Sistema SEM para viviendas de Post – Emergencia (II)

La escasez de viviendas adecuadas, exacerbada por desastres naturales y provocados por el hombre, exige soluciones rápidas y sostenibles. El Sistema de Ensamblaje Modular (SEM)¹ proporciona una respuesta eficaz, empleando materiales locales y estrategias bioclimáticas para edificar viviendas post-emergencia que se adaptan a distintos entornos y necesidades.

El proceso constructivo del Sistema de Ensamblaje Modular (SEM) comienza con la cimentación y la instalación de la plataforma. Luego, se montan los paneles de muro y techo, seguidos por la colocación de las cubiertas metálicas. Este método garantiza una construcción rápida y eficiente, ajustándose a las necesidades específicas de cada proyecto.

Cimentación

El tipo de cimentación se determinará según las características del suelo, pero principalmente se optará por pilotes de madera u hormigón si la vivienda necesita estar elevada, o una losa de cimentación directamente sobre el terreno natural. También sería factible la solución de zapatas corridas o aisladas según las condiciones geológicas del terreno.

Se propone principalmente el uso de pilotes de madera impregnada, cuyo tamaño y profundidad dependerán del suelo porque son económicos, fáciles de transportar e instalar, duraderos en suelos ácidos o alcalinos, no afectados por corrientes eléctricas, y no requieren protección contra corrosión. Son ideales para áreas de difícil acceso o terrenos con problemas para el uso de hormigón, como suelos con niveles freáticos altos o estratos de arena y arcillas blandas.

Plataforma sobre pilotis

Una vez colocada la cimentación, deben prepararse los pilotis para recibir el forjado. En el caso de firmes de hormigón o zapatas, se pueden dejar espárragos anclados en las ubicaciones previstas. Para los pilotes, es recomendable colocar una placa metálica en la cabeza del pilote con preparaciones para atornillar o dejar los espárragos requeridos. Los espárragos tienen dos longitudes: 153mm para solo recibir el panel de piso, y 503mm para atravesar el panel de piso e introducirse en el poste articulador 35cm.

El forjado de la vivienda se compone de un entramado horizontal formado de tableros de dimensión 1.3×1.3m, con piezas de 2×6” en su estructura principal perimetral y una estructura secundaria con barrotes de 2×4” cada 30cm. La capa exterior del conjunto es es de cemento-madera (tipo Viroc, de 18mm de espesor y color Gris Bruto).

Pilar articulador, guías metálicas y panel muro

El conjunto de éstas tres piezas es el elemento articulador y crucial que otorga la posibilidad de crecer progresivamente con la misma modulación o desarmar cada panel sin afectar el resto del sistema. Este mecano articulado y modulado se compone de pilares y paneles de muro que se apoyan parcialmente en la plataforma, manteniendo una distancia uniforme entre los elementos de unión.

Los pilares articulados se insertan en los espárragos largos, y se ensamblan de forma alternada junto con las guías metálicas, las cuales se atornillan a los bordes de la plataforma para asegurar la rigidez del conjunto.

Cada pilar tiene una sección de 10.7×10.7 cm y se fabrica mediante un proceso de encolado y clavado con placas de madera contrachapada de 19 mm y 6 mm, para evitar cambios dimensionales por humedad que podrían afectar las articulaciones. El pilar mide 2.4 m de altura y está ranurado al centro en sus cuatro caras para insertar la guía metálica.

Las guías metálicas son soleras de 65 mm de ancho, 3/16” de espesor y dos longitudes: 2.75 m (exterior) y 2.40 m (interior), cuyas funciones principales son por un lado alinear y asegurar los espárragos que unen los muros con los postes y trabar el conjunto formado por la plataforma, cerramiento y la cubierta. Cada guía tiene perforaciones cada 30 cm para atornillar los paneles del cerramiento empleando espárragos, rondanas y tuercas.³

Cada panel de muro mide 1.20 m de ancho por 2.4 m de altura, con un espesor de 9.8 cm en su configuración básica. La estructura del panel está compuesta por barrotes de 2 x 4”, con dos barrotes adicionales en la parte superior para aumentar la sección y soportar las cargas de la cubierta.⁴ Las puertas y ventanas se diseñan como paneles específicos, siguiendo criterios similares a los de los paneles de muro.

Estructura de cubierta

Para la estructura de cubierta se plantea una solución a a base de vigas en forma de “L” fabricadas a base de tableros contrachapados de ¾” o 1”. Estos componentes se conectan en sus extremos mediante la sección saliente de la guía metálica en el coronamiento de los pilares y paneles de muros. En algunos casos, cuando los vanos lo exigen, en lugar de un panel de muro se pueden disponer vigas de sección rectangular entre los pilares para unirlos y soportar las vigas «L».⁵

Entre cada viga «L» debe instalarse un marco de refuerzo para evitar el vuelco, tanto en su extremo superior como en el inferior.

