PASSIVHAUS Y PREFABRICACIÓN

Passivhaus y
prefabricación.

Últimamente está empezando a estar muy de moda el asunto del
Passivhaus, o lo que es lo mismo, la construcción extremadamente eficiente en
cuanto a consumo energético. Sin entrar en disquisiciones sobre si lo que sus partidarios
y detractores puedan promulgar acerca de este concepto constructivo, vamos a
ver con un ejemplo que estamos desarrollando actualmente, qué dificultades se
plantean para hacer posible alcanzar los espectaculares niveles de exigencia
que se hacen a un edificio de estas características.

Para empezar el Passivhaus exige que el cerramiento exterior,
paredes exteriores y cubiertas, así como las carpinterías exteriores del
edificio tengan unos valores U extremadamente bajos. No se trata ya pues de conseguir
que se reduzcan los puentes térmicos como ocurre en la construcción
convencional. Se trata de que no existan. Este aspecto combinado de aislamiento
y eliminación de puentes térmicos supone que tengamos que utilizar grandes
espesores para alcanzar los valores U exigidos y sistemas constructivos que no
supongan puentes térmicos.

La madera es un material ideal para la construcción del tipo
Passivhaus. Se puede decir a modo de regla general simplificada que cada 3
centímetros de madera de conífera vienen a equivaler a un centímetro de
material aislante. Con ello, un poste de 36 centímetros de espesor, como los
utilizados en este proyecto de muestra, equivalen a 12 centímetros de
aislamiento. En definitiva, la transmitancia de la madera es ideal para conjuntarla
con arquitecturas fuertemente aisladas.

A pesar de todo, los requerimientos son tan altos que, para
alcanzarlos conviene que el porcentaje de madera por metro cuadrado de pared y
cubierta que sea pasante entre el interior y el exterior, sea el mínimo
posible. Esto hace que utilicemos los anchos de madera lo más reducidos posible
para conseguir un equilibrio entre el alto grado de aislamiento, y la capacidad
estructural.

Conseguir el nivel de Passivhaus, que es la Fórmula 1 de la
construcción energéticamente eficiente, tiene algunos problemas de muy compleja
resolución, tanto, que no es posible resolverlos con los sistemas constructivos
convencionales sin más. El aspecto más difícil de conseguir es el del alto
nivel de estanqueidad al aire de estos edificios. De nada sirve aislar mucho un
edificio si el aire caliente se escapa por sus entresijos. Para evitar esto, se
utilizan láminas especiales que sellan de pérdidas o ganancias de aire entre
exterior e interior de las zonas calefactadas del inmueble.

Uno de los problemas que tiene la construcción convencional, es
que se hace in situ. Construir in situ viene a ser un tipo de “artesanía a gran
escala”. Así, para obtener las elevadas prestaciones tendremos que tener fe, y
mucha, en la capacidad profesional de unos obreros que para más INRI, tienen
que trabajar en condiciones poco acordes con lo requerido. En unas condiciones
así, no es de extrañar que sea difícil conseguir que los acabados de la obra
convencional sea capaz de alcanzar las exigencias passivhaus a un precio
razonable.

La imagen superior, nos muestra otras formas de operar. Aquí tan
solo vemos la estructura, que es de lo que nos encargamos nosotros. En el
interior de los cajones, sin embargo, vendrá el aislamiento y la pared al
completo, en toda su longitud, tendrá el nivel de acabados necesario para que,
por sí misma, se alcancen los parámetros de aislamiento térmico, acústico, y de
sellado para alcanzar la estanqueidad exigida.

La casa consta de 8 elementos de pared, 6 de forjado de planta y
otros 6 de cubierta. Todos ellos vendrán prefabricados de taller y cumpliendo
los requerimientos más estrictos del Passivhaus stándart. Tan solo será
necesario sellar bien todos los encuentros entre los elementos prefabricados,
trabajo que se realiza in situ durante el montaje, pero que por quedar
reducidos al mínimo, limitan enormemente el riesgo de error extra que supone la
ejecución en obra.

Muchas son las ventajas de la prefabricación, que hace que esta
forma de construir, esté ganando adeptos a nivel mundial:

-Calidad. La calidad del producto es diferente si se construye
expuesto a la intemperie que si se construye en un entorno de producción
protegido y con condiciones idóneas de iluminación y demás.

-Precisión. Poner 10 tornillos sobre un bastidor de trabajo es más
sencillo que colocar uno solo en un techo a 3 metros de altura. La precisión de
la colocación siempre será muy superior.

-Seguridad. Los obreros trabajan a nivel del suelo durante la
prefabricación, no estando expuestos a caídas ni demás riesgos laborales.
Pueden ir más deprisa sin miedo a caerse.

-Coste. El coste baja en tanto que aumenta la productividad dadas
las mejores condiciones laborables y la eliminación de las variables
climáticas.

