Casas modulares de hormigón

Para hablar sobre casas modulares de hormigón, primero debemos remontarnos a los inicios de la casa pasiva modular, que tienen su origen hace casi 100 años. Se trata de un modelo que incluye diseño y construcción en forma de “pack todo en uno” que se inicia en Estados Unidos, un país que históricamente se caracteriza por la flexibilidad y agilización de los procesos burocráticos y legales.

A principios de 1900 algunas empresas empiezan a vender casas que previamente se han diseñado e integrado en un catálogo de modelos que el consumidor puede elegir e implementar en un terreno.

Si bien es cierto que este modelo se instaura fácilmente en EEUU debido a su laxa normativa de construcción, el mismo modelo en España, que llega alrededor de los años 70, es más difícil de implementar puesto que las reglas de juego son algo más rígidas.

En España, antes de construir una casa deberemos: encargar un proyecto redactado por un arquitecto que firma y se responsabiliza de la integridad de la estructura, un Colegio de Arquitectos que lo haya supervisado y un ayuntamiento con una normativa específica y con un arquitecto municipal que lo revisa antes de otorgar una licencia de obra.

Hoy en día, el modelo de negocio ha evolucionado y las casas modulares no son únicamente casa que llegan por catalogo en camión, sino que se pueden llegar a hacer proyectos a medida con distintos modelos adaptados a cada terreno y que se ensamblan con gran precisión en fábrica.

Las opciones y niveles de prefabricación son muchas, los tiempos y sistemas constructivos varían de unas empresas a otras y la competencia es muy elevada, así que es importante entender qué opciones tenemos en el mercado y qué características y ventajas tenemos al seleccionar entre una opción u otra.

Veamos cómo está el panorama actual en casas modulares de hormigón:

Tipos de casas modulares

A lo largo de este artículo vamos a concentrarnos en detallar los distintos tipos de casas modulares de hormigón y es que existen numerosos tipos de casas modulares, que en el despacho solemos clasificar en función de sus materiales y dentro de cada grupo según el sistema constructivo empleado.

Ambas características determinarán el confort, la eficiencia y la salud de nuestra casa – y en consecuencia el gasto en energía y la calidad del ambiente interior.

Y es que las casas modulares pueden construirse en distintos sistemas constructivos y materiales. En función de los materiales empleados, existen las casas modulares de hormigón, acero o madera, estos dos últimos los trataremos en artículos sucesivos.

¿Es más barata una casa prefabricada?

La prefabricación nos permite ahorrar tiempos y costes, al tratarse de una construcción que se ensambla previamente en taller, en el terreno se puede preparar la excavación, contención y cimentación mientras que en fábrica se trabaja el volumen de la casa.

Las fábricas de casas prefabricadas suelen repetir sistemas de pared o módulos así que el proceso se estandariza y se abaratan los costes.

Sin embargo, tal vez el debate no sea meramente económico, debemos tener en cuenta que una casa pasiva o ecológica es mucho más que una estructura que funcione. En este caso, el diseño bioclimático de nuestra vivienda es un factor clave para conseguir una casa de consumo nulo, confort y salud interior. Es importante tener en cuenta que no todos los sistemas constructivos nos permiten flexibilidad en el diseño y no todos los sistemas constructivos que nos venden como eficientes garantizan un ambiente interior sano.

Si queremos conseguir una casa eficiente y sana es importante no conformarnos sólo con una casa que se adapte a nuestro presupuesto, ya que hoy en día es posible conseguir casas sanas y eficientes a coste reducido si el equipo de arquitectos tiene la experiencia suficiente para destinar nuestro presupuesto a aquellas partidas realmente importantes. Dejarnos llevar por la imagen de acabados finales, de grandes ventanales o de acabados que se venden como de alto standing puede suponer construir una casa de “cartón-piedra” en la que el sistema constructivo y estructura no están a la altura de lo que hoy en día se consideran estándares mínimos de construcción.

En la construcción no hay gangas, los buenos sistemas constructivos, la eficiencia y la salud del ambiente interior son caros así que al optar por un sistema industrializado es importante entender en qué consiste y si estamos consiguiendo en realidad una casa en condiciones.