Panel techo y cubierta metálica

El panel de cubierta es relativamente más ligero que el del suelo, pues soporta menos cargas, por lo que su estructura se compone de barrotes de 2×4” dispuestos a una distancia de 33 cm entre sí. En su superficie se coloca una capa rigidizadora de contrachapado de 13 mm de espesor, aunque también puede usarse panel OSB como alternativa. Cada panel de cubierta tiene unas dimensiones de 1.3×2.8 m y encaja directamente en el espacio intermedio de las vigas «L».

Sobre el panel de cubierta se prevé una cubierta comercial de panel Glamet de 1” o lámina acanalada de aluminio-zinc, apoyada en un bastidor para formar una cámara de aire entre ella y el panel de cubierta, proporcionando mayor protección a la madera contra la lluvia y otros agentes externos.

Piezas de remate

Además de los elementos metálicos necesarios para sellar la cubierta y preparar los canalones para el desagüe, se instalan diversas piezas de remate y cierre, también de madera. Estas piezas tienen la función de sellar las uniones y, en el perímetro, incluyen un goterón integrado.

Instalaciones

Como es habitual en cualquier tipo de vivienda, se requieren unas instalaciones mínimas, que se agrupan en los siguientes sistemas:

Instalación de fontanería
El sistema captará agua pluvial mediante dos canalones de 4” de diámetro, conduciéndola a una pileta de 1.2×1.2×1.2m (1.72m³). El agua filtrada se reutilizará en W.C., lavabo, tarja y regadera. Si la captación supera la capacidad de almacenamiento, el excedente se dirigirá a un pozo de absorción. En ausencia de red de alimentación y con la posibilidad de extracción de agua subterránea, se instalará un pozo artesano.

Instalación de saneamiento
Se separarán las aguas negras y las aguas grises por lo que caben dos opciones, bien un pozo de absorción que recibirá agua desde un registro que colectará las aguas grises y el agua filtrada de la fosa séptica, bien una fosa séptica que recibirá agua mediante un registro de aguas negras que recogerá los fluidos del W.C., separando los residuos al llegar.

Instalación eléctrica
La línea de alimentación partirá de la caja central, que se instalará en un lugar protegido de la lluvia y será suministrado por la compañía de luz. El montaje se realizará en dos etapas: primero la acometida tras montar la estructura; segundo, la instalación interior.

Valores añadidos que aporta el sistema SEM a la vivienda

Una manera esencial de ahorrar energía y vincular la vivienda con el entorno es a través del uso de sistemas pasivos integrados en el diseño arquitectónico básico, los cuales varían su funcionamiento según la localización geográfica y climática. La elección de los materiales para construir un edificio es también crucial, considerando la logística, el consumo de energía y agua, y las implicaciones sociales durante su fabricación.

El sistema propuesto combina diversos elementos constructivos que se adaptan a las condiciones climáticas de cada zona, el nivel de aislamiento necesario, el estilo de vida de los usuarios y la resistencia a desastres naturales específicos.

Niveles de acabado

Para optimizar la fabricación del sistema, es esencial comprender los conceptos de progresividad y variabilidad en los niveles de terminación, permitiendo ajustar la entrega de unidades según la magnitud de la catástrofe y la demanda de soluciones habitacionales. En situaciones donde los recursos lo permitan, es posible añadir revestimientos exteriores a los paneles de muro, ya que estos paneles cumplen una función estructural y protegen el espacio interior de la intemperie.

Asimismo, se podría modificar el aislamiento interior según las condiciones climáticas. El proyecto también contempla la mejora del paquete constructivo con el tiempo, incorporando nuevos materiales como aislantes, cancelerías, refuerzos estructurales, elementos de unión, instalaciones y revestimientos.

Consideraciones Bioclimáticas

Definir un prototipo de vivienda bioclimática que abarque todo el territorio⁶ es complejo, y es crucial comprender las limitaciones inherentes a esta idea.

El proyecto va más allá de una simple vivienda; es una estrategia basada en un sistema modular y de ensamblaje, adaptado al clima, topografía, costumbres y condiciones específicas de cada región, pues deben tenerse en cuenta como es natural otras factores que trabajen a favor de los condicionantes naturales como la implantación, orientación, dirección de los vientos dominantes, temperaturas locales y otros factores. La configuración de la vivienda debe contemplar estos aspectos para lograr calentamiento y/o enfriamiento pasivos según sea necesario.