-Rapidez. La puesta en obra es mucho más rápida y permite que se simultaneen
trabajos de prefabricación en taller con los trabajos de cimentación y demás in
situ.

-Menor impacto medioambiental. Tan solo la reducción del tiempo de
obra supone una reducción del impacto acústico, visual e higiénico de la obra
en su entorno y vecindario, algo de agradecer. Pero un aspecto muy relevante de
la minimización del impacto medioambiental es el hecho de que prácticamente tan
solo se llevan a la obra los materiales que han de instalarse. La consecuencia
es la minimización de los residuos en obra y del impacto y costes del
transporte.

La madera será el rey de la eficiencia energética prefabricada. ¿Por
qué?:

-En las últimas décadas viene produciéndose una revolución
silenciosa en el desarrollo de los materiales de madera técnica, que son los
materiales que han conseguido que este material aporte unas garantías firmes de
funcionamiento y de calidad. Construir con madera ya no es lo que era, cuando tan
solo se disponía de madera aserrada.

-La manufactura computarizada. Programas como Dietrich´s, con el
que está producido el material gráfico de esta entrada de blog, no solo hacen
planos e imágenes interesantes. Lo que se ve en estas imágenes es el modelo virtual
de la estructura del edificio con cada una de sus piezas, con cada uno de sus
ensambles y la correspondiente información digital. Así, no solo podemos
producir planos que se imprimirán en una impresora, sino que podemos enviar
todo el despiece para que un robot de corte, en nuestro caso, la Hundegger K-3,
fabrique con precisión milimétrica cada una de las piezas a ensamblar.

-Resistencia + Ligereza. La gran resistencia  mecánica que tiene este material contrasta
con la gran ligereza del mismo. Si medimos lo que resiste el acero respecto a
lo que resiste la madera con respecto a su peso, el acero pierde. La madera es
por tanto la campeona de la ligereza resistente y con ello el material ideal
para construir elementos prefabricados.

-La madera es un mal conductor del calor. Por ello, se puede
despreciar desde el punto de vista de los puentes térmicos, tan problemáticos
con los demás materiales. Problemas como los mohos producidos por las
condensaciones, tan normales en nuestros edificios más comunes, no son posibles
aquí.

-Energía gris positiva. Como se ha demostrado ya en diferentes
estudios como el llevado a cabo por Saas Arquitectes, en el proyecto “Low Impact Mediterranean Architecture”
por sus siglas LIMA, construir un edificio con madera en lugar de hormigón,
ladrillo y acero, es capaz de reducir el CO2 de la atmósfera con un efecto
prolongado de secuestro de Dióxido de Carbono gracias al efecto doble de evitar
la emisión necesaria para fabricar el acero, el cemento y los ladrillos por un
lado y de que la madera es un material que se autogenera en el árbol a base de
absorber CO2 y emitir oxígeno a la atmósfera.

La prefabricación e industrialización como método de construcción con
madera para alcanzar los requerimientos del passivhaus es algo absolutamente
lógico y connatural en este material. Es más, se trata probablemente del
material técnica y prestacionalmente mejor posicionado para que las
prestaciones de un estándar tan exigente se puedan alcanzar de forma sencilla y
económica. Las razones generales ya las hemos visto anteriormente, veamos pues
algunas razones concretas por las que klimark se  inclina por trabajar con la sistemática aquí descrita
para cualquier edificio energéticamente muy eficiente.

Cortes y ensambles:

La madera técnica permite una trabajabilidad automatizada para la
generación de cortes y ensambles complejos de la forma más precisa y sencilla
posible. Para ello se utilizan máquinas de control numérico que van creando
hasta los ensambles más inverosímiles de forma absolutamente sencilla. El uso
de ensambles está poco extendido para la capacidad que estos tienen de resolver
encuentros en madera.

En mi opinión, que los sistemas de unión metálicos  estén tan presentes en la construcción con
madera y los ensambles tan poco se debe a dos motivos:

-La industria de la ferralla ha invertido grandes cantidades de
dinero en ensayos que certifiquen las prestaciones de sus productos, mientras
que nadie se ha esforzado a nivel equivalente en demostrar las prestaciones de
los ensambles, (muy superiores a lo que se les achaca), combinados con
tornillería específica.

-Hacer ensambles carpinteros tradicionales bien hechos exige una
pericia técnica y tiempo bastante relevante con el consiguiente sobrecoste, si
se hacen a mano. Sin embargo, una revolución en la vertiente CAD-CAM supone que
podamos hacer todo este trabajo a nivel virtual con software CAD especial, (en
nuestro caso Dietrich´s), para que el robot CAM de corte y talla, (en este caso
la K-3 de Hundegger), la fabrique con la total precisión. Todo esto hace
posible generar un kit de despiece exacto para la producción de los elementos,
módulos o estructuras completas con madera de forma rápida y eficaz con una
relación calidad-precio difícilmente igualable por otros materiales de
construcción.

