Análisis comparativo técnico y económico de soluciones constructivas industrializadas aplicadas a edificaciones residenciales

ANÁLISIS COMPARATIVO TÉCNICO–ECONÓMICO DE SOLUCIONES CONSTRUCTIVAS INDUSTRIALIZADAS APLICADAS A EDIFICACIONES RESIDENCIALES GRADO EN INGENIERÍA EN ORGANIZACIÓN INDUSTRIAL TRABAJO FIN DE GRADO Curso: 2023-2024 Director/Directora: Roji Chandro, Eduardo Codirector/Codirectora: <Apellido1 Apellido2, Nombre> <FOTO (Tamaño máximo: 10x10cm.)> Estudiante: Ruiz Camacho, Paula Gisela Fecha: Bilbao, 26 de julio 2024 TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU i Contenido RESUMEN TRILINGÜE ................................................................................................................. 1 INTRODUCCIÓN .......................................................................................................................... 2 OBJETIVOS .................................................................................................................................. 3 OBJETIVOS DE DESARROLLO SOSTENIBLE ................................................................................. 4 1. ESTADO DEL ARTE ............................................................................................................. 6 1.1 Construcción Industrializada ......................................................................................... 7 1.2 Clasificación de los Sistemas de Construcción Industrializada...................................... 8 1.3 Ventajas y desventajas de la Construcción Industrializada ......................................... 10 1.3.1 Ventajas ............................................................................................................... 10 1.3.2 Desventajas ......................................................................................................... 11 1.4 Soluciones patentadas de Sistemas Industrializados para vivienda ........................... 12 1.4.1 Sistema de hormigón armado ............................................................................. 12 1.4.1.1 Tipos de hormigón industrializado .............................................................. 13 1.4.1.1.1 Según su fabricación ............................................................................... 13 1.4.1.1.2 Según su acabado ................................................................................... 13 1.4.1.2 Ventajas del Sistema Constructivo de hormigón armado ........................... 13 1.4.1.3 Desventajas del Sistema Constructivo de hormigón armado ..................... 14 1.4.1.4 Ejemplo ........................................................................................................ 14 1.4.2 Sistema de madera .............................................................................................. 15 1.4.2.1 Sistema de plataforma ................................................................................ 15 1.4.2.2 Sistema de Panel SIP ................................................................................... 15 1.4.2.3 Sistema de poste y viga ............................................................................... 16 1.4.2.4 Cross Laminated Timber .............................................................................. 16 1.4.2.5 Ventajas del Sistema Constructivo de madera............................................ 17 1.4.2.6 Desventajas del Sistema Constructivo de madera ...................................... 17 1.4.2.7 Ejemplo ........................................................................................................ 18 1.4.3 Sistema de acero ................................................................................................. 18 1.4.3.1 Sistema Steel Framing ................................................................................. 18 1.4.3.2 Ventajas del Sistema Constructivo de acero ............................................... 19 1.4.3.3 Desventajas del Sistema Constructivo de acero ......................................... 19 1.4.3.4 Ejemplo ........................................................................................................ 20 1.4.4 Sistema mixto ...................................................................................................... 20 1.4.4.1 Ventajas del Sistema Constructivo Mixto ................................................... 20 TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU ii 1.4.4.2 Desventajas del Sistema Constructivo Mixto .............................................. 21 1.4.4.3 Ejemplo ........................................................................................................ 21 2. METODOLOGÍA ............................................................................................................... 22 2.1 Análisis comparativo técnico constructivo de soluciones ........................................... 23 2.1.1 Hormigón Armado ............................................................................................... 23 2.1.1.1 Características técnicas ............................................................................... 23 2.1.1.2 Características de eficiencia energética ...................................................... 26 2.1.2 Madera – Cross Laminated Timber (CLT) ............................................................ 27 2.1.2.1 Características técnicas ............................................................................... 27 2.1.2.2 Características de eficiencia energética ...................................................... 30 2.1.3 Acero – Steel Framing ......................................................................................... 31 2.1.3.1 Características técnicas ............................................................................... 31 2.1.3.2 Características de eficiencia energética ...................................................... 34 2.1.4 Cuadro de análisis ............................................................................................... 35 2.2 Análisis medioambiental de las soluciones ................................................................. 38 2.2.1 Hormigón Armado ............................................................................................... 38 2.2.2 Madera – Cross Laminated Timber (CLT) ............................................................ 39 2.2.3 Acero - Steel Framing .......................................................................................... 41 2.2.4 Cuadro de análisis ............................................................................................... 42 2.3 Análisis económico y rentabilidad de soluciones ........................................................ 45 2.3.1 Adecuación de soluciones según tipología edificatoria ...................................... 45 2.3.1.1 Vivienda unifamiliar .................................................................................... 45 2.3.1.2 Viviendas plurifamiliares ............................................................................. 45 2.3.2 Análisis de costes................................................................................................. 46 3. PLANIFICACIÓN DEL TFG ................................................................................................. 50 4. PRESUPUESTO DE ELABORACIÓN DEL TFG .................................................................... 51 CONCLUSIONES ........................................................................................................................ 52 Bibliografía ............................................................................................................................... 53 ANEXOS .................................................................................................................................... 57 ANEXO A – Análisis técnico de las soluciones constructivas ................................................ 58 ANEXO B – Análisis medioambiental de las soluciones constructivas ................................. 60 ANEXO C – Prototipo vivienda unifamiliar ............................................................................ 62 ANEXO D – Costes estimados de los sistemas constructivos. .............................................. 63 TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU iii ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Objetivos de Desarrollo Sostenibles en la Construcción Industrializada. Fuente: Naciones Unidas. ........................................................................................................................... 4 Figura 2. Sistema Balloon frame. Fuente: [33].............................................................................. 6 Figura 3. Colonias Portable Cottage. Fuente: [33] ........................................................................ 6 Figura 4. Industria 4.0. Fuente: [34] .............................................................................................. 7 Figura 5. Sistemas de Hormigón armado en la construcción industrializada. Fuente: [7] ......... 12 Figura 6. Tipos de hormigón armado según fabricación. Fuente: [7] ......................................... 13 Figura 7. Tipos de hormigón armado según su acabado. Fuente: [7]......................................... 13 Figura 8. Ejemplo del sistema de hormigón. Viviendas sociales en Vitoria. Fuente: [41] .......... 14 Figura 9. Materia prima del sistema. Fuente: [42] ..................................................................... 15 Figura 10. Sistema plataforma de madera. Fuente: [43] ............................................................ 15 Figura 11. Sistema de Panel SIP de madera. Fuente: [43] .......................................................... 16 Figura 12. Sistema de poste y viga de madera. Fuente: [43] ...................................................... 16 Figura 13. Sistema Cross Laminated Timber (CLT) de madera. Fuente: [43] .............................. 16 Figura 14. Ejemplo del sistema de madera. Torres de madera Mohold/MDH Arkitekter. Fuente: [44] .............................................................................................................................................. 18 Figura 15. Sistema Steel Framing. Fuente: [45] .......................................................................... 19 Figura 16. Ejemplo del sistema constructivo en acero. Casa Buna en Rumanía. Fuente: [41] ... 20 Figura 17. Sistema de módulos tridimensionales. Fuente: [48] ................................................. 21 Figura 18. Ejemplo del sistema constructivo mixto. Viviendas sociales en el barrio El Polvori. Fuente: [41] ................................................................................................................................. 21 Figura 19. Ejemplo de montaje de muros prefabricados. Fuente: [35] ...................................... 23 Figura 20. Resistencia térmica respecto al espesor del hormigón. Fuente: [37] ........................ 