Calentamiento Pasivo

El sistema permite elegir entre paneles sólidos o acristalados según la captación de radiación solar requerida. Se pueden modificar los componentes del panel con materiales de diferentes densidades para mejorar el almacenamiento de calor. La distribución de ventanas y habitaciones es crucial para una distribución natural del calor. La prefabricación precisa de las piezas reduce defectos que podrían resultar en pérdidas de calor. El sistema debe conservar el calor eficientemente, evitando infiltraciones y puentes térmicos mediante un buen aislamiento y sellado de puertas, ventanas y juntas constructivas.

Enfriamiento Pasivo

El sistema permite evitar la radiación solar directa al interior, proporcionando protección mediante paneles sólidos, celosías o fragmentando el diseño para minimizar la exposición de grandes superficies. La disposición de ventanas y puertas puede facilitar la ventilación cruzada necesaria. Los paneles de techo incluyen una cámara de aire que separa el panel principal del revestimiento exterior, mientras que los paneles de muro pueden tener una fachada ventilada para enfriar el aire.

Vivienda temporal o definitiva

La cuestión de la temporalidad de las viviendas de emergencia y post-emergencia es motivo de debate constante, ya que a menudo, por diversos factores, estas viviendas acaban convirtiéndose en permanentes. Este prototipo está concebido como una vivienda temporal, diseñada para ser desmontada y reutilizada fácilmente. Sin embargo, el sistema también permite la adición de módulos y su consolidación, siempre que se integren componentes del propio sistema que permitan su eventual desmontaje.

El desmontaje es crucial en consideración del ciclo de vida del objeto. En un primer escenario a corto plazo, esto permitirá la reutilización de la vivienda por otra familia damnificada. En un escenario más amplio, se diseña una casa para otros usos potenciales en el futuro. Es posible diseñar un objeto de reutilización ilimitada, aunque no se utilice siempre para la misma función. Este objeto puede convertirse en un nutriente para la biosfera, donde es posible separar todos sus componentes y reutilizarlos o reciclarlos, evitando así la generación de desperdicios.

Notas

• ¹. Así lo describe Mauricio Vargas en “Sistema Ensamble – Madera: Sistema de estructuras portantes prefabricadas en base a madera para viviendas y otras edificaciones de luces menores”, Tecnología y Construcción Vol. 26 Núm. 3 (2010).
• ². Los pilotes de madera ofrecen calidad y durabilidad comparables a materiales alternativos si se respetan sus peculiaridades. Son aptos para terrenos granulares sueltos, suelos ácidos o alcalinos, y lugares con alto contenido de sulfatos o dióxido de carbono libre. Sin embargo, no son adecuados para terrenos duros.
• ³. La guía más larga se extiende más allá de los postes para atornillarse en la parte inferior a la plataforma y en la parte superior a las piezas de la estructura de la cubierta.
• ⁴. La superficie está formada por un tablero de contrachapado de 9 mm que actúa como elemento rigidizador.
• ⁵. La propuesta contempla zonas climáticas adversas por lo que la sección de estas vigas sería adecuada para resistir las cargas del viento en situaciones de tormenta o huracán, aunque se puede reducir si la vivienda se sitúa fuera de zonas huracanadas. Igualmente deben tenerse en cuenta las normativas de aplicación de la región donde se implante.
• 6. El proyecto se centra en el caso mexicano

Bibliografía

• Ariel Calderón, Manuel. 2013. “Prefabricación Y Vivienda de Emergencia: Estudio Comparativo de Sistemas Constructivos Industrializados Utilizados En Viviendas Temporales Post-Desastre: Caso Haití (2010).” Projecte Final de Màster Oficial, UPC, Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona, Departament d’Enginyeria de la Construcció. http://hdl.handle.net/2099.1/19614.
• Shelter Centre, Transitional Shelter Guidelines (Shirin Narymbaeva, mayo 2012).
• Vargas, Mauricio. “Sistema Ensamble – Madera: Sistema de estructuras portantes prefabricadas en base a madera para viviendas y otras edificaciones de luces menores”, Tecnología y Construcción Vol. 26 Núm. 3 (2010)
• VVAA, IDFABRIK. Investigación para interpretar las claves de los diferentes sistemas constructivos industrializables y su posible aplicación en la vivienda de protección pública en el ámbito de la CAPV (Vitoria-Gasteiz: Departamento de Arquitectura /Arquitectura Saila, Universidad del País Vasco /Euskal Herriko Univertsitatea, 2012).