Veamos paso a paso la realidad de la construcción de casas modulares de hormigón con todas sus ventajas e inconvenientes:

1.  Impacto ambiental del hormigón

El hormigón es un material compuesto de cemento mezclado con agua, árido y aditivos. El cemento supone la pieza clave de la mezcla, puesto que su función es la de aglomerante, como una cola que lo une todo. Aunque el cemento proviene de la piedra caliza, un recurso natural, no se puede considerar un material ecológico puesto que su proceso de transformación requiere altos hornos, que a día de hoy suponen un total del 5% de emisiones de CO₂ del planeta.

Si vamos más allá, comprobamos que el elevado impacto ambiental del cemento queda probado en el informe ‘Empresas más contaminantes en España: responsabilidad de las grandes empresas energéticas e industriales en el cambio climático 2006-2016’, elaborado por el Observatorio de la Sostenibilidad en 2017.

En el informe se destaca que las 10 empresas más contaminantes de España son eléctricas y empresas de cemento, entre ellas CEMEX y Lafarge-Holcim que emiten 3 millones de toneladas de CO₂ al año. Por ello, la industria del cemento supone un 11% de las emisiones de CO₂ del país, en segundo lugar detrás de las eléctricas.

Además de todo esto, el hormigón suele asociarse al empleo del acero, puesto que la combinación de ambos materiales, el conocido hormigón armado, permite conseguir una mayor resistencia en las estructuras de los edificios, al trabajar uno a tracción y el otro a compresión.

El acero tampoco puede ser considerado un material ecológico pese a tratarse de un recurso natural, puesto que su proceso de extracción de la roca supone nuevamente un gran coste energético. Además, cualquier manipulación implicará otra vez altos hornos, llegando a hablar de un 5% de las emisiones de CO₂ del país.

2. Impacto sobre la salud del hormigón

Como mencionábamos anteriormente, el hormigón no solo es perjudicial para la salud de nuestro planeta, sino también para la de los usuarios que se relacionan con él, sobre todo si se trata de un contacto diario.

La primera característica es su falta de transpiración, ya que el hormigón supone un material de poro cerrado. A los materiales que sí transpiran se les llama higroscópicos, lo cual significa que tienen la capacidad de regular la humedad de forma natural, absorbiendo y cediendo humedad del ambiente. Materiales como la madera o la cerámica consiguen estabilizar la humedad del interior de nuestra vivienda, ya sea la falta o el exceso de ésta mediante la regulación natural absorción-cesión según las condiciones interiores.

Y es que debemos tener en cuenta que por debajo del 30% de humedad relativa, el ambiente interior de nuestra vivienda se considera demasiado seco, nuestras mucosas se resecan, reducimos nuestras defensas y somos más propensos a enfermarnos.

Por otro lado, el acero asociado al hormigón armado contiene materiales en sus aleaciones como pueden ser zinc, estaño o plomo, que son declarados perjudiciales para la salud y de hecho se incluyen en la lista negra de la plataforma Risctox que cataloga las sustancias en función de su toxicidad.

Tipos de casa modulares de hormigón

A continuación, analizamos una serie de proveedores comparando el tipo de soluciones que ofrecen y lo que implican a nivel constructivo y de costes pero también a nivel de eficiencia y sostenibilidad.

1 Casas modulares de paneles prefabricados de hormigón

Los paneles prefabricados de hormigón suponen grandes módulos a modo de fragmentos de fachada de hormigón armado previamente ejecutados en fábrica que se encajan entre sí formando el envolvente de un edificio. Estos paneles suelen ser estructurales.

Según su composición, encontramos paneles prefabricados de hormigón de armadura tradicional con acero, pero también existe el hormigón armado con fibras de vidrio (GRC), que ha supuesto una auténtica revolución sobre todo en términos de reducción de espesor, peso y de impacto ambiental.

El comportamiento nos permite distinguir entre paneles prefabricados de hormigón portantes o autoportantes. Los portantes forman parte de la estructura del edificio, transmitiendo esfuerzos al terreno o cimentación. Como hacen la función de cerramiento y estructura a la vez, permiten eliminar los pilares. Por otro lado, los autoportantes actúan como cerramiento exterior o partición interior, anclándose a la estructura, normalmente mediante atornillado.

En función de su sección, podemos encontrar paneles prefabricados de hormigón homogéneos, alveolares o multicapa. Los paneles homogéneos suponen un prisma de hormigón armado macizo, por lo que hará falta aislarlos y revestirlos a posteriori. Por su parte, los paneles alveolares consiguen reducir masa y peso de forjado mediante una forma de greca que confiere una mayor ligereza al conjunto sin reducir la inercia estructural. Finalmente, el sistema multicapa incorpora el aislamiento térmico durante su fabricación, lo que reduce tiempos y costes en obra.

