Nuevas empresas han detectado la oportunidad y han introducido el concepto de construcción modular, que se refleja en la abundancia de literatura científica reciente en torno a esta temática. Que van desde, la revisión de los aspectos técnicos de la planificación y coordinación de la construcción modular, (1) pasando por las destacables ventajas de los sistemas de CML, tanto económicamente como ambientalmente (2), el uso de softwares en los sistemas de edificación industrializados (3), hasta el estudio de secuencias de re fabricación en operaciones de ensamblaje de construcciones industrializadas (4).

En este contexto, el IPCC (Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático) informa que más del 32% del gasto total de energía mundial y el 19% de las emisiones totales de GEI (gases de efecto invernadero) se deben a los procesos energéticos de los edificios (5-7).Tal y como explica Santamouris 2013 (8) la construcción presenta un consumo energético muy elevado en comparación con otros sectores. Se deben garantizar los nuevos estándares de sostenibilidad exigidos por el horizonte 2020 (9). Siendo el principal instrumento para alcanzar estos objetivos en el sector de la construcción las Directivas Europeas relativas a la eficiencia energética de los edificios (EPBD) (10) y más concretamente la Directiva 2010/31/UE (EPBD) (11) garantizando que para 2021 todos los edificios de nueva construcción, fuesen de consumo de energía casi nulo (nZEB) (12, 13).

Por lo tanto, se pretende potenciar la competitividad del sector con marcada tendencia hacia la industrialización, el cual debe ser más eficiente y con un mejor comportamiento medioambiental. Y contar con una metodología optimizada que permita eliminar los desvíos en plazos y costes tan habituales en la construcción convencional. La productividad del sector es una materia que preocupa y genera diversos debates acerca del modelo de producción adecuado para mejorar su rendimiento (14). Asimismo, en comparación con otras industrias, su productividad, en las últimas décadas, ha sido muy baja (15).

De los métodos de referencia que miden la productividad en la construcción destaca el Lean Construcción (16), un sistema de planificación y control de la producción que busca maximizar el valor del proceso constructivo y disminuir la incertidumbre y variabilidad en el flujo de trabajo para alcanzar compromisos confiables (15) y más concretamente el Last Planner System (LPS), desarrollado por Ballard y Howell (17) para mejorar la fiabilidad de la planificación, aumentar la productividad de la construcción, garantizando un flujo de trabajo sin interrupciones (18). Este sistema de planificación y control de la producción ha transformado a nivel operacional y gerencial la industria de la construcción (19, 20), identificando desafíos a los que se enfrentan los profesionales de la construcción durante la implementación (21) y los beneficios (22) del uso de LPS. Destacando la importancia de la implicación de la organización en el proceso de la planificación. (23).

En España el uso de este tipo de metodologías, con una alta capacidad de aplicación, es relativamente reciente (24), destaca el porcentaje de conocimiento y la revisión de la literatura de Hoyos (19) y el potencial de implantación de la guía editada por el Consejo General de la Arquitectura Técnica de España (CGATE) (25), actuando sobre los 3 factores más influyentes en la eficiencia y productividad de la puesta en obra; la calidad de lo ejecutado, el plazo, el coste.

A mayores, debemos tener muy en cuenta el factor sostenibilidad, tanto durante la construcción, como garantizando una mayor eficiencia de las edificaciones durante la fase de uso. Existen diversos, sellos de sostenibilidad, como Leed, Breem o Verde. Considerando un gran referente el mundialmente reconocido estándar Passivhaus. Donde, la definición original según Feist 2005 (26), “Una casa pasiva es una edificación en la que el confort térmico (ISO 7730) se garantiza solo por calentamiento o refrigeración del flujo de aire, de acuerdo al volumen de intercambio requerido para la calidad del aire interior (DIN 1946) sin utilizar ayuda adicional al aire recirculado”. Y a su vez, los criterios para cumplir el estándar fueron definidos por Gantolier 2010 (27).

Para garantizar dichos requisitos, es imperativo que las casas construidas según los estándares actuales cumplan con las expectativas de un diseño energético detallado (28, 29), durante la etapa de ejecución. Puesto que a menudo, tal y como lo describe Pieter de Wilde (30) “hay una diferencia significativa entre el rendimiento energético previsto (calculado) de los edificios y el uso real de energía medido una vez que los edificios están operativos.” Y una de las principales razones identificadas para esta brecha de rendimiento energético son las prácticas deficientes durante la puesta en obra.

Surge el reto y por lo tanto una oportunidad detectada en el sector, de una nueva visión de la dirección de obra, que tendrá que estar adaptada a las circunstancias de su tiempo y a las necesidades del momento en el que vivimos, que garantice una optimización de los procesos y la calidad de los resultados. Y todo ello bajo el enfoque de la sostenibilidad durante la fase de ejecución y que además tendrá en cuenta los ahorros y aspectos positivos durante la etapa de uso de las edificaciones.