25 Figura 21. Capacidad de aislamiento respecto al espesor del hormigón. Fuente: [37] .............. 26 Figura 22. Ejemplo de montaje constructivo con CLT. Fuente: [38] ........................................... 27 Figura 23. Representación relación resistencia-peso madera. Fuente: [39] .............................. 27 Figura 24. Representación proceso de combustión de la madera. Fuente: [38] ........................ 28 Figura 25. Estructura Steel Framing. Fuente: [17] ...................................................................... 31 Figura 26. Perdida de resistencia de la madera y el acero. Fuente: [46] .................................... 32 Figura 27. Elementos de pared con rendimientos acústicos y resistencia al fuego. Fuente: [17] ..................................................................................................................................................... 34 Figura 28. Elementos de suelo con rendimientos acústicos y resistencia al fuego. Fuente: [17] ..................................................................................................................................................... 34 TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU iv Figura 29. Evaluación de los sistemas constructivos respecto a características técnicas. Fuente: Elaboración propia. ..................................................................................................................... 35 Figura 30. Evaluación porcentual de cada sistema constructivo. Fuente: Elaboración propia. . 37 Figura 31. Porcentaje favorable de cada sistema constructivo. Fuente: Elaboración propia. ... 37 Figura 32. Consumo de áridos en 2022. Fuente: [47] ................................................................. 39 Figura 33. Consumo energético de la madera en la construcción. Fuente: [28] ........................ 40 Figura 34. Ciclo de vida de la madera. Fuente: Xilonor .............................................................. 40 Figura 35. Evaluación de los sistemas constructivos respecto a características medioambientales. Fuente: Elaboración propia. ........................................................................ 42 Figura 36. Evaluación porcentual de cada sistema constructivo. Fuente: Elaboración propia. . 44 Figura 37. Porcentaje favorable de cada sistema constructivo. Fuente: Elaboración propia. ... 44 Figura 38. Coste total de cada sistema constructivo. Fuente: Elaboración propia. ................... 47 Figura 39. Coste de mano de obra por cada sistema constructivo. Fuente: Elaboración propia. ..................................................................................................................................................... 48 Figura 40. Coste de la gestión de residuos de cada sistema constructivo. Fuente: Elaboración propia. ......................................................................................................................................... 49 Figura 41. Diagrama de Gantt del TFG. Fuente: Elaboración propia. ......................................... 50 Figura 42. Evaluación de aspectos técnicos para el Hormigón Armado. Fuente: Elaboración propia. ......................................................................................................................................... 58 Figura 43. Evaluación de aspectos técnicos para la Madera. Fuente: Elaboración propia. ........ 58 Figura 44. Evaluación de aspectos técnicos para el Acero. Fuente: Elaboración propia. ........... 59 Figura 45. Evaluación de aspectos medioambientales para el Hormigón. Fuente: Elaboración propia. ......................................................................................................................................... 60 Figura 46. Evaluación de aspectos medioambientales para la Madera. Fuente: Elaboración propia. ......................................................................................................................................... 60 Figura 47. Evaluación de aspectos medioambientales para el Acero. Fuente: Elaboración propia. ..................................................................................................................................................... 61 Figura 48. Plano prototipo de vivienda unifamiliar. ................................................................... 62 TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU v INDICE DE TABLAS Tabla 1. Ejemplo de concretos. Fuente: [22] .............................................................................. 23 Tabla 2. Perdida de resistencia del hormigón respecto a la temperatura. Fuente: [36] ............ 24 Tabla 3. Disminución del módulo elástico del hormigón respecto a la temperatura. Fuente: [36] ..................................................................................................................................................... 24 Tabla 4. Resistencia al fuego respecto al espesor del hormigón. Fuente: [37] .......................... 24 Tabla 5. Resistencia térmica respecto al espesor del hormigón. Fuente: [37] ........................... 25 Tabla 6. Capacidad de aislamiento respecto al espesor del hormigón. Fuente: [37] ................. 26 Tabla 7. Propiedades de la CLT. Fuente: [38] .............................................................................. 28 Tabla 8. Exposición al fuego respecto al espesor de la madera. Fuente: [12] ............................ 29 Tabla 9. Clasificación de aislamiento acústico de suelo y paredes de CLT. Fuente: [12]............ 30 Tabla 10. Propiedades físicas del acero galvanizado. Fuente: [40] ............................................ 31 Tabla 11. Resistencia al fuego respecto a la altura del edificio. Fuente: [17] ............................ 32 Tabla 12. Resistencia y conductividad térmicas de la lana de vidrio. Fuente: [16] .................... 33 Tabla 13. Elementos separadores y su rendimiento. Fuente: [17] ............................................. 33 Tabla 14. Consumo de energía utilizada para prefabricado y hormigón mezclado in situ. Fuente: [22] .............................................................................................................................................. 38 Tabla 15. Características de la vivienda unifamiliar y las soluciones constructivas. Fuente: Elaboración propia. ..................................................................................................................... 45 Tabla 16. Características de la vivienda plurifamiliar y las soluciones constructivas. Fuente: Elaboración propia ...................................................................................................................... 46 Tabla 17. Coste de personal. Fuente: Elaboración propia. ......................................................... 51 Tabla 18. Coste de equipos, herramientas y servicios. Fuente: Elaboración propia. ................. 51 Tabla 19. Coste total del presupuesto. Fuente: Elaboración propia. ......................................... 51 Tabla 20. Costes estimados de las diferentes fuentes de los sistemas constructivos y materiales. Fuente: Elaboración propia. ........................................................................................................ 63 Tabla 21. Estimación de costes de vivienda prototipo en construcción tradicional. Fuente: Elaboración propia. ..................................................................................................................... 64 Tabla 22. Estimación de costes de vivienda prototipo en sistema constructivo de Hormigón. Fuente: Elaboración propia. ........................................................................................................ 64 Tabla 23. Estimación de costes de vivienda prototipo en sistema constructivo de Madera. Fuente: Elaboración propia. ........................................................................................................ 64 Tabla 24. Estimación de costes de vivienda prototipo en sistema constructivo de Acero. Fuente: Elaboración propia. ..................................................................................................................... 64 TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 1 RESUMEN TRILINGÜE La construcción industrializada se presenta como una alternativa innovadora y eficiente a los métodos tradicionales de construcción de viviendas. Este trabajo de investigación tiene como objetivo analizar en profundidad las ventajas y desventajas de los diferentes sistemas constructivos industrializados, evaluando su viabilidad técnica, económica y medioambiental. A través de este estudio, se busca determinar si la construcción industrializada es una opción viable y sostenible para el sector residencial, en comparación con los métodos tradicionales. Para ello, se analizarán diversos aspectos, como el comportamiento mecánico, la durabilidad, el impacto ambiental y el coste de una vivienda unifamiliar prototipo. Además, se explorará la manera en que la construcción industrializada contribuye al cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS). Los resultados de esta investigación proporcionarán una visión clara de las potencialidades de la construcción industrializada y servirán de referencia tanto a los profesionales del sector como a los futuros investigadores. Industrialised construction is presented as an innovative and efficient alternative to traditional methods of housing construction. This research aims to provide an in-depth analysis of the advantages and disadvantages of different industrialised construction systems, assessing their technical, economic and environmental viability. The study aims to determine whether industrialised construction is a viable and sustainable option for the housing sector compared to traditional methods. To this end, various aspects will be analysed, such as the mechanical performance, durability, environmental impact and cost of a prototype single-family house. In addition, the contribution of industrialised construction to the achievement of the Sustainable Development Goals (SDGs) will be explored. The results of this research will provide a clear vision of the potential of industrialised construction, and serve as a reference for both practitioners and future researchers. Eraikuntza industrializaua etxebizitzak eraikitzeko metodo tradizinonalen alternatiba barritzaile eta efiziente gisa aurkezten da. Ikerketa-lan honen helburua da eraikuntza-sistema industrializauen abantailak eta desabantailak sakon aztertzea, eta hareen bideragarritasun teknikoa, ekonomikoa eta ingurumenekoa ebaluetea. Azterlan honen bidez, zehaztu gura da ea eraikuntza industrializaua aukera bideragarria eta jasangarria dan bizitegi-sektorearentzat, metodo tradizinonalekin alderatuta. Horretarako, hainbat alderdi aztertuko dira, halan zelan portaera mekanikoa, iraunkortasuna, ingurumeninpaktua eta prototipo bidezko familia bakarreko etxebizitzaren kostua. Gainera, eraikuntza industrializauak Garapen Jasangarriko Helburuak (GJH) beteten zelan laguntzen dauen aztertuko da. Ikerketa