Cases modulars de formigó

Per parlar sobre cases modulars de formigó, primer hem de remuntar-nos als inicis de la casa passiva modular, que té el seu origen fa gairebé 100 anys. Es tracta d’un model que inclou disseny i construcció en forma de «pack tot en un» que s’inicia als Estats Units, un país que històricament es caracteritza per la flexibilitat i l’agilització dels processos burocràtics i legals.

A principis del 1900, algunes empreses comencen a vendre cases que prèviament s’han dissenyat i integrat en un catàleg de models que el consumidor pot triar i implantar en un terreny.

Si bé és cert que aquest model s’implanta fàcilment als EUA a causa de la seva normativa de construcció laxa, el mateix model a Espanya, que arriba cap als anys 70, és més difícil d’implementar, ja que les regles del joc són una mica més rígides.

A Espanya, abans de construir una casa haurem de: encarregar un projecte redactat per un arquitecte que el signi i es responsabilitzi de la integritat de l’estructura, que un Col·legi d’Arquitectes l’hagi supervisat i que un ajuntament, amb una normativa específica i amb un arquitecte municipal, el revisi abans d’atorgar una llicència d’obra.

Avui dia, el model de negoci ha evolucionat i les cases modulars no són únicament cases que arriben per catàleg en camió, sinó que es poden arribar a fer projectes a mida amb diferents models adaptats a cada terreny i que s’assemblen amb gran precisió a fàbrica.

Les opcions i els nivells de prefabricació són molts, els terminis i els sistemes constructius varien d’unes empreses a unes altres i la competència és molt elevada; per això, és important entendre quines opcions tenim al mercat i quines característiques i avantatges tenim en seleccionar entre una opció o una altra.

Vegem com està el panorama actual en cases modulars de formigó:

Tipus de cases modulars

Al llarg d’aquest article ens concentrarem a detallar els diferents tipus de cases modulars de formigó, i és que existeixen nombrosos tipus de cases modulars, que al despatx solem classificar en funció dels seus materials i, dins de cada grup, segons el sistema constructiu emprat.

Ambdues característiques determinaran el confort, l’eficiència i la salut de casa nostra i, en conseqüència, la despesa energètica i la qualitat de l’ambient interior.

Les cases modulars es poden construir amb diferents sistemes constructius i materials. En funció dels materials emprats, existeixen les cases modulars de formigó, d’acer o de fusta; aquestes dues últimes les tractarem en articles successius.

És més barata una casa prefabricada?

La prefabricació ens permet estalviar temps i costos: com que es tracta d’una construcció que s’assembla prèviament al taller, al terreny es pot preparar l’excavació, la contenció i la fonamentació mentre que a fàbrica es treballa el volum de la casa.

Les fàbriques de cases prefabricades solen repetir sistemes de paret o mòduls, de manera que el procés s’estandarditza i s’abaixen els costos.

Tanmateix, potser el debat no és merament econòmic. Cal tenir en compte que una casa passiva o ecològica és molt més que una estructura que funcioni. En aquest cas, el disseny bioclimàtic del nostre habitatge és un factor clau per aconseguir una casa de consum nul, confort i salut interior. És important tenir present que no tots els sistemes constructius ens permeten flexibilitat en el disseny i que no tots els sistemes constructius que ens venen com a eficients garanteixen un ambient interior saludable.

Si volem aconseguir una casa eficient i saludable, és important no conformar-nos només amb una casa que s’adapti al nostre pressupost, ja que avui dia és possible aconseguir cases saludables i eficients a cost reduït si l’equip d’arquitectes té prou experiència per destinar el nostre pressupost a aquelles partides realment importants. Deixar-nos portar per la imatge dels acabats finals, de grans finestrals o d’acabats que es venen com d’alt standing pot suposar construir una casa de «cartró-pedra» en què el sistema constructiu i l’estructura no estan a l’altura del que avui dia es consideren estàndards mínims de construcció.

En la construcció no hi ha gangues: els bons sistemes constructius, l’eficiència i la salut de l’ambient interior són cars; per això, en optar per un sistema industrialitzat és important entendre en què consisteix i si realment estem aconseguint una casa en condicions.