Generalmente cuando hablamos de sistemas constructivos para prefabricación de casas modulares de hormigón distinguiremos entre dos clasificaciones basadas en la configuración del panel:

Paneles pesados para casas modulares de hormigón

Los paneles pesados suelen ser estructurales, es decir que trabajan verticalmente recibiendo forjados. Su espesor puede variar de 14 a 20 cm, con la posibilidad de una longitud de hasta 10 m, permitiendo así dejar embebidas las instalaciones necesarias.

Sin embargo, están pensados para ser trasdosados excepto en usos industriales, lo cual implica una mayor ejecución en obra. Sus dimensiones máximas vienen marcadas por el transporte y rondan los 12 por 4 metros.

Paneles ligeros para casas modulares de hormigón

Por su parte, los paneles ligeros armados con GRC, Glass Fibre Reinforced Concrete, contienen un 3-5% de fibras de vidrio que nos permiten llegar a grosores de 8 cm con una alta resistencia mecánica a flexión e impacto.

Eliminando la armadura de acero corrugado convencional nos ahorramos el grosor mínimo para garantizar que el acero no se oxide. Sin embargo, se trata siempre de paneles no estructurales, meros elementos de cierre que soportan su propio peso y las cargas de viento.

Pese a que no podemos afirmar que la opción de construir con paneles prefabricados para construir casas modulares de hormigón resulte ecológica, los paneles ligeros de GRC resultarán menos contaminantes al emplear menos material y ahorrarse la presencia del acero.

2 Casas modulares de pórticos de hormigón

El sistema de pórticos de hormigón se compone tanto por pilares como por jácenas (bigas) prefabricadas y armadas con acero. Existen también pórticos prefabricados enteros para edificios industriales, es decir pilares y biga ensamblados desde fábrica.

En cualquier caso, suele tratarse de la estructura sobre la cual colocaremos los paneles de hormigón prefabricado del apartado anterior, normalmente anclados mediante atornillado.

Este tipo de sistema implica la utilización de grandes grúas, pero consigue reducir el periodo de construcción a tiempos récord de hasta 4 meses. Ambos elementos tanto pilares como jácenas se van componiendo para generar una cuadrícula tridimensional, momento en que toman protagonismo las uniones entre estos elementos.

Para ello, los pilares (continuos para las distintas plantas hasta la cimentación) suelen disponer de ménsulas salientes que permitirán apoyar o anclar las jácenas. Los distintos tipos de uniones consisten en apoyado directo, unión semirrígida o rígida.

3 Casas de bloques de hormigón

El debate sobre las casas de bloques de hormigón viene a ser el mismo que el de las casa modulares de obra, ya que pese a que el pequeño componente de bloque esté prefabricado, éste deberá ser ensamblado pieza a pieza en obra. Quizá la mayor ventaja de este sistema es el bajo coste de la pieza y la flexibilidad en el diseño que confiere.

Veamos los distintos sistemas que encontramos en el mercado si optamos por la opción de bloques de hormigón:

Bloques huecos

Las dimensiones típicas del bloque hueco de hormigón son de 20x20x40 cm y se emplean para conformar muros portantes que será necesario armar haciendo pasar barras de acero a través de los huecos del pequeño componente que se unirán con mortero.

Su proceso de producción es similar al de los ladrillos comunes, pero en este caso no necesitamos cocción si no un proceso de fraguado.

Bloques de grandes dimensiones

Una novedad son los bloques de grandes dimensiones, que permiten agilizar más el tiempo de construcción al tener que invertir menor tiempo en colocarlos ya que estamos hablando de menos piezas necesarias que constan de un sistema de machihembrado, como si fuera un lego. Las dimensiones típicas son 180x60x60 cm o 160x80x80 cm.

El principal inconveniente de este sistema es, por supuesto, el incremento de peso que requiere el uso de maquinaria para su ensamblaje en obra.

Esta solución se emplea sobre todo en muros de contención ya que a nivel estructural funciona muy bien sin necesidad de emplear acero.

4 Casas con sistema Ytong

Uno de los sistemas más innovadores que han aparecido recientemente son las casas modulares de hormigón construidas con sistema Ytong.