horren emoitzek eraikuntza industrializauaren potentzialtasunen ikuspegi argia emongo dabe, eta erreferentzia izango dira sektoreko profesinonalentzat zein etorkizuneko ikertzaileentzat. TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 2 INTRODUCCIÓN En este documento se pretende abarcar la industrialización de la construcción, un sector que tradicionalmente se ha resistido a la innovación y se ha visto obligado a adaptarse a los cambios que han llegado a la sociedad tras superar diferentes crisis, como lo fue la burbuja inmobiliaria de finales de 2007 en España, donde los bancos otorgaron créditos inmobiliarios de manera excesiva y sin una planeación previa sobre la previsión de las ganancias en relación con los sistemas de construcción definidos para tal fin. Esto generó especulaciones de mercado con impactos negativos que se vieron reflejados en una crisis financiera global, en un aumento del desempleo en el sector, en un aumento de los desahucios, en intervenciones del Fondo Monetario Internacional y en los posteriores cambios en los sistemas de construcción para estabilizar de nuevo la industria, siendo este aspecto clave en relación con el desarrollo de este análisis. Para profundizar en este último aspecto, se deben tener en cuenta los avances tecnológicos y las nuevas exigencias en las demandas de los consumidores que han impulsado a todos los componentes de este sector a reinventarse, desarrollando innovaciones y buscando soluciones novedosas para hacer frente a los retos actuales. Entre estos desafíos se encuentran la búsqueda de la eficiencia operativa mediante la planificación y el cumplimiento de las regulaciones, la gestión de la mano de obra en temas de seguridad teniendo en cuenta el perfilamiento del personal y, por último, dos aspectos fundamentales que se desarrollarán más adelante, como lo son la sostenibilidad y el compromiso con el medio ambiente a través de la eficiencia energética y la huella de carbono. Entrando en materia y conforme a los aspectos previamente mencionados, la construcción industrializada se ha convertido en una alternativa muy popular para la edificación de viviendas residenciales. Este enfoque innovador busca optimizar los procesos constructivos a través de la prefabricación de elementos y módulos en entornos controlados con el fin de mejorar la eficiencia, la calidad y la sostenibilidad de las edificaciones futuras. Estos procesos ofrecen otras ventajas, como la reducción de los plazos de ejecución, la minimización de los residuos generados en las obras tradicionales y la estandarización de los procesos, que garantiza la mejora de la calidad de las viviendas. Esto se apoya en un comparativo técnico, medioambiental y económico de las soluciones constructivas basado en las propiedades características y los costos estimados de producción de diferentes componentes, que se someterán a valoraciones desde diferentes perspectivas: la vida útil, resistencia sísmica, aislamiento térmico, ahorro energético, estructura y huella de carbono. El resultado es un panorama general para la toma de decisiones a la hora de iniciar un proyecto de construcción. TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 3 OBJETIVOS GENERALES • Identificar los diferentes tipos de soluciones constructivas industrializadas disponibles para edificaciones residenciales • Analizar el impacto de las soluciones constructivas industrializadas en diversos ámbitos: técnico, ambiental y económico, frente a la construcción tradicional. • Determinar la viabilidad económica mediante un análisis de los costes estimados de la construcción industrializada en los diferentes tipos de soluciones planteados. • Ofrecer una visión general actualizada sobre las soluciones constructivas industrializadas en proyectos de edificación residencial. ESPECIFICOS - Investigar y compilar una lista de soluciones constructivas industrializadas actuales, incluyendo la construcción de sistemas de hormigón armado, madera, acero y mixtos. - Analizar las ventajas y desventajas de cada tipo de solución en términos de coste, tiempo, calidad y sostenibilidad. - Identificar las etapas clave del proceso de construcción que se ven afectadas por el uso de soluciones de construcción industrializadas - Determinar el alcance de la construcción industrializada en términos de reducción del tiempo de construcción, mejora del control de calidad y reducción de residuos, así como evaluar los desafíos asociados, como el aumento de los costos de transporte y la necesidad de mano de obra especializada bajo modelos de análisis comparativos. - Evaluar los factores que influyen en la competitividad de la construcción industrializada para los tipos de proyectos residenciales, como viviendas unifamiliares y plurifamiliares. TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 10 1.3 Ventajas y desventajas de la Construcción Industrializada Las soluciones constructivas industrializadas presentan ventajas y desventajas frente a la construcción tradicional. A continuación, se describen las más significativas: 1.3.1 Ventajas • Ahorro: la industrialización permite agilizar el proceso porque se eliminan los tiempos de espera, se pueden atender las fases del proyecto simultáneamente y se preparan los paneles multicapa de la vivienda. A pesar de que el coste económico de la producción en fábrica es similar al del sistema constructivo tradicional, este permite reducir los tiempos de ejecución y obtener un retorno de la inversión en menos tiempo. De acuerdo con McGraw Hill Construction [4], el uso de prefabricados puede implicar una reducción del presupuesto global de la obra de hasta un 20% y de los plazos de hasta un 30% respecto a los métodos tradicionales. Del mismo modo, se reducen los costes vinculados a contingencias de posibles riesgos laborales ligados a las condiciones meteorológicas que en fábrica se eliminan en gran medida. • Sostenibilidad: la construcción industrializada implica un proceso de fabricación menos agresivo con el entorno, lo que disminuye considerablemente el volumen de residuos generados y permite reducir la demanda energética. Según datos del Eustat, tan solo en la C.A. de Euskadi en el 2022 se generaron 1.843.159 toneladas de residuos de construcción y demolición, de los cuales aproximadamente el 45% de esas toneladas es eliminado en vertederos o se desconoce su gestión [5]. Estos residuos, al proceder de una construcción tradicional, no es posible gestionarlos de forma adecuada, a diferencia de los residuos procedentes de fábrica, cuya gestión de separación, reutilización y reciclaje de los mismos es mucho más fácil de llevar a cabo. • Control y eficiencia: la mejora de la eficiencia de los procesos y la optimización de los recursos en entornos controlados permite garantizar la precisión dimensional, la homogeneidad de los materiales y la durabilidad de las estructuras. Esto se traduce en una menor tasa de defectos, una mayor vida útil de los edificios y una facilidad de mantenimientos previa, si fuera necesarios. • Seguridad: La seguridad es uno de los factores prioritarios para el ser humano, sobre todo en el ámbito laboral. Según datos estadísticos del INSST (Instituto Nacional de Seguridad y Salud en el Trabajo), el número de accidentes de trabajo en jornada de trabajo con baja en el sector construcción, de mayo del 2023 a abril del 2024, fue de 6.046 incidencias totales, frente a 4.520 incidencias en el sector industrial. En este mismo periodo, el número de personas afiliadas a la Seguridad Social en el sector industrial fue de 2.371.144 y el sector construcción solo 1.388.029 [6]. Es evidente el beneficio de protección que tendrían los trabajadores del sector de la construcción, ya que esto TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 11 supondría unas mejores condiciones laborales con un horario que concilie la vida personal, y que garantice la seguridad ocupacional en pro del trabajador. • Flexibilidad: la industrialización permite tener soluciones en fase de diseño y adaptar cualquier diseño a las necesidades y preferencias de cada cliente. Esto permite una mayor personalización en el diseño y la posibilidad de crear espacios arquitectónicos únicos. • Calidad: en un entorno de fábrica, es posible tener varias pautas de calidad durante todo el proceso de fabricación, lo que permite ofrecer un producto de alta calidad. Los materiales utilizados se seleccionans cuidadosamente y las piezas se producen conforme a normas de calidad estrictas. El resultado es un edificio con acabados impecables y estructuralmente robusto. • Innovación: Esta nueva forma de construcción, de por sí misma, ya es innovadora y permite integrar nuevas tecnologías en todo el proceso de diseño, construcción e implantación, lo que mantiene al día al sector con las últimas tecnologías y tendencias, impulsando su desarrollo innovador. 1.3.2 Desventajas • Cambios en la obra: al tratarse de un diseño de fabricación ejecutado de forma industrial, tiene poca flexibilidad para realizar cualquier cambio en la obra. • Inversión: esta técnica requiere una mayor inversión, tanto de recursos económicos como de recursos humanos en análisis y logística, ya que hay que tener en cuenta todas las fases que integran el proyecto, diseño, construcción y ensamblaje de piezas. • Escasez de mano de obra: se trata de una técnica que exige una mano de obra cualificada para llevar a cabo su ejecución; sin embargo, la formación profesional del sector sigue estructurada de forma tradicional, lo que implicaría un cambio e inversión para adaptar el objetivo de formar a la mano de obra. • Potenciales problemas de transporte y logística: uno de los problemas de transporte es el tamaño y el peso de los componentes prefabricados. Los paneles, las vigas y los módulos pueden tener dimensiones y pesos bastante considerables, lo que dificulta su transporte y manipulación. Es necesario contar con maquinaria especializada y personal capacitado para evitar daños humanos y en los elementos de la vivienda. Por eso, la logística debe sincronizarse casi a la perfección con el transporte y la entrega de los elementos prefabricados, siguiendo un cronograma de obra muy bien estructurado y llevándolo a cabo. • Percepción social y aceptación: Existe una percepción errónea entre la población de que la construcción industrializada es menos resistente y de peor calidad que la TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 12 construcción tradicional. Es normal que, al ser una técnica nueva y pionera, la población en generar no está familiarizada con los conceptos y procesos de la construcción industrializada, lo que genera incertidumbre y desconfianza. 1.4 Soluciones patentadas de Sistemas Industrializados para vivienda Existen diferentes tipos de soluciones de construcciones industrializadas utilizadas en viviendas residenciales, como son, los sistemas de hormigón armado, de madera, de acero y mixtos. Cada uno de estos sistemas tiene unas características que presentan tanto ventajas y desventajas específicas. A continuación, se detallarán cada uno de esos sistemas junto con sus técnicas de construcción. 