Vegem pas a pas la realitat de la construcció de cases modulars de formigó amb tots els seus avantatges i inconvenients:

1. Impacte ambiental del formigó

El formigó és un material compost de ciment barrejat amb aigua, àrid i additius. El ciment és la peça clau de la mescla, ja que la seva funció és la d’aglomerant, com una cola que ho uneix tot. Tot i que el ciment prové de la pedra calcària, un recurs natural, no es pot considerar un material ecològic, ja que el seu procés de transformació requereix alts forns, que avui dia suposen un total del 5% d’emissions de CO₂ del planeta.

Si anem més enllà, comprovem que l’elevat impacte ambiental del ciment queda provat a l’informe «Empresas más contaminantes en España: responsabilidad de las grandes empresas energéticas e industriales en el cambio climático 2006-2016», elaborat per l’Observatorio de la Sostenibilidad el 2017.

A l’informe es destaca que les 10 empreses més contaminants d’Espanya són elèctriques i empreses de ciment, entre elles CEMEX i Lafarge-Holcim, que emeten 3 milions de tones de CO₂ a l’any. Per això, la indústria del ciment suposa un 11% de les emissions de CO₂ del país, en segon lloc darrere de les elèctriques.

A més de tot això, el formigó se sol associar a l’ús de l’acer, ja que la combinació d’ambdós materials, el conegut formigó armat, permet aconseguir una resistència més gran en les estructures dels edificis, en treballar l’un a tracció i l’altre a compressió.

L’acer tampoc no es pot considerar un material ecològic, tot i tractar-se d’un recurs natural, ja que el seu procés d’extracció de la roca suposa novament un gran cost energètic. A més, qualsevol manipulació implicarà altra vegada alts forns, fins al punt de parlar d’un 5% de les emissions de CO₂ del país.

2. Impacte del formigó sobre la salut

Com esmentàvem anteriorment, el formigó no només és perjudicial per a la salut del nostre planeta, sinó també per a la dels usuaris que s’hi relacionen, sobretot si es tracta d’un contacte diari.

La primera característica és la seva manca de transpiració, ja que el formigó és un material de porus tancat. Als materials que sí que transpiren se’ls anomena higroscòpics, cosa que significa que tenen la capacitat de regular la humitat de manera natural, absorbint i cedint humitat de l’ambient. Materials com la fusta o la ceràmica aconsegueixen estabilitzar la humitat de l’interior del nostre habitatge, ja sigui per manca o per excés, mitjançant la regulació natural d’absorció-cessió segons les condicions interiors.

Cal tenir en compte que per sota del 30% d’humitat relativa, l’ambient interior del nostre habitatge es considera massa sec: les mucoses se’ns ressequen, reduïm les defenses i som més propensos a emmalaltir.

D’altra banda, l’acer associat al formigó armat conté materials en els seus aliatges com ara zinc, estany o plom, que estan declarats perjudicials per a la salut i, de fet, s’inclouen a la llista negra de la plataforma Risctox, que cataloga les substàncies en funció de la seva toxicitat.

Tipus de cases modulars de formigó

A continuació, analitzem una sèrie de proveïdors comparant el tipus de solucions que ofereixen i el que impliquen a nivell constructiu i de costos, però també a nivell d’eficiència i sostenibilitat.

1 Cases modulars de panells prefabricats de formigó

Els panells prefabricats de formigó són grans mòduls a manera de fragments de façana de formigó armat prèviament executats a fàbrica, que s’encaixen entre si formant l’envolupant d’un edifici. Aquests panells solen ser estructurals.

Segons la seva composició, trobem panells prefabricats de formigó d’armadura tradicional amb acer, però també existeix el formigó armat amb fibres de vidre (GRC), que ha suposat una autèntica revolució, sobretot en termes de reducció de gruix, pes i impacte ambiental.

El comportament ens permet distingir entre panells prefabricats de formigó portants o autoportants. Els portants formen part de l’estructura de l’edifici, transmetent esforços al terreny o a la fonamentació. Com que fan la funció de tancament i estructura alhora, permeten eliminar els pilars. D’altra banda, els autoportants actuen com a tancament exterior o partició interior, ancorant-se a l’estructura, normalment mitjançant cargolat.

En funció de la seva secció, podem trobar panells prefabricats de formigó homogenis, alveolars o multicapa. Els panells homogenis són un prisma de formigó armat massís, per la qual cosa caldrà aïllar-los i revestir-los posteriorment. Per la seva banda, els panells alveolars aconsegueixen reduir massa i pes del forjat mitjançant una forma de greca que confereix una major lleugeresa al conjunt sense reduir la inèrcia estructural. Finalment, el sistema multicapa incorpora l’aïllament tèrmic durant la seva fabricació, cosa que redueix temps i costos a l’obra.