Concebido gracias a la experiencia adquirida durante el desarrollo y materialización en los proyectos de investigación de sus predecesores científico-técnicos (31-34), de la mano de la Universidad de la Coruña. El sistema constructivo (35) fue optimizado y diseñado con el objetivo primordial de una puesta en obra ágil, de calidad, sostenible y sin desvíos en el presupuesto. No obstante, tras la construcción de las primeras viviendas, surgen diversas dificultades que afectan a la productividad de la etapa de ejecución.

El objeto de la investigación es la creación de un Método de dirección de obra de construcciones modulares pasivas, que garantice la mejora de la productividad durante las fases de ejecución.

El foco de esta investigación se origina en Proyectopía, una empresa de base tecnológica ubicada en Galicia, que avalada por organismos autonómicos y nacionales de investigación (CDTI y GAIN) ha creado un innovador sistema modular de aluminio extruido “Walluminium,” para la construcción de viviendas unifamiliares de bajo consumo energético. La motivación de este artículo aflora tras la ejecución de varias viviendas en las que surgieron errores recurrentes en obra que afectaban a la productividad de las mismas.

Se define la investigación, a través de un proceso de diseño y comprobación; 1. Construcción de las primeras viviendas modulares Walluminium, 2. identificación de los errores recurrentes en obra, se plantean procesos de mejora, se constata la necesidad de la creación de una guía de obra que determine los procesos y las características especiales de este tipo de construcción modular pasiva. 3. Se toma como referencia la publicación por el Consejo General de la Arquitectura Técnica de España (25), y se procede con la 4. creación de la guía de dirección de obra alineada con la metodología lean construction y más concretamente con Last planner system, que, a su vez, garantice el cumplimento de los estándares pasivos. 5. Se determina la estructura de desglose de trabajo y la organización de los agentes en las obras modulares pasivas, 6. posteriormente se identifican y planifican las de fases de ejecución. 7. Se comprueba la aplicación del método de dirección de obra Walluminium, con la puesta en práctica durante la ejecución de tres obras concretas; “Porriño MFR, Boiro CSH y Cangas MMG”. 8. Se identifican los errores y 9. se optimiza el manual. Por último, 10. se estudian los resultados obtenidos, y se comparan con las publicaciones de referencia y experiencias más recientes valorando las ventajas del método de dirección de obra, y los beneficios de su utilización, respecto a los parámetros principales objeto de estudio; plazo, coste, calidad y sostenibilidad.

El resultado de la aplicación del método optimizado de dirección de obra, es la consecución de la mejora continua de las obras, y por consiguiente del manual, que se retroalimenta de la experiencia real adquirida en cada puesta en obra.

Gracias a la guía, se ha garantizado la mejora de la productividad y eficiencia durante la etapa de ejecución de las edificaciones modulares pasivas. En concreto, los resultados porcentuales en la mejora de la productividad han sido calculados respecto a los datos previos a la construcción de viviendas modulares de similar envergadura sin seguir este método de dirección de obra.

Parámetro tiempo: Se constata tal y como le sucedió a Del Solar et al., 2021 (24) que, el trabajar la planificación con todos los integrantes del equipo, conlleva un gran resultado, consiguiendo finalizar la ejecución de las obras con antelación al calendario fijado inicialmente. Lo que supuso, una reducción de plazo en un 26 %. Pasando de un plazo de ejecución de 6 meses a 5 meses y 2 semanas. No obstante, cabe señalar que se tuvieron en cuenta estimaciones de tiempo incorrectas en la planificación de fases inicial, motivadas por el desconocimiento de los subcontratistas en llevar a cabo la ejecución de algunas partidas por falta de experiencias previas, y por lo tanto surgieron desvíos en la duración de la fase a la que pertenecían. Al igual que explica en su investigación Del Solar et al., 2021 (24) siendo destacable, que, gracias a un mayor grado de industrialización, conseguimos subsanar y mejorar otros plazos, eliminando el desvío total sobre el cronograma y alcance del plan maestro.

Parámetro coste: Se ha alcanzado una mejoría del 16% respecto a los desvíos de presupuesto, valor similar al porcentaje promedio que destacan en la literatura Zimina et al.,2021 (40). Constatamos que, la incorporación de la metodología productiva ha garantizado costes más competitivos, tal y como indica Hernando Castro, 2013 (41). Así como consideramos de gran ayuda, para abaratar costes, la utilización de herramientas específicas de simulación e información Building information modeling durante la redacción del proyecto, con un alto nivel de definición facilitando en gran medida la compresión de todos los agentes involucrados, y mejorado la aplicación del método de dirección de obra. Que junto a la metodología LPS, tal y como destacan las publicaciones de referencia (14, 41), favorecieron a su vez el cumplimento de los hitos y entregas.