1.4.1 Sistema de hormigón armado El hormigón armado es uno de los materiales más utilizados, tanto en módulos 3D como en placas prefabricadas. Es un material que proporciona una mayor estabilidad y resistencia al edificio, y sus propiedades mecánicas también reducen las deformaciones del conjunto. Un elemento prefabricado de hormigón es una pieza fabricada en una planta de producción fija, donde se emplea hormigón como material principal. Para este sistema industrial, se pueden considerar dos líneas de trabajo: la industrialización de todo el edificio o la industrialización de elementos del conjunto. La industrialización completa de todo el conjunto es un modelo de industrialización cerrada en el que no es posible el intercambio de elementos. Estos incluyen, principalmente: • Grandes paneles prefabricados de hormigón. • Sistemas de encofrado tipo túnel. • Sistemas tridimensionales. En el caso de la industrialización de elementos, se trata de una industrialización abierta, siendo mucho más versátil que la anterior. Este sistema tiene dos elementos principales: • Estructura: elementos lineales, paneles resistentes, encofrados industrializados y forjados. • Divisiones: cerramientos prefabricados o industrializados in situ con encofrados y tabiques prefabricados. Figura 5. Sistemas de Hormigón armado en la construcción industrializada. Fuente: [7] TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 13 1.4.1.1 Tipos de hormigón industrializado 1.4.1.1.1 Según su fabricación Esta clasificación se refiere al tipo de armadura del hormigón: armadura ordinaria, armadura pretensada o armadura postensada. A continuación, en la Figura 6 se describen brevemente: 1.4.1.1.2 Según su acabado De igual forma, se clasifica el hormigón armado según su acabado final como liso o arquitectónico, como se observa en la Figura 7. 1.4.1.2 Ventajas del Sistema Constructivo de hormigón armado • Es un material con gran resistencia ante cualquier tipo de movimiento o presión en la estructura, lo que le aporta seguridad y estabilidad. Figura 6. Tipos de hormigón armado según fabricación. Fuente: [7] Figura 7. Tipos de hormigón armado según su acabado. Fuente: [7] TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 14 • Se reduce la utilización y el manejo de encofrados, ya que no son necesarios, como ocurre en la construcción tradicional. • Se reduce hasta en un 70% la emisión de polvo frente a la construcción de forma tradicional, al igual que se obtiene una reducción de hasta un 40% de residuos de demolición. [7] • Permite crear espacios diáfanos y abiertos, siendo muy versátil para adaptar diferentes formas y diseños arquitectónicos. • Es un material muy duradero y resistente al fuego, lo que permite prolongar la vida útil de las construcciones y protegerlas en caso de incendio. 1.4.1.3 Desventajas del Sistema Constructivo de hormigón armado • El hormigón armado tiene un elevado peso, lo que aumenta el peso propio de la estructura total y, por tanto, incrementa los costos de cimentación, puesto que se deben diseñar cimentaciones más robustas y profundas para soportar toda la carga estructural. • El transporte y el movimiento logístico de los componentes requiere más complejidad y, en ocasiones, un mayor cote, debido a la necesidad de utilizar vehículos especiales y grúas de mayor capacidad para su manipulación. • Es un material que tiene un gran impacto ambiental, ya que requiere grandes cantidades de recursos naturales, como agua, arena y grava. Al igual que el impacto ambiental asociado a la producción de cemento, es un proceso que consume mucha energía y genera emisiones de CO2, según datos de la Agencia Internacional de la Energía (AIE) 2,5 Gt de CO2 en 2022 están asociadas a la construcción de edificios, incluida la transformación de cemento. [8] 1.4.1.4 Ejemplo 156 viviendas sociales Se trata de un edificio de viviendas 8 plantas, construido en 2009, con una profundidad de 13 metros. Es una obra 100% en seco que implanta un sistema de pilares y vigas de hormigón prefabricado, así como forjados y los paneles también prefabricados. Los cerramientos son paneles de hormigón que cuelgan de la estructura principal. Figura 8. Ejemplo del sistema de hormigón. Viviendas sociales en Vitoria. Fuente: [41] TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 15 1.4.2 Sistema de madera La madera es uno de los materiales más utilizados en la construcción por el ser humano como material estructural, ya que aporta calor y crea un ambiente natural y cercano. Es un material natural, renovable, fácil de fabricar y con bajas emisiones de carbono. Tiene un alto grado de industrialización y se construye totalmente en seco. Al ser un material tan versátil, permite crear construcciones muy diversas. Sin embargo, los sistemas más utilizados en la prefabricación de proyectos con madera son los siguientes: 1.4.2.1 Sistema de plataforma La principal característica de este sistema es que la obra se monta sobre una plataforma que interactúa con el diseño modular para coincidir con la estructura. Se construyen muros de corte, diafragmas horizontales y entramados de madera. Es un sistema económico y tiene una alta demanda para estructuras de mediana altura. 1.4.2.2 Sistema de Panel SIP Los paneles sándwich de poliuretano inyectado, se componen de dos planchas de OSB («Tablero de virutas orientadas») con relleno de espuma rígida de poliestireno de alta densidad (EPS). Son muy demandados en la generación de elementos modulares por su facilidad de montaje. Figura 10. Sistema plataforma de madera. Fuente: [43] Figura 9. Materia prima del sistema. Fuente: [42] TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 16 Al ser prefabricados, reduce los tiempos y la complejidad de la obra, y también la generación de residuos en ella. 1.4.2.3 Sistema de poste y viga Este sistema no utiliza pilares intermedios y se apoya en postes y vigas. Los postes se anclan en la base para soportar la estructura a través de las vigas maestras, sobre las que se instalan las viguetas de la plataforma del piso superior. 1.4.2.4 Cross Laminated Timber Se trata de un sistema de construcción de madera más reciente, la contralaminada (CLT). Se trata de una técnica que consiste en láminas de madera contrapuestas, orientadas a 90° unas con respecto a las otras y generalmente de pinos, abetos y cedros, que se secan y encolan perpendicularmente para obtener una mayor capacidad de carga y un mejor comportamiento ante la humedad. Figura 11. Sistema de Panel SIP de madera. Fuente: [43] Figura 12. Sistema de poste y viga de madera. Fuente: [43] Figura 13. Sistema Cross Laminated Timber (CLT) de madera. Fuente: [43] TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 17 Esta estructura de CLT se utiliza para fabricar: - Elementos verticales: paredes interiores, exteriores y medianeras - Elementos horizontales: forjados, cubiertas - Elementos complementarios: escaleras, entre otros. Este sistema ofrece ligereza, flexibilidad y buenas propiedades de aislamiento térmico y acústico, y permite diseños confortables y estéticos desde el punto de vista natural. Por ello, es una técnica apta para casas individuales unifamiliares, así como para edificios en altura, comerciales o industriales. Una variación reciente son los paneles contra laminados de madera CLT que presenta mejoras en el comportamiento termoacústico, lo que fomenta la eficiencia energética de la vivienda y permite un importante ahorro de materia prima. La diferencia con el sistema anterior es la sustitución de la planchada central por una estructura que genera un hueco, formando una caja interior en la que se coloca un aislamiento termoacústico adicional, lo que proporciona mejores prestaciones mecánicas, térmicas y acústicas. 1.4.2.5 Ventajas del Sistema Constructivo de madera • Es un material liviano y fácil de manipular, algo fundamental para la construcción industrializada, ya que facilita su transporte y logística dentro y fuera de fábrica. Además, se pueden reducir costes con cimentaciones menos robustas. • Las partes se pueden elaborar en fábrica, trasladarse y ensamblarse rápidamente in situ, en menor tiempo que con otros materiales. • Es un material flexible y maleable que permite el movimiento de las construcciones en situaciones de sismos sin alterar su estructura. • La madera es un material renovable y sostenible que ayuda a mitigar el cambio climático al reducir las emisiones de CO2. Una vivienda media construida en madera en vez de ladrillo reduce en 10 toneladas la emisión de carbono. [9] • La madera tiene buena capacidad de aislamiento térmico y acústico y, al ser un sistema multicapa, aumenta el aislamiento térmico y acústico, lo que supone un ahorro energético considerable en las viviendas. 1.4.2.6 Desventajas del Sistema Constructivo de madera • La madera industrializada debe tener un tratamiento especial para asegurar su durabilidad y resistencia a largo plazo, y es más susceptible a la humedad, los insectos y el fuego. • A bajas alturas, presenta una alta eficiencia de trabajo y es más seguro que a grandes alturas, puesto que su resistencia a grandes dimensiones es más baja respecto a otros materiales. • Su coste puede variar según la procedencia de la materia prima al igual que su calidad. • Se necesita mano de obra especializada en el campo de la madera. • Es un material con menor resistencia estructural que el hormigón armado. TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 18 1.4.2.7 Ejemplo Torres de madera Moholt/MDH Arkitekter. El proyecto, construido en 2016, está ubicado en un antiguo aparcamiento que da servicio a la comunidad estudiantil de Trondheim, Noruega. El proyecto consta de 5 torres, cada una de 9 plantas y 28 metros de altura. Desde el primer hasta el noveno piso, incluyendo espacios para ascensores y escaleras, toda la estructura está compuesta por elementos prefabricados de madera laminada. 1.4.3 Sistema de acero Este sistema se basa en el conjunto de elementos que forman la parte resistente de una construcción, es decir, un marco o esqueleto de cualquier estructura. La mayoría de estos elementos son columnas y vigas de acero que ayudan a soportar el suelo, el techo y las paredes de un edificio. Dichas estructuras se utilizan ampliamente en diversas aplicaciones, ya que permite alcanzar grandes magnitudes, son más livianas que las de hormigón armado y se pueden construir en terreno más rápidamente que las tradicionales. Los aceros se clasifican según el porcentaje de carbono, que es el gran regulador de sus propiedades. Cuanto más carbono tengan, más duros serán y más resistentes a los golpes, y serán más soldables si tienen poco carbono. [10] 1.4.3.1 Sistema Steel Framing Es un sistema constructivo en seco, abierto y muy ligero que cuenta con una estructura resistente con perfiles de acero galvanizado de bajo espesor. Es posible emplear tres métodos de construcción con este sistema: construcción a pie de obra mediante elementos lineales, Figura 14. Ejemplo del sistema de madera. Torres de madera Mohold/MDH Arkitekter. Fuente: [44] TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 19 construcción mediante paneles prefabricados (sistemas 2D) y construcción modular (sistema 3D). Se identifican tres conceptos tras un sistema estructural de este tipo: • Estructura: está formada por perfilería de acero galvanizado conformada en frío, separada unos 50 cm entre sí y unida mediante tornillos autotaladrantes. • Particiones interiores: Se usa placa de yeso sobre el esqueleto metálico. • Envolvente: paneles hidrófugos e ignífugos sobre los que se puede aplicar cualquier acabado tradicional. 