 En cuanto a la aplicación y la promoción

Para fomentar el desarrollo de las empresas de prefabricados, el gobierno debería intensificar elapoyo, alentando a las empresas a adoptar métodos avanzados de producción prefabricada para aliviar la presión de los costos, e implantando de forma obligatoria el modelo de contratación general EPC y la integración del edificio prefabricado, a fin de mejorar la coherencia del conjunto de la construcción. Además, para lograr un desarrollo ecológico, el personal técnico y de gestión correspondiente también debe dominar tecnologías emergentes como BIM, el internet de las cosas y los macrodatos, con el fin de conseguir resultados constructivos más eficientes.

6 Conclusión

En resumen, el edificio prefabricado ya ha mostrado una gran superioridad en cuanto alaprovechamiento de los materiales de construcción, la compresión de los plazos, la reducción del consumo de recursos y la disminución de los vertidos de aguas residuales urbanas. Con la tecnología BIM podemos profundizar mejor en el diseño y aplicar el modelo de información de la edificación a la producción real. También podemos reforzar el intercambio de datos entre los modelos tridimensionales y los equipos de producción, para mejorar la calidad de los edificios. Además, podemos combinar los macrodatos, el internet de las cosas y otras tecnologías con la operación y el mantenimiento de los edificios, a fin de reducir al mínimo las emisiones de carbono en los procesos de demolición y reconstrucción, promover el desarrollo sostenible de los edificios y ayudar a la industria china de la construcción a alcanzar cuanto antes el objetivo del «doble carbono».

          

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