Parámetro calidad: Destacamos una mejora considerable en la calidad de la ejecución, sin necesidad de rehacer o subsanar partidas, respecto a las construcciones modulares pasivas construidas con anterioridad a la aplicación del método de dirección de obra. Disminuyendo en un 80% los errores recurrentes. Así que, como definió Koskela, 2000 (20) con la aplicación de los principios base de Lean Construction conseguimos mejorar la productividad y la eficiencia de la construcción, y por lo tanto, aumentar la calidad final, tal y como ha sucedido en nuestros casos reales con la aplicación del método de dirección de obra. No obstante, es legítimo comentar, que ha surgido alguna nueva incidencia, debido a recientes singularidades en los encuentros constructivos, derivadas de la flexibilidad del sistema.

Se ha conseguido la mejora continua del proceso de construcción, conllevando a una mejora de competitividad dentro de nuestro sector, en lo que coincidimos con la revisión de literatura de Hernando Castro, 2013 (41), que explica que la implantación de metodología Lean en el proceso productivo de diferentes industrias, constata una mejora continua del proceso que promueve la competitividad y productividad. Tal y como concluyeron Kunz & Fischer, 2020, (42) la integración de diversos métodos en un mismo proyecto y obra, dotan de un valor añadido, muy superior a su uso por separado en la práctica de la industria de la Arquitectura-Ingeniería-Construcción (AEC). En nuestro caso, añadimos los criterios de la arquitectura pasiva, y un elevado nivel de prefabricación de calidad. Formulando un método integrado revolucionario, que dota, por consecuencia de un valor añadido el proceso de construcción, en el que se atiende simultáneamente a; exigentes requisitos de sostenibilidad, metodología Lean-LPS, y un alto grado de industrialización.

Parámetro sostenibilidad: El uso del método ofrece claros resultados, garantizando el cumplimento del estándar passivhauss (26, 27) gracias a una correcta puesta en obra, proporcionando una evidencia clara, de forma similar que en la investigación de R. Mitchell y S. Natarajan, 2020 (29) donde el cumplimiento del estándar ofrece hogares de bajo consumo de energía, sin brecha de rendimiento, que son asequibles para calentar sin la necesidad de métricas complejas. En nuestro caso concreto, se identificó una brecha de rendimiento de desviación mínima entre las medidas de “como se diseñó” a “cómo se construyó”, tal y como concluyeron en sus estudios Moreno-Rangel, 2020 (43). A su vez, los ensayos determinaron, que se logra una bajada considerablemente de la demanda energética, aumentando a su vez, la temperatura superficial interior de la envolvente, en especial de las ventanas, al igual que sucede en el estudio de Hatt et al., 2012 (44). Y coincidimos con Bruscato et al., 2011 (45), en el logro de un proceso de diseño integrado, “estrategia que pretende promover una arquitectura más sustentable a través de la colaboración multidisciplinaria temprana”. En la aplicación de nuestro método, para alcanzar un mejor desempeño ambiental del edificio, ha destacado la importancia de la coordinación del trabajo y el equilibrio de intereses del equipo.

La novedad del estudio reside en la creación de un nuevo método de dirección de obra para construcciones modulares pasivas organizado y viable, que se fundamenta en la mejora de la productividad a través de la eficiencia de la puesta en obra. La aplicación del manual se ha limitado a obras de tipología unifamiliar exenta en clima cálido templado, ejecutadas con sistema constructivo modular ligero. Para ello se han utilizado 3 muestras representativas localizadas en las Rías Baixas con un radio de acción de 50 km.

En concreto, se ha demostrado que con el cumplimiento los 7 hitos fijados a lo largo de la ejecución y a su vez la aprobación de los check list de cada hito por la dirección facultativa, garantizan la mejora de los indicadores de productividad, “plazo, coste, calidad y sostenibilidad” respecto a la ejecución de viviendas sin la aplicación de este método.

Se confirma que la guía de dirección de obra para viviendas modulares y ecoeficientes, no es el resultado de la aplicación de la metodología Lean, sino que es la creación de un método adaptado las características específicas de las CML pasivas y más concretamente a las particularidades sistema constructivo industrializado e innovador objeto de esta investigación.

Tal y como explicábamos en la introducción de este artículo, confirmamos que con la aplicación del método cumplimos los nuevos estándares de eficiencia energética establecidos por la Unión Europea, Near Zero Energy Buliding (nZEB) (12, 13). Creando viviendas de consumo energético casi nulo, con un excelente comportamiento ambiental y baja demanda de energía.

Se constata una mejoría clara en el grado de industrialización, adelantando la producción de las partidas en taller de los elementos en serie, y optimizando las partidas al máximo para su posterior ensamblaje. Ayudando a mejorar la calidad, y estableciendo un ahorro muy significativo del plazo. Todo ello produciendo tan pocos residuos como nos es posible, estimando en menos de un 15% los desperdicios respecto a la construcción convencional (39).

Futuras líneas de investigación: método para la dirección de obra en otras ubicaciones de la geografía nacional, ejecutadas con un sistema constructivo modular ligero con certificación Passivhaus para clima templado (46).