1.4.3.2 Ventajas del Sistema Constructivo de acero • Su característica más destacada es que se trata de una técnica de montaje en seco, de modo que las uniones de la estructura se realizan con tornillo sin usar agua. • Eficiencia energética, con un nivel de aislamiento térmico es muy elevado. Ahorro de costes der consumo de energía para calefacción o refrigeración. • Tiene flexibilidad arquitectónica, se puede adaptar a diversas necesidades espaciales. • Esta técnica usa perfiles ligeros de acero lo que reduce el peso de toda la estructura y permite ahorrar en los costes de cimentación y transporte. • Es sostenible, ya que el acero es un material reciclable, que se puede reutilizar en la fabricación de nuevos productos lo que minimiza los desperdicios en la obra y reduce la generación de residuos. 1.4.3.3 Desventajas del Sistema Constructivo de acero • Falta de mano de obra cualificada. • Los perfiles de acero son sensibles a la humedad y susceptibles de corrosión, por lo que hay que protegerlos adecuadamente. Figura 15. Sistema Steel Framing. Fuente: [45] TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 26 • Vida útil y mantenimiento El hormigón prefabricado tiene una larga vida útil, de más de 100 años con el mantenimiento adecuado. Esta característica lo hace sostenible, ya que reduce la necesidad de reparaciones y reconstrucciones y, por tanto, los recursos necesarios. El coste de mantenimiento es realmente económico en comparación con el de otros materiales. Limpiar y sellar juntas de forma periódica prolongaría su vida útil sin necesidad de intervenciones mayores. Además, si fuera necesario, su modularidad permitiría actuar en zonas específicas. 2.1.1.2 Características de eficiencia energética • Ahorro energético Las construcciones con elementos prefabricados de hormigón se sitúan a la vanguardia en materia de eficiencia energética. Estos componentes, que abarcan desde la fachada hasta la cubierta y los forjados, incorporan sistemas de aislamiento que contribuyen significativamente a la reducción del consumo energético, alcanzando ahorros de entre el 40% y el 75% en climatización. [11] Tabla 6. Capacidad de aislamiento respecto al espesor del hormigón. Fuente: [37] Figura 21. Capacidad de aislamiento respecto al espesor del hormigón. Fuente: [37] TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 27 2.1.2 Madera – Cross Laminated Timber (CLT) La madera contralaminada (CLT) se ha posicionado como una solución constructiva innovadora y versátil. Este producto de ingeniería permite crear estructuras sólidas y eficientes. Su instalación rápida, gracias a paneles prefabricados, lo convierte en una alternativa atractiva para proyectos de diversa envergadura. Además, la CLT, ofrece una relación coste-beneficio competitiva y se presenta como una alternativa sostenible a los sistemas constructivos tradicionales de hormigón y acero. 2.1.2.1 Características técnicas • Comportamiento mecánico La CLT, se ha convertido en un referente en términos de eficiencia estructural. Su diseño, basado en múltiples capas de madera encoladas perpendicularmente, le confiere una alta relación resistencia-peso, superando a materiales como el hormigón y el acero. Figura 23. Esta característica, combinada con su excelente rigidez, permite construir estructuras más esbeltas y ligeras. Figura 22. Ejemplo de montaje constructivo con CLT. Fuente: [38] Figura 23. Representación relación resistencia-peso madera. Fuente: [39] TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 28 Sin embargo, las propiedades finales de los paneles están determinadas por las propiedades de las placas que los componen. Por lo general, las CLT están hechas de C24, con algunas capas internas de C14 o C16. En la Tabla 7, se observa que tienen una densidad que oscila entre 290 a 460 kg/m3, al igual que otras propiedades como las resistencias y rigidez. • Protección contra el fuego La CLT es una madera maciza que no se enciende fácilmente y para que empiece el proceso de combustión de este material son necesarios largos periodos de exposición a altas temperaturas. La combustión de la madera implica un proceso lento y gradual llamado carbonización superficial, que es un proceso que crea una capa protectora, al tiempo que conserva la integridad estructural durante un periodo de tiempo. El ritmo de combustión oscila entre 1,5 pulgadas por hora (0,6 a 1,1 mm por minuto). La resistencia al fuego de la madera, y en particular de la CLT, se basa en un fenómeno fundamental: la formación de una capa de carbón. Durante un incendio, la madera se carboniza en su superficie, creando una barrera que aísla las capas interiores del calor y limita la producción de gases inflamables. Esta capa de carbón, además de ralentizar la propagación del fuego, actúa como un aislante térmico, protegiendo la estructura y Figura 24. Representación proceso de combustión de la madera. Fuente: [38] Tabla 7. Propiedades de la CLT. Fuente: [38] TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 29 permitiendo una evacuación segura. Sin embargo, es importante destacar que las propiedades mecánicas de la madera se ven afectadas por el fuego, por lo que el diseño estructural tenerlo en cuenta. • Comportamiento ante la humedad La madera contralaminada (CLT) es un material higroscópico, es decir, tiene la capacidad de absorber o liberar humedad del ambiente. Por esta razón, es fundamental controlar el contenido de humedad de los paneles CLT durante su fabricación y puesta en obra. Idealmente, el contenido de humedad debe mantenerse entre el 8% y el 15% con variaciones mínimas entre paneles adyacentes. Aunque el CLT se fabrica con un contenido de humedad cercano al 12%, este valor puede variar con el tiempo en función de las condiciones ambientales. Estas variaciones, si bien son normales, pueden afectar ligeramente a la resistencia del material, disminuyendo a medida que aumenta la humedad. Por lo tanto, es crucial tener en cuenta el clima y las condiciones específicas del lugar donde se construirá con CLT para garantizar un rendimiento óptimo de la estructura. • Comportamiento ante sismos La madera contralaminada (CLT) ha demostrado ser un material prometedor en la construcción sismorresistente. Sin embargo, su aplicación en zonas sísmicas está sujeta a ciertas limitaciones. Los códigos de construcción actuales establecen límites de altura para edificios de CLT en función de la sismicidad de la zona. En zonas de baja y moderada sismicidad, se permiten alturas de hasta 30 metros (aproximadamente 10 pisos), mientras que en zonas altamente sísmicas este límite se reduce a 20 metros (6 pisos). Numerosas pruebas a escala real realizadas en diferentes países han demostrado la capacidad de los edificios de CLT para resistir sismos. Estas pruebas han puesto de manifiesto la resistencia al colapso de las estructuras de CLT, incluso en condiciones sísmicas severas. [12] • Comportamiento térmico La CLT se distingue por su excepcional comportamiento térmico, gracias a su baja conductividad térmica y alta capacidad calorífica, propiedades que la convierten en un material aislante natural altamente eficiente. La conductividad térmica de la CLT varía ligeramente según la especie de madera utilizada. En el caso del abeto, los valores oscilan entre 0,11 W/(m°C) y 0,24 W/(m°C), mientras que para el pino se sitúan entre 0,12 W/(m°C) y 0,26 W/(m°C). En general, se utiliza un valor estandarizado de 0,12 – 0,13 W/(m°C) para el CLT. Tabla 8. Exposición al fuego respecto al espesor de la madera. Fuente: [12] TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 30 • Comportamiento acústico Si bien la CLT ofrece un excelente rendimiento estructural y térmico muy buenos, su comportamiento acústico plantea desafíos que deben tener en cuenta en el diseño de edificios. Según él Handbook de la CLT [12], en la Tabla 9 se observa que las paredes y pisos desnudos de CLT no cumplen con los requisitos mínimos de aislamiento acústico establecidos en los códigos de edificación. Para lograr un aislamiento acústico adecuado en estas construcciones, especialmente en edificios de altura, es necesario implementar soluciones de diseño específicas que vayan más allá de las directrices simplificadas del CTE DB HR 2019. [13] Entre estas soluciones se encuentran el aumento del grosor de los paneles, la incorporación de materiales aislantes, el diseño de juntas y uniones efectivas y el uso revestimientos acústicos. • Vida útil y mantenimiento La madera contralaminada (CLT) se posiciona como una de las alternativas constructivas más sostenibles del mercado, destacando por su larga vida útil y bajos requerimientos de mantenimiento. La vida útil de este tipo de construcción oscila entre los 50 y 70 años, dependiendo de factores como el diseño, la exposición a la intemperie y el mantenimiento adecuado. La CLT requiere un mantenimiento mínimo, similar al de las edificaciones tradicionales de madera. Inspecciones periódicas y cuidados básicos, como la aplicación de selladores o pinturas cuando sea necesario, son suficientes para garantizar la durabilidad y el buen aspecto de la estructura a largo plazo. 2.1.2.2 Características de eficiencia energética • Ahorro energético La madera posee propiedades aislantes excepcionales que mantienen la temperatura interior de la vivienda, proporcionando frescor en verano y calidez en invierno. Esta cualidad, junto a otras características como la alta inercia térmica del material, permite que las construcciones de CLT alcancen niveles de eficiencia energética sin precedentes, llegando a obtener la máxima calificación energética (A). Se estima que este tipo de edificaciones puede lograr un ahorro de entre el 50% y el 60% en los costes anuales de calefacción y aire acondicionado. [14] Tabla 9. Clasificación de aislamiento acústico de suelo y paredes de CLT. Fuente: [12] TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 31 2.1.3 Acero – Steel Framing Las estructuras de Steel Framing se basan generalmente en el uso de secciones de acero en forma de C o Z, producidas por laminación en frío a partir de flejes de acero. El acero utilizado en las secciones conformadas en frío es en realidad delgado, con un grosor habitual de 1,0 a 4,0 mm y está protegido contra la corrosión mediante galvanizado. El acero es una aleación de hierro y carbono, y en el caso del acero galvanizado se procesa con un tratamiento adicional y final para recubrirlo con varias capas de zinc. De esta manera, se consigue que sea un material más resistente a las rayaduras, con un acabado más duradero y protección extra contra la oxidación. 