Generalment, quan parlem de sistemes constructius per a la prefabricació de cases modulars de formigó, distingirem entre dues classificacions basades en la configuració del panell:

Panells pesants per a cases modulars de formigó

Els panells pesants solen ser estructurals, és a dir, treballen verticalment rebent forjats. El seu gruix pot variar de 14 a 20 cm, amb la possibilitat d’una longitud de fins a 10 m, permetent així deixar-hi embegudes les instal·lacions necessàries.

Tanmateix, estan pensats per ser trasdosats, excepte en usos industrials, cosa que implica una major execució a l’obra. Les seves dimensions màximes venen marcades pel transport i ronden els 12 per 4 metres.

Panells lleugers per a cases modulars de formigó

Per la seva banda, els panells lleugers armats amb GRC, Glass Fibre Reinforced Concrete, contenen un 3-5% de fibres de vidre que ens permeten arribar a gruixos de 8 cm amb una alta resistència mecànica a flexió i impacte.

Eliminant l’armadura d’acer corrugat convencional ens estalviem el gruix mínim per garantir que l’acer no s’oxidi. Tanmateix, es tracta sempre de panells no estructurals, simples elements de tancament que suporten el seu propi pes i les càrregues de vent.

Tot i que no podem afirmar que l’opció de construir amb panells prefabricats per construir cases modulars de formigó sigui ecològica, els panells lleugers de GRC seran menys contaminants en emprar menys material i estalviar-se la presència d’acer.

2 Cases modulars de pòrtics de formigó

El sistema de pòrtics de formigó es compon tant de pilars com de jàsseres (bigues) prefabricades i armades amb acer. També existeixen pòrtics prefabricats sencers per a edificis industrials, és a dir, pilars i biga assemblats des de fàbrica.

En qualsevol cas, sol tractar-se de l’estructura sobre la qual col·locarem els panells de formigó prefabricat de l’apartat anterior, normalment ancorats mitjançant cargolat.

Aquest tipus de sistema implica la utilització de grans grues, però aconsegueix reduir el període de construcció a temps rècord de fins a 4 mesos. Ambdós elements, tant pilars com jàsseres, es van component per generar una quadrícula tridimensional, moment en què prenen protagonisme les unions entre aquests elements.

Per a això, els pilars (continus per a les diferents plantes fins a la fonamentació) solen disposar de mènsules sortints que permetran recolzar o ancorar les jàsseres. Els diferents tipus d’unions consisteixen en recolzament directe, unió semirígida o rígida.

3 Cases de blocs de formigó

El debat sobre les cases de blocs de formigó ve a ser el mateix que el de les cases modulars d’obra, ja que, tot i que el petit component del bloc estigui prefabricat, s’haurà d’assemblar peça a peça a l’obra. Potser el principal avantatge d’aquest sistema és el baix cost de la peça i la flexibilitat en el disseny que confereix.

Vegem els diferents sistemes que trobem al mercat si optem per l’opció de blocs de formigó:

Blocs buits

Les dimensions típiques del bloc buit de formigó són de 20x20x40 cm i s’empren per conformar murs portants que caldrà armar fent passar barres d’acer a través dels buits del petit component, que s’uniran amb morter.

El seu procés de producció és similar al dels maons comuns, però en aquest cas no necessitem cocció, sinó un procés de fraguat.

Blocs de grans dimensions

Una novetat són els blocs de grans dimensions, que permeten agilitzar més el temps de construcció en haver d’invertir menys temps a col·locar-los, ja que estem parlant de menys peces necessàries, que consten d’un sistema de mascle-femella, com si fos un lego. Les dimensions típiques són 180x60x60 cm o 160x80x80 cm.

El principal inconvenient d’aquest sistema és, per descomptat, l’increment de pes, que requereix l’ús de maquinària per al seu assemblatge a l’obra.

Aquesta solució s’empra sobretot en murs de contenció, ja que a nivell estructural funciona molt bé sense necessitat d’emprar acer.

4 Cases amb sistema Ytong

Un dels sistemes més innovadors que han aparegut recentment són les cases modulars de formigó construïdes amb sistema Ytong.

