Propuesta de construcción modular en madera: eficiente y con baja huella de carbono para edificación de altura media. Caso de estudio: edificio de vivienda en Santiago, Chile
Authors:   , Gilo Howard Ane Miren 
Published: November 2023

La construcción tradicional en hormigón y acero presenta diversos problemas, tanto en el impacto que genera en el medio ambiente (emisiones de contaminantes, impactos acústicos) como ineficiencias en sus procesos productivos que generalmente se reflejan en retrasos en el tiempo de ejecución y excesos en el presupuesto debido a imprevistos en la obra in-situ. La presente investigación analiza como método alternativo, la construcción modular utilizando como materia prima la madera y evalúa si efectivamente es tiene une menor huella de carbono y presenta mayor eficiencia en los procesos productivos. Las preguntas a responder son las siguientes: ¿Se puede disminuir la huella de carbono a lo largo de todo el ciclo de vida (considerando el carbono incorporado y la energía operativa) de un edificio a través de la construcción modular en madera? ¿Qué soluciones constructivas permiten un menor uso de material pero que brindan las mismas ventajas que los módulos enteros que hasta ahora se utilizan en la construcción modular? ¿Cuáles agrupaciones de módulos constructivos permiten la disminución de CO2 en el contexto de vivienda de altura media en Chile? El sistema modular a estudiar implica la fabricación previa de elementos en una instalación fuera del lugar de construcción y su posterior ensamblaje en el sitio definitivo. Esta metodología permite sincronizar la fabricación con la preparación del terreno y la cimentación, resultando en una reducción significativa en el tiempo de construcción, con proyectos completados hasta un 50% más rápido que con métodos tradicionales. Sin embargo, la construcción modular no está exenta de desafíos y defectos. Estos desafíos pueden agruparse en diferentes categorías, como limitaciones de diseño, complejidades en el transporte y logística, ineficiencias en los materiales y posibles aumentos en los costos. Teniendo en cuenta las implicancias de la construcción modular, el gran desafío es facilitar los procesos constructivos para poder lograr que esta sea más eficiente en costos y que se pueda utilizar de manera más cotidiana, masiva con el fin de disminuir la huella de CO2 de la construcción. La tesis plantea dos objetivos: El primer objetivo consiste en disminuir la energía incorporada en la construcción del edificio. Esto se hace mediante tres operaciones: el cambio de material constructivo de hormigón a madera que tiene una menor huella de carbono incorporada; el uso de arquitectura modular prefabricada que disminuye el tiempo de construcción y la huella de carbono; y el desfase de los módulos, lo que permite una solución constructiva de encaje que reduce la cantidad de material utilizado. El segundo objetivo consiste en minimizar la energía operativa en un horizonte de 60 años de diferentes agrupaciones volumétricas generadas por la distinta superposición de módulos, con el fin de encontrar la agrupación que logre tener la huella de carbono más baja. Para lograr cuantificar estos objetivos, se llevará a cabo una comparación simulada a lo largo de 60 años, que incluirá el proceso constructivo (energía incorporada), el tiempo de uso (energía operativa), la etapa final de vida y la demolición. Las simulaciones se llevan a cabo en programas como Design Builder y Atenas. Como resultado de la investigación se espera que el desfase de los módulos constructivos disminuya las superficies en donde hay una doble capa del material, y que en estas superficies de conexión entre un módulo a otro se genere una solución constructiva de entresacados que reduzca la cantidad de material utilizado para reducir las emisiones de carbono de la energía incorporada en el edificio y por lo tanto en el ciclo de vida del edificio. Por otro lado, se espera llegar a una estrategia de posicionamiento de módulos que disminuya la energía operativa durante el ciclo de vida de un edificio.