2.1.3.1 Características técnicas • Comportamiento mecánico El acero galvanizado, componente fundamental del sistema Steel Framing, destaca por su excepcional durabilidad y versatilidad. Su recubrimiento de zinc proporciona una barrera protectora que retrasa significativamente la corrosión. Esta resistencia, combinada con su alta resistencia mecánica, permite la creación de sistemas constructivos ligeros y resistentes al fuego. • Protección contra el fuego El acero, presenta un comportamiento excepcional frente al fuego. Al ser incombustible, no contribuye a la propagación de las llamas ni aumenta el contenido combustible de un edificio. Su conductividad térmica es muy elevada, lo que permite que sea un buen conductor de calor. En caso incendio, el acero aumenta su temperatura rápidamente, de Figura 25. Estructura Steel Framing. Fuente: [17] Tabla 10. Propiedades físicas del acero galvanizado. Fuente: [40] TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 32 manera que sus propiedades mecánicas se reducen. En consecuencia, su capacidad portante, hace que este material se deforme, llegando al colapso rápidamente. Por ello, las medidas de protección contra incendios en estructuras de acero se centran en prevenir fallos estructurales y garantizar vías de evacuación seguras. La normativa, como la vigente en Inglaterra y Gales, establece requisitos específicos de resistencia al fuego en función de la altura y el uso del edificio (Tabla 11), asegurando así que las estructuras de acero mantengan su estabilidad durante un incendio y permitan una evacuación segura de los ocupantes. Asimismo, la protección contra incendios en los elementos estructurales suelos y paredes del Steel Framing suele proporcionarse mediante placas de yeso resistentes al fuego, con una resistencia al fuego de 30 y 60 minutos, en función del elemento estructural que se desee. • Comportamiento ante la humedad El sistema constructivo Steel Framing se distingue por su excelente comportamiento ante la humedad, gracias a la combinación de materiales resistentes y un diseño inteligente que minimiza los riesgos de deterioro y corrosión. Este sistema se compone principalmente de materiales no porosos, como perfiles de acero galvanizado y placas de yeso laminado. Además, los perfiles de acero se encuentran encerrados dentro de los paneles, sin contacto directo con el medio ambiente interior o exterior, aislándolos con materiales hidrófugos y resistentes al viento. También se incorpora una barrera de vapor interior que evita la condensación, lo que reduce significativamente la posibilidad de sufrir problemas relacionados con la humedad. [15] • Comportamiento ante sismos La base de esta técnica es una estructura resistente formada por perfiles de acero galvanizado de sección C y U, con espesores que varían entre 0,9 y 2,5 mm. Esta estructura Tabla 11. Resistencia al fuego respecto a la altura del edificio. Fuente: [17] Figura 26. Perdida de resistencia de la madera y el acero. Fuente: [46] TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 33 se diseña y calcula según rigurosos reglamentos sísmicos, como el Código Técnico de la Edificación, la Norma UNE 1998-1:2011, entre otros. Los espesores de los perfiles se determinan mediante un análisis detallado de las cargas de viento y sismo previstas en las normas de la zona de construcción. De esta forma, se garantiza que la estructura puede soportar de manera segura los movimientos sísmicos sin sufrir daños estructurales. En Estados Unidos tras el paso del huracán Andrew por el sur de Florida en 1992, las viviendas con estructura de acero fueron las que mejor resistieron los embates del viento, lo que demostró la robustez y la fiabilidad de este sistema constructivo. [15] • Comportamiento térmico El Steel Framing, presenta una alta conductividad térmica, lo que significa que conduce el calor de manera eficiente. Si bien es resistente a altas temperaturas, su exposición prolongada a valores superiores a los 200°C puede comprometer sus propiedades mecánicas. Por ello, es fundamental garantizar un adecuado aislamiento térmico. La presencia de puentes térmicos, generados por el contacto directo de los perfiles de acero con los cerramientos, puede reducir significativamente el rendimiento energético del edificio. Para evitar esto, se emplean diversos sistemas de aislamiento, tanto dentro de los paneles (como la lana mineral) como en su exterior (como el poliestireno expandido), y se seleccionan materiales con alta resistencia térmica, como los paneles de yeso cartón con lámina de vidrio, como demostró Krüger (2000) [16] en su estudio. • Comportamiento acústico Es cierto que el acero no es una buena opción como aislante de ruido, ya que se traspasan el ruido y las vibraciones. Por ello, es necesario un aislamiento acústico extra. La Norma Española UNE-EN ISO 10848-2, de diciembre de 2018, describe las pruebas de comportamiento acústico que debe tener un suelo o pared para poder ser aceptadas. Por esta razón, la mayoría de los fabricantes de estructuras de Steel Framing han adaptado las construcciones típicas para cumplir con esta norma. [17] Tabla 12. Resistencia y conductividad térmicas de la lana de vidrio. Fuente: [16] Tabla 13. Elementos separadores y su rendimiento. Fuente: [17] TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 34 Por lo tanto, las estructuras de Steel Framing realizan los aislamientos acústicos adecuados para obtener el mejor rendimiento. En las Figuras 27 y 28 se pueden observar los desempeños acústicos de edificios residenciales que utilizan este tipo de estructuras y que cumplen los requisitos de prueba exigidos en la normativa. • Vida Útil y mantenimiento Como cita la Asociación Técnica Española de Galvanización, en función del espesor del recubrimiento y de la cantidad de elementos corrosivos en la atmósfera puede durar: [18] - 100-150 años en entornos rurales. - 50-100 años en entornos industriales y costeros. - 25 años en entornos muy corrosivos. La enorme vida útil del acero permite que no sea necesario un mantenimiento exhaustivo, lo que lo convierte en una opción bastante interesante en términos de coste-beneficio. 2.1.3.2 Características de eficiencia energética • Ahorro energético Según estudios realizados por expertos como el Ing. Pedrazzi, un muro construido con Steel Framing presenta una transmitancia térmica un 70% menor que un muro equivalente construido con métodos tradicionales de mampostería húmeda. Esto se traduce en un ahorro de energía de hasta un 70% en calefacción y refrigeración, lo que significa menores costes en las facturas de energía y una menor huella de carbono para la vivienda. [19] Figura 27. Elementos de pared con rendimientos acústicos y resistencia al fuego. Fuente: [17] Figura 28. Elementos de suelo con rendimientos acústicos y resistencia al fuego. Fuente: [17] TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 35 2.1.4 Cuadro de análisis Tras proporcionar una una breve explicación acompañada de datos sobre el comportamiento de los sistemas constructivos industrializado planteados en el documento, que incluyen hormigón armado prefabricado, madera CLT y acero - Steel Framing, en los siguientes aspectos: mecánico, ante el fuego, ante la humedad, ante situaciones sísmicas, térmico, acústico, su vida útil y el ahorro energético que presentan este tipo de construcciones. A continuación, se procede a realizar la evaluación numérica de los mismos en relación a las ocho características expuestas. La asignación de valoración se realiza de forma individual (ANEXO A) para luego poder evaluar lo favorable que puede ser cada sistema. A partir de los resultados obtenidos, se pueden evaluar, los sistemas constructivos para la construcción de viviendas residenciales en diferentes aspectos: - Comportamiento mecánico Los tres sistemas analizados demuestran una alta capacidad de carga, lo que los hace adecuados para la construcción de viviendas residenciales. Sin embargo, es importante considerar que las exigencias mecánicas de una vivienda no son tan elevadas como las de otras estructuras, como edificios de gran altura o puentes. Por tanto, la elección del sistema no se definirá únicamente por este aspecto. - Resistencia al fuego El hormigón destaca como el material con mayor resistencia al fuego, gracias a su alta masa térmica y capacidad de absorber calor sin perder rápidamente su integridad estructural. La madera, puede tratarse para mejorar su resistencia al fuego, sin embargo, las posibilidades de colapso de la estructura son muy bajas. El acero, por su parte, puede perder resistencia a altas temperaturas y deformarse rápidamente. Figura 29. Evaluación de los sistemas constructivos respecto a características técnicas. Fuente: Elaboración propia. 3 3 2 3 1 2 3 2 3 2 1 2 3 2 3 33 1 1 3 2 1 3 3 MECANICO FUEGO HUMEDAD SISMO TERMICO ACUSTICO VIDA UTIL AHORRO ENERGETICO Caracteristicas Hormigon Armado Madera Acero TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 42 de la huella de carbono. En países como España, la tasa de reciclaje del acero es especialmente alta, ya que cerca del 80% del acero producido proviene de chatarra, lo que consolida a la industria siderúrgica española como un referente en materia de economía circular. [29] • Huella de carbono Los sistemas constructivos de Steel Framing ofrecen un perfil ambiental significativamente más favorable en comparación con los métodos tradicionales. Estudios demuestran que estas construcciones pueden reducir la huella de carbono hasta en un 47% durante la fase de producción, en comparación con las construcciones húmedas. Esta reducción se atribuye principalmente al menor peso de los materiales empleados, lo que disminuye las emisiones asociadas al transporte, y a procesos de fabricación más eficientes. Sin embargo, es importante reconocer que la industria de la construcción en su conjunto, incluida la producción de acero, representa un porcentaje considerable de las emisiones globales de gases de efecto invernadero, situándose como el tercer sector industrial más contaminante. [30] 2.2.4 Cuadro de análisis Teniendo una visión un poco más amplia de algunas de las características ambientales que pueden impactar los sistemas constructivos. Se realiza una evaluación, mediante la cual se pretende identificar qué sistema es medioambientalmente sostenible. Tras la valoración de las cuatro características medioambientales elegidas en cada sistema constructivo (ANEXO B), se extraen los siguientes datos: Figura 35. Evaluación de los sistemas constructivos respecto a características medioambientales. Fuente: Elaboración propia. TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 43 A partir de la Figura 35 y de todo lo expuesto anteriormente, se puede concluir: - Consumo de materia prima El análisis del consumo de materia prima revela diferencias notables entre los sistemas constructivos. La madera, al ser un recurso renovable, presenta el menor impacto ambiental (puntuación 3). El hormigón y el acero, aunque pueden reciclarse en parte, dependen de