El sistema Ytong se basa en la utilización de bloques fabricados con hormigón celular, un material muy ligero que pese a que nos presentan como material ecológico es necesario valorar en detalle.

El sistema Ytong nos permite emplear tan solo 1 metro cúbico de materia prima para fabricar 5 metros cúbicos de producto final. Esta reducción de masa y por lo tanto de peso, simplifica el proceso de transporte y puesta en obra que ya no requiere la utilización de maquinaria pesada.

Los bloques, con dimensiones de 60 x 25 cm, de espesor variable y un sistema de machihembrado lateral y asas, son fácilmente manipulables en obra por operarios.

La supuesta ventaja de este sistema es que nos promete solucionar mediante un único muro los requerimientos de resistencia estructural, aislamiento térmico y acústico, confort climático y resistencia al fuego.

Si bien el Ytong dispone de una elevada resistencia estructural y evita el uso de acero para armar el muro, una de las supuestas ventajas del mismo es el hecho de que al contener aire en pequeñas celdas debería funcionar no solo como sistema estructural, sino también como aislamiento térmico. Esta afirmación a la práctica no es cierta, ya que depende de la zona climática en la que nos encontremos. Hay ubicaciones en las que según el clima es posible presentar el muro de Ytong como única solución, mientras que en otras ubicaciones con mayor variación térmica en invierno este sistema no es suficiente y requiere aislamiento adicional.

Además, debemos tener en cuenta que algunos componentes del Ytong, además del propio hormigón, se presentan como tóxicos para la salud, así que desde nuestro criterio, creemos que faltan más estudios y rigor antes de afirmar que el Ytong se postula como solución ideal en términos de sostenibilidad, inercia térmica o aislamiento.

Finalmente, la solución de fachada Ytong de un solo muro emplea bloques de ancho de 25 cm, un grosor mucho mayor a los que observábamos en los paneles prefabricados de hormigón. En todo caso, hablamos de un sistema que pone en cuestión la falta de sostenibilidad del hormigón gracias a las nuevas tecnologías, y que se ha empezado a emplear en proyectos tan pioneros como el de Life Reusing Posidonia, una promoción de 14 VPO (Viviendas de Protección Oficial) en Formentera pionera en el uso de materiales naturales como la misma posidonia ya empleada como aislante tradicionalmente.

5 Módulos prefabricados de hormigón

Finalmente, encontramos la solución de módulos prefabricados de hormigón.

Hablamos de una solución que se lleva a cabo en grandes talleres o fábricas que tienen una gran inversión detrás y necesitan estar en producción continua. Se trata de fábricas que integran pequeñas plantas de hormigón que permiten generar hormigón y fraguarlo en condiciones estables de temperatura y humedad a lo largo de todo el año, una gran ventaja si tenemos en cuenta que los procesos de fraguado al aire libre dependen siempre de las condiciones climáticas.

En estas plantas se vierte el hormigón recién producido en grandes moldes que son los muros de cerramiento de cada unidad de vivienda. A continuación, estos módulos se unirán entre sí en la misma fábrica o en la obra, -según el fabricante- para conformar una vivienda, reduciendo sustancialmente el tiempo de construcción y controlando completamente el rigor en los detalles.

Si es posible las instalaciones y los acabados se suelen ejecutar también en la misma fábrica transportando el molde de vivienda -o parte de la misma- a la obra en formato de vivienda por encargo, donde puede llegar a estar instalada hasta la cocina.

Un ejemplo de este sistema es la Residencia de Estudiantes en Sant Cugat diseñada por H-Arquitectes cuya fabricación ha realizado la empresa CompactHabit.
Su construcción se desarrolló en unos tempos increíblemente reducidos: 2 meses de trabajos in situ (cimentación, saneamiento e instalaciones), 2 meses de producción de los módulos en taller, 2 semanas de transporte y ensamblaje de los módulos en obra y 3 meses de acabados generales.

En el caso de casas modulares de hormigón en forma de módulos prefabricados el limite lo establece la carretera, en primer lugar, porque no es rentable trasportar los módulos más allá de unos 400-500 km de distancia y en segundo lugar por las dimensiones máximas legales de transporte por carretera. Es por este motivo que este tipo de casas se conforman en distintos módulos ensamblados entre sí, un hecho que nos resta mucha flexibilidad de diseño en planta.