Nuestro concepto, basado en la experiencia, defiende la
conveniencia de que el tallado de la madera venga lo más automatizado posible
dentro de un concepto integral de modelado CAD y fabricación CAM. Así
garantizamos la máxima precisión del producto. Por tanto, si la máquina es la
que va a cortar la pieza a su justa medida, lo ideal es que por un poquito más
nos prepare ya el ensamble carpintero que sirva para el montaje de las piezas
entre sí. Esto nos aporta varias ventajas:

-Un ahorro en tiempo de la ejecución de la estructura, pues se
trata de montar un puzzle.

-Una mejora en la calidad de la estructura por un control
dimensional total según el modelo 3D virtual del edificio que evita problemas
al resto de las fases de ejecución restantes.

-Eliminación de errores de montaje por incorrecto replanteo, de
hecho, casi se elimina la necesidad del mismo.

-Mejora del comportamiento en el caso de incendio al evitar
productos metálicos de unión expuestos a la carga de fuego en caso de incendio.
La tornillería quedaría siempre oculta y protegida del fuego por la madera.

-Algo muy relevante es la consideración del puente térmico o de
condensación que puede suponer en casos muy aislados la utilización de sistemas
de conexión metálicos. La integración de estos en los cerramientos puede
suponer una cierta problemática si los sistemas de unión son pasantes entre el
exterior y el interior del cerramiento del edificio, bien sea en la cubierta o
bien en las paredes del mismo.

La cola de milano es nuestro ensamble estrella. Los motivos son
múltiples y no entraremos aquí en más detalles. Diremos que la cola de milano
permite una base de montaje precisa entre piezas de madera y que en la mayoría
de los casos se basta a sí misma para mantener la posición relativa de estas,
quedando fijadas para el uso al que se destinan. Después, si el cálculo
estructural determina que es necesario un mayor nivel de capacidad de absorción
de momentos torsores, de cortantes, etc, se utilizaría tornillería de altas
prestaciones especialmente seleccionada en el nudo específico. Verdaderamente,
la versatilidad de la combinación tornillería-ensamble para enfrentarse a los
problemas mecánicos que surgen en una estructura de madera, es potentísima y la
relación calidad precio que se puede conseguir con ella, casi imbatible.

El sistema klimark para la confección de estructuras que den
servicio a altas exigencias energéticas, está basado pues en dos elementos
fundamentales, la barra y el nudo. La cola de milano es la que sirve para que
barra y nudo encuentren su posición exacta en el espacio a la hora de fabricar
elementos, módulos o estructuras in situ. Así, un elemento constructivo y
estructural sirve para que la estructura básica se convierta en una especie de
plantilla exacta sobre la cual se desarrollan los demás oficios.

El mismo concepto que es válido en viviendas para la pared se hace
pues válido para las cubiertas, independientemente de su geometría.

Lo mismo que podemos utilizar las colas de milano para montar las
piezas de madera una respecto a otra  in
situ, para formar la cubierta, podemos estructurarlas de tal manera que se
puedan hacer elementos modulares completamente terminados previamente en taller
y ser montados en obra, utilizando colas de milano similares y otros entalles a
modo de guías de colocación precisa en obra entre elementos diferentes.

En definitiva. No importa la complejidad de la estructura. Si se
consigue resolver en el mundo virtual utilizando software específico de
carpintería, se podrá resolver en el mundo real de la carpintería.  En el fondo, todo edificio que no se ha hecho
nunca, (como suele ser el caso de los edificios convencionales), es un
prototipo. Los prototipos están llenos de defectos han de depurarse antes de
abordar su fabricación a nivel industrial, (para eso se construyen los
prototipos, para reducir y eliminar defectos antes de la salida a fabricación
de un producto).  Lo que nuestra sistemática
consigue, es fabricar el prototipo en el mundo virtual para corregir los
defectos en él y que cuando se vaya a construir en el mundo real ya no nos
encontremos con ellos, sino con un modelo real libre de imprevistos y defectos
relevantes y difícil corrección.

En base a un modelo virtual perfectamente controlado y confiando
en la precisión de la fabricación robotizada, podemos anticiparnos a los
problemas, corregirlos, tratar con los expertos que intervienen en el proyecto,
modificar cada zona y detalle, hasta alcanzar la madurez proyectual requerida,
obtener los costes con una enorme precisión y reducir la exposición a los
márgenes de error en la estimación económica para abaratar al cliente este
capítulo en el presupuesto.

Una vez aceptado por todos el esquema completo, entonces mandamos
fabricar la estructura que gracias a este proceso, habrá dejado de ser un
prototipo y se habrá convertido en un producto industrializado con todas las
garantías que supone, reduciendo imprevistos e improvisaciones a un mínimo
razonable.