una mayor extracción de recursos naturales. El hormigón. A pesar de las alternativas con áridos reciclados, el hormigón sigue ligado al cemento, un material con un alto impacto ambiental. El acero, por su parte, aunque altamente reciclable, requiere de una importante inversión energética en su producción inicial. En este sentido, el hormigón y el acero presentan un empate en cuanto a su demanda de materia prima virgen. - Consumo de energía y agua Al analizar el consumo energético y hídrico en la fabricación de los sistemas constructivos, observamos diferencias significativas. El hormigón prefabricado, debido al alto consumo energético de la producción de cemento y a su elevado contenido de agua, presenta el mayor impacto ambiental (puntuación de 1). La madera CLT, aunque requiere energía para su procesamiento, presenta un menor impacto (puntuación 2) gracias a la naturaleza renovable de la madera. El Steel Framing, al no requerir energía ni agua en su fabricación, es el sistema más sostenible en este aspecto con una puntuación de 3. - Reciclaje En cuanto al reciclaje, la madera y el acero se posicionan como los sistemas constructivos más destacados. La madera, al ser un material orgánico, puede reciclarse en su totalidad, ya sea para producir nuevos materiales, como paneles de partículas o biocombustibles. El acero, por su parte, presenta una tasa de reciclaje extremadamente alta, lo que permite reutilizar este material una y otra vez sin pérdida significativa de sus propiedades mecánicas. El hormigón prefabricado, aunque es posible reciclar algunos de sus componentes, como los áridos, aún presenta desafíos en términos de reciclaje completo debido a la presencia de cemento. Por lo tanto, su impacto ambiental, aunque menor que el del hormigón tradicional, sigue siendo considerable. - Huella de carbono La huella de carbono varía considerablemente entre los sistemas constructivos. La madera, al ser un material renovable y con un ciclo de vida cerrado, presenta la menor huella de carbono. El acero, aunque su producción es energéticamente intensiva, se beneficia de su alta tasa de reciclaje, lo que reduce su impacto ambiental a lo largo del tiempo. Sin embargo, el hormigón sigue siendo el sistema con mayor huella de carbono, principalmente debido al cemento, cuyo proceso de producción genera grandes cantidades de CO2. A pesar de los avances en la producción de cementos bajos en carbono, el hormigón sigue siendo un desafío en términos de sostenibilidad. TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 44 Al igual que se hizo en el análisis técnico, se representar los datos anteriores de las características medioambientales se representan en términos porcentuales. La valoración que se asignó a cada característica tiene una escala del 1 al 3, por tanto, el mayor valor que podía llegar a tener un sistema constructivo era 12, Figura 36. Una vez obtenidos los resultados de la sumatoria de la puntuación de cada característica en cada sistema, se calcula el porcentaje de ese resultado frente al total máximo que pudo haber obtenido. El análisis comparativo de los sistemas constructivos de hormigón, madera (CLT) y acero (Steel framing) revela un panorama claro en cuanto a su impacto ambiental. Tal como se observa en la Figura 37, la madera es el sistema más sostenible, ya que obtiene una puntuación del 92% en las características evaluadas. Su carácter renovable, su capacidad de secuestrar carbono y su menor consumo energético durante el proceso constructivo la posicionan como una opción preferente. El acero, por su parte, no se queda atrás, ya que alcanza un puntaje del 83%, gracias a su alta reciclabilidad y a las mejoras en los procesos de producción. Sin embargo, el hormigón prefabricado, a pesar de los avances tecnológicos, aún presenta un mayor impacto ambiental, con una puntuación del 50%. La alta intensidad energética de la producción de cemento y la dificultad para reciclar grandes volúmenes de hormigón limitan su sostenibilidad. No obstante, la investigación en nuevos materiales y tecnologías más eficientes podría mejorar significativamente el perfil ambiental del hormigón en el futuro. Tipos Materia prima Energía y agua Reciclaje Huella de carbono Total Total máximo Favorable Hormigon Armado 2 1 2 1 6 12 50% Madera 3 2 3 3 11 12 92% Acero 2 3 3 2 10 12 83% Figura 36. Evaluación porcentual de cada sistema constructivo. Fuente: Elaboración propia. Figura 37. Porcentaje favorable de cada sistema constructivo. Fuente: Elaboración propia. TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 45 2.3 Análisis económico y rentabilidad de soluciones 2.3.1 Adecuación de soluciones según tipología edificatoria 2.3.1.1 Vivienda unifamiliar Las viviendas unifamiliares están diseñadas para que un solo núcleo familiar viva en ellas. Es una de las opciones más populares y pueden tener uno o varios pisos, amplias áreas internas o espacios al aire libre como jardines. Los tipos más comunes son: - Casa: es el tipo de la vivienda unifamiliar más conocido y habitual. Se caracteriza por tener espacios como dormitorios, cocina, baño y salón dentro de un edificio que puede ser de grandes dimensiones. La principal particularidad de este tipo de vivienda es la distancia que existe respecto a las construcciones adyacentes. - Chalet: este tipo de proyecto tiene grandes edificaciones que cuentan con una o más plantas y se ubican en conjuntos residenciales rodeados de edificios similares 2.3.1.2 Viviendas plurifamiliares Esta opción de vivienda contempla un edificio que se subdivide en varios espacios ocupados como viviendas por distintos núcleos familiares. Entre los diferentes tipos de viviendas plurifamiliares encontramos: - Piso: es la opción más abundante en el mercado inmobiliario por su alta demanda. Se compone de diversos dormitorios, baños, cocinas, salas de estar, así como terrazas hasta habitaciones multiusos. Tabla 15. Características de la vivienda unifamiliar y las soluciones constructivas. Fuente: Elaboración propia. TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 46 - Apartamento: son aquellas viviendas que cuentan con una habitación, un salón, un baño y una cocina. Como se puede apreciar las dos grandes diferencias entre los aspectos que se evaluaron para ambas tipologías de viviendas, son la altura, el aislamiento acústico y el coste. Esto se debe a que los requisitos de las normativas para edificios en altura son mucho más restrictivos en el caso del sistema en madera. Al igual que ocurre con el aislamiento acústico, las normativas exigen para las viviendas plurifamiliares soluciones específicas para suelos y paredes más restrictivas que para las viviendas unifamiliares. 2.3.2 Análisis de costes Para el análisis económico de los sistemas constructivos, se eligió una vivienda unifamiliar prototipo que cuenta con una superficie total construida de 124 m2. Esta área está distribuida en 2 habitaciones, 2 baños, cocina, salón, comedor y áreas de pasillo. Ver ANEXO A. Los costes representados en el ANEXO D para cada material empleado en los sistemas constructivos, son estimaciones que se han extraído de la bibliografía consultada. Se han realizado promedios aproximados de los valores que se han encontrado en la bibliografía citada a lo largo de todo el documento. Asimismo, se añade un 20% como costes indirectos de toda la obra y el respectivo coste de las emisiones de CO2 [31]. Para el cálculo de la mano de obra, se ha tomado como referencia la construcción de un edificio de 6 plantas, con 4 pisos de 100 m2 en cada planta, es decir, un total de 24 pisos, con una duración aproximada de 2 años [32]. Por tanto, en los dos años de construcción, se cuenta con 96 semanas laborales, con un total de 3.840 horas de trabajo por trabajador. Dividiendo estas horas por el número de pisos totales, se obtiene un total de 160 horas laborales por trabajador por piso construido. Tabla 16. Características de la vivienda plurifamiliar y las soluciones constructivas. Fuente: Elaboración propia TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 47 Aunque es difícil conocer el número de trabajadores que participan en este tipo de proyectos, se estimará en un total de 20 trabajadores de las diferentes áreas de la construcción vinculados a la construcción de este edificio. Aplicando los datos anteriores a cada sistema constructivo, se hacen los siguientes supuestos: • Para la vivienda prototipo (124 m2) se van a emplear 11 trabajadores, lo que nos da un total de 1760 horas laborales por piso para una construcción tradicional, Tabla 21. (ANEXO D) • Una de las ventajas anteriormente expuestas de la construcción industrializada es la reducción de los tiempos muertos al implantar maquinaria y reducir la plantilla en ese proyecto, estimando una disminución del 40%. Siguiendo con este parámetro, en la construcción de la vivienda prototipo con los sistemas constructivos de hormigón armado, madera y acero, se van a emplear 7 trabajadores, con un total de 1056 horas laborales con la construcción industrializada, Tablas 22, 23 y 24. (ANEXO D) • La construcción industrializada también permite ahorrar en el consumo de material e incrementa la posibilidad de reciclaje y reutilización de los residuos, lo que se refleja en la gestión de residuos en fábrica. Se aplicará una reducción de residuos del 30% en el hormigón, del 85% en el acero y del 100% en la madera, Tablas 22, 23 y 24. (ANEXO D) Una vez aplicados todos los supuestos y calculados los costes de las partidas seleccionadas para la estimación total, se realizará el análisis económico tomando como punto de partida el coste de la construcción tradicional. Como se puede ver en la Figura 35, existe una gran variabilidad en los costes estimados para la vivienda prototipo en función del sistema deconstrucción. Se aprecia que el sistema constructivo tradicional tiene un coste de 408.254,78€. €408.254,78 €390.848,89 €301.003,49 €468.348,56 COSTE TOTAL Tradicional Hormigon Madera Acero Figura 38. Coste total de cada sistema constructivo. Fuente: Elaboración propia. TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 48 Los sistemas constructivos alternativos ofrecen ventajas económicas significativas. Por ejemplo, la madera, tiene un coste de 301.003,49€, lo que supone un ahorro de aproximadamente un 26% respecto a la construcción tradicional. Esta reducción se atribuye principalmente a la rapidez de la construcción en seco y al menor peso de los materiales, lo que implica cimentaciones más sencillas y económicas, Tabla 24. El hormigón prefabricado, por su parte, permite economizar alrededor de un 5%. Los ahorros en este sistema se deben a la optimización de los procesos de fabricación en planta, a la reducción de desperdicios y a la mayor rapidez en la ejecución de la obra, Tabla 22. En contraste, el sistema de acero presenta un incremento cercano al 15% respecto a la construcción tradicional. Esta variación se debe a que el acero, en general, es más caro y a que el diseño estructural es más complejo que otros materiales, Tabla 23. También es importante destacar que los costes estimados de