El sistema Ytong es basa en la utilització de blocs fabricats amb formigó cel·lular, un material molt lleuger que, tot i que ens el presenten com a material ecològic, cal valorar en detall.

El sistema Ytong ens permet emprar tan sols 1 metre cúbic de matèria primera per fabricar 5 metres cúbics de producte final. Aquesta reducció de massa i, per tant, de pes, simplifica el procés de transport i posada en obra, que ja no requereix la utilització de maquinària pesada.

Els blocs, amb dimensions de 60 x 25 cm, de gruix variable i un sistema de mascle-femella lateral i nanses, són fàcilment manipulables a l’obra pels operaris.

El suposat avantatge d’aquest sistema és que ens promet resoldre, mitjançant un únic mur, els requeriments de resistència estructural, aïllament tèrmic i acústic, confort climàtic i resistència al foc.

Si bé l’Ytong disposa d’una elevada resistència estructural i evita l’ús d’acer per armar el mur, un dels suposats avantatges és el fet que, en contenir aire en petites cel·les, hauria de funcionar no només com a sistema estructural, sinó també com a aïllament tèrmic. Aquesta afirmació, a la pràctica, no és certa, ja que depèn de la zona climàtica on ens trobem. Hi ha ubicacions en què, segons el clima, és possible presentar el mur d’Ytong com a única solució, mentre que en altres ubicacions amb més variació tèrmica a l’hivern aquest sistema no és suficient i requereix aïllament addicional.

A més, cal tenir en compte que alguns components de l’Ytong, a més del mateix formigó, es presenten com a tòxics per a la salut; així que, segons el nostre criteri, creiem que calen més estudis i rigor abans d’afirmar que l’Ytong es postula com a solució ideal en termes de sostenibilitat, inèrcia tèrmica o aïllament.

Finalment, la solució de façana Ytong d’un sol mur empra blocs d’amplada de 25 cm, un gruix molt més gran que el que observàvem als panells prefabricats de formigó. En tot cas, parlem d’un sistema que posa en qüestió la manca de sostenibilitat del formigó gràcies a les noves tecnologies, i que s’ha començat a emprar en projectes tan pioners com el de Life Reusing Posidonia, una promoció de 14 VPO (Habitatges de Protecció Oficial) a Formentera pionera en l’ús de materials naturals com la mateixa posidònia, ja emprada tradicionalment com a aïllant.

5 Mòduls prefabricats de formigó

Finalment, trobem la solució de mòduls prefabricats de formigó.

Parlem d’una solució que es duu a terme en grans tallers o fàbriques que tenen una gran inversió al darrere i necessiten estar en producció contínua. Es tracta de fàbriques que integren petites plantes de formigó que permeten generar formigó i fraguar-lo en condicions estables de temperatura i humitat al llarg de tot l’any, un gran avantatge si tenim en compte que els processos de fraguat a l’aire lliure depenen sempre de les condicions climàtiques.

En aquestes plantes s’aboca el formigó acabat de produir en grans motlles que són els murs de tancament de cada unitat d’habitatge. A continuació, aquests mòduls s’uniran entre si a la mateixa fàbrica o a l’obra —segons el fabricant— per conformar un habitatge, reduint substancialment el temps de construcció i controlant completament el rigor en els detalls.

Si és possible, les instal·lacions i els acabats se solen executar també a la mateixa fàbrica, transportant el motlle de l’habitatge —o una part— a l’obra en format d’habitatge per encàrrec, on pot arribar a estar instal·lada fins i tot la cuina.

Un exemple d’aquest sistema és la Residència d’Estudiants a Sant Cugat dissenyada per H-Arquitectes, la fabricació de la qual ha realitzat l’empresa CompactHabit.
La seva construcció es va desenvolupar en uns terminis increïblement reduïts: 2 mesos de treballs in situ (fonamentació, sanejament i instal·lacions), 2 mesos de producció dels mòduls al taller, 2 setmanes de transport i assemblatge dels mòduls a l’obra i 3 mesos d’acabats generals.

En el cas de cases modulars de formigó en forma de mòduls prefabricats, el límit l’estableix la carretera. En primer lloc, perquè no és rendible transportar els mòduls més enllà d’uns 400-500 km de distància i, en segon lloc, per les dimensions màximes legals de transport per carretera. És per aquest motiu que aquest tipus de cases es conformen en diferents mòduls assemblats entre si, un fet que ens resta molta flexibilitat de disseny en planta.