las fuentes bibliográficas se realizaron considerando un amplio rango de espesores, sin especificar un tipo de acero en concreto. Por tanto, esta aproximación pudo haber influido en la estimación del coste total. Como se observa en la Figura 36, la construcción tradicional, con un coste de mano de obra de 58.080 €, se ve superada por los sistemas industrializados que optimizan los tiempos de ejecución. La madera, al reducir estos tiempos en un 40% estos tiempos gracias a su sistema en seco y a la prefabricación, logra un ahorro en mano de obra del 35% (37.448 €). El hormigón prefabricado, con un ahorro del 25% (43.612,8 €), y el acero, con un 10% (52.800 €), también se benefician de esta optimización. Es importante destacar que, aunque se reduzca el número total de trabajadores, la construcción industrializada demanda una mano de obra más especializada, lo que implica un incremento en el coste unitario por trabajador. Sin embargo, la reducción global de tiempos compensa este incremento, generando ahorros significativos en el coste total. €58.080,00 €43.612,80 €37.488,00 €52.800,00 COSTE DE MANO DE OBRA Tradicional Hormigon Madera Acero Figura 39. Coste de mano de obra por cada sistema constructivo. Fuente: Elaboración propia. TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 49 La gestión de residuos in situ supone un coste significativo en la construcción tradicional, que alcanza los 5.580€ en el caso de nuestra vivienda prototipo. La dificultad de reciclar o reutilizar materiales en la obra, debido a la heterogeneidad de los residuos y a la falta de infraestructuras adecuadas, encarece notablemente este proceso. En contraste, los sistemas constructivos alternativos ofrecen ventajas significativas en términos de gestión de residuos. Como se observa en la Figura 37, el hormigón prefabricado, permite reducir este coste en un 36% este coste gracias a la posibilidad de reciclar los áridos y reutilizarlos en nuevos elementos prefabricados, con un coste total de 3.571,20 €. El sistema de acero, por su parte, destaca por su alta reciclabilidad, lo que permite un ahorro del 86% en la gestión de residuos, con un total de 753,30€. La casi totalidad de los residuos de acero pueden reciclarse sin perder sus propiedades mecánicas, lo que genera un ciclo de vida prácticamente cerrado. El sistema constructivo de madera, por su parte, ofrece la ventaja de poder reutilizar los residuos de madera tanto en nuevas construcciones como como fuente de energía, lo que elimina por completo los costes asociados a la gestión de residuos. €5.580,00 €3.571,20 €- €753,30 COSTE GESTIÓN DE RESIDUOS Tradicional Hormigon Madera Acero Figura 40. Coste de la gestión de residuos de cada sistema constructivo. Fuente: Elaboración propia. TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 50 3. PLANIFICACIÓN DEL TFG Figura 41. Diagrama de Gantt del TFG. Fuente: Elaboración propia. TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 51 4. PRESUPUESTO DE ELABORACIÓN DEL TFG A continuación, se presenta una detallada descripción de los costes asociados a la realización del presente Trabajo Final de Grado (TFG). La Tabla 20, se desglosan el coste de personal. Asimismo, la Tabla 21, desglosan los gastos estimados de las partidas equipos y herramientas y servicios, proporcionando una visión clara de los recursos necesarios para llevar a cabo el proyecto en su totalidad. Como resultado de la suma de los subtotales de los costes de mano de obra, equipos, herramientas y servicios, el coste total estimado para la realización de este TFG asciende a cuatro mil seiscientos setenta y uno con diecinueve céntimos. Tabla 17. Coste de personal. Fuente: Elaboración propia. Tabla 18. Coste de equipos, herramientas y servicios. Fuente: Elaboración propia. Tabla 19. Coste total del presupuesto. Fuente: Elaboración propia. TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 58 ANEXO A – Análisis técnico de las soluciones constructivas Figura 42. Evaluación de aspectos técnicos para el Hormigón Armado. Fuente: Elaboración propia. Figura 43. Evaluación de aspectos técnicos para la Madera. Fuente: Elaboración propia. TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 59 Figura 44. Evaluación de aspectos técnicos para el Acero. Fuente: Elaboración propia. TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 60 ANEXO B – Análisis medioambiental de las soluciones constructivas Figura 45. Evaluación de aspectos medioambientales para el Hormigón. Fuente: Elaboración propia. Figura 46. Evaluación de aspectos medioambientales para la Madera. Fuente: Elaboración propia. TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 61 Figura 47. Evaluación de aspectos medioambientales para el Acero. Fuente: Elaboración propia. TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 62 ANEXO C – Prototipo vivienda unifamiliar Figura 48. Plano prototipo de vivienda unifamiliar. TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 63 ANEXO D – Costes estimados de los sistemas constructivos. Elemento Material Costo Unidad Preparación del Terreno Total 71,88 € m2 Excavaciones Madera 140,00 € m2 Excavaciones Hormigon 220,00 € m2 Excavaciones Tradicional 220,00 € m2 Excavaciones Acero 320,00 € m2 Estructura Madera 434,16 € m2 Estructura Hormigon 777,35 € m2 Estructura Acero 1.084,00 € m2 Estructura Tradicional 616,00 € m2 Paredes Madera 65,00 € m2 Paredes Hormigon 35,00 € m2 Paredes Acero 55,00 € m2 Emisiones Madera 0,08 € kgCO2 / m2 Emisiones Tradicional 0,08 € kgCO2 / m2 Emisiones Hormigon 0,08 € kgCO2 / m2 Emisiones Acero 0,08 € kgCO2 / m2 Mano de Obra Madera 20,50 € hora Mano de Obra Hormigon 26,30 € hora Mano de Obra Tradicional 18,00 € hora Mano de Obra Acero 35,00 € hora Herramientas Madera 12,50 € hora Herramientas Tradicional 12,00 € hora Herramientas Hormigon 10,50 € hora Herramientas Acero 22,00 € hora Instalaciones Potables Total 202,50 € m2 Instalaciones Sanitarias Total 281,25 € m2 Instalaciones Electricas Total 396,00 € m2 Gestion de Residuos Madera 24,75 € m2 Gestion de Residuos Tradicional 45,00 € m2 Gestion de Residuos Hormigon 36,00 € m2 Gestion de Residuos Acero 40,50 € m2 Acabados Finales Total 157,50 € m2 Maquinaria Madera 12,15 € hora Maquinaria Tradicional 20,25 € hora Maquinaria Hormigon 20,25 € hora Maquinaria Acero 33,75 € hora Transporte Madera 27,00 € hora Transporte Tradicional 20,00 € hora Transporte Hormigon 47,25 € hora Transporte Acero 36,00 € hora SST (Seguridad y Salud en el Trabajo) Total 15,00 € hora Tabla 20. Costes estimados de las diferentes fuentes de los sistemas constructivos y materiales. Fuente: Elaboración propia. TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 64 Cantidad m² 124 Horas 1760 Emisiones 441 Estimación de Costos Material Costo Unitario Medida m² horas Costo Total Preparación del Terreno Total 71,88 € m2 124 8.913,12 € Excavaciones Tradicional 220,00 € m2 124 27.280,00 € Estructura Tradicional 616,00 € m2 83 51.128,00 € Paredes Hormigon 35,00 € m2 83 2.905,00 € Mano de Obra Tradicional 18,00 € hora 1760 31.680,00 € Herramientas Tradicional 12,00 € hora 1760 21.120,00 € Maquinaria Tradicional 20,25 € hora 1760 35.640,00 € Transporte Tradicional 20,00 € hora 1760 35.200,00 € Instalaciones Potables Total 202,50 € m2 80 16.200,00 € Instalaciones Sanitarias Total 281,25 € m2 80 22.500,00 € Instalaciones Electricas Total 396,00 € m2 80 31.680,00 € Acabados Finales Total 157,50 € m2 124 19.530,00 € Gestion de Residuos Tradicional 45,00 € m2 124 5.580,00 € SST (Seguridad y Salud en el Trabajo) Total 15,00 € hora 1760 26.400,00 € Emisiones Tradicional 0,08 € kgCO2 / m2 54684 4.456,20 € Subtotal 340.212,32 € CIF 20% 68.042,46 € Total 408.254,78 € Cantidad m² 124 Horas 1056 Emisiones 260 Estimación de Costos Material Costo Unitario Medida m² horas Costo Total Preparación del Terreno Total 71,88 € m2 124 8.913,12 € Excavaciones Hormigon 220,00 € m2 124 27.280,00 € Estructura Hormigon 777,35 € m2 83 64.520,05 € Paredes Hormigon 35,00 € m2 83 2.905,00 € Mano de Obra Hormigon 26,30 € hora 1056 27.772,80 € Herramientas Hormigon 10,50 € hora 1056 11.088,00 € Maquinaria Hormigon 20,25 € hora 1056 21.384,00 € Transporte Hormigon 47,25 € hora 1056 49.896,00 € Instalaciones Potables Total 202,50 € m2 80 16.200,00 € Instalaciones Sanitarias Total 281,25 € m2 80 22.500,00 € Instalaciones Electricas Total 396,00 € m2 80 31.680,00 € Acabados Finales Total 157,50 € m2 124 19.530,00 € Gestion de Residuos Hormigon 36,00 € m2 99,2 3.571,20 € SST (Seguridad y Salud en el Trabajo) Total 15,00 € hora 1056 15.840,00 € Emisiones Hormigon 0,08 € kgCO2 / m2 32240 2.627,24 € Subtotal 325.707,41 € CIF 20% 65.141,48 € Total 390.848,89 € Tabla 21. Estimación de costes de vivienda prototipo en construcción tradicional. Fuente: Elaboración propia. Tabla 22. Estimación de costes de vivienda prototipo en sistema constructivo de Hormigón. Fuente: Elaboración propia. TFG: Análisis técnico-económico de construcciones industrializadas | UPV/EHU 65 Cantidad m² 124 Horas 1056 Emisiones 350,6 Estimación de Costos Material Costo Unitario Medida m² horas Costo Total Preparación del Terreno Total 71,88 € m2 124 8.913,12 € Excavaciones Acero 320,00 € m2 124 39.680,00 € Estructura Acero 1.084,00 € m2 83 89.972,00 € Paredes Acero 55,00 € m2 83 4.565,00 € Mano de Obra Acero 35,00 € hora 1056 36.960,00 € Herramientas Acero 22,00 € hora 1056 23.232,00 € Maquinaria Acero 33,75 € hora 1056 35.640,00 € Transporte Acero 36,00 € hora 1056 38.016,00 € Instalaciones Potables Total 202,50 € m2 80 16.200,00 € Instalaciones Sanitarias Total 281,25 € m2 80 22.500,00 € Instalaciones Electricas Total 396,00 € m2 80 31.680,00 € Acabados Finales Total 157,50 € m2 124 19.530,00 € Gestion de Residuos Acero 40,50 € m2 18,6 753,30 € SST (Seguridad y Salud en el Trabajo) Total 15,00 € hora 1056 15.840,00 € Emisiones Acero 0,08 € kgCO2 / m2 43474 3.542,73 € Subtotal 387.024,15 € CIF 20% 77.404,83 € Total 464.428,98 € Cantidad m² 124 Horas 1056 Emisiones 118 Estimación de Costos Material Costo Unitario Medida m² horas Costo Total Preparación del Terreno Total 71,88 € m2 124 8.913,12 € Excavaciones Madera 140,00 € m2 124 17.360,00 € Estructura Madera 434,16 € m2 83 36.035,36 € Paredes Madera 65,00 € m2 83 5.395,00 € Mano de Obra Madera 20,50 € hora 1056 21.648,00 € Herramientas Madera 12,50 € hora 1056 13.200,00 € Maquinaria Madera 12,15 € hora 1056 12.830,40 € Transporte Madera 27,00 € hora 1056 28.512,00 € Instalaciones Potables Total 202,50 € m2 80 16.200,00 € Instalaciones Sanitarias Total 281,25 € m2 80 22.500,00 € Instalaciones Electricas Total 396,00 € m2 80 31.680,00 € Acabados Finales Total 157,50 € m2 124 19.530,00 € Gestion de Residuos Madera 24,75 € m2 00,00 € SST (Seguridad y Salud en el Trabajo) Total 15,00 € hora 1056 15.840,00 € Emisiones Madera 0,08 € kgCO2 / m2 14632 1.192,36 € Subtotal 250.836,24 € CIF 20% 50.167,25 € Total 301.003,49 € Tabla 24. Estimación de costes de vivienda prototipo en sistema constructivo de Acero. Fuente: Elaboración propia. Tabla 23. Estimación de costes de vivienda prototipo en sistema constructivo de Madera. Fuente: Elaboración propia.