Diseñar y construir smart buildings. Este fue el motivo que empujó a un consorcio de empresas, liderado por la constructora Sando, para iniciar en 2012 el proyecto IESEI (Investigación sobre Edificación Sismoresistente, Energéticamente Eficiente e Inteligente en su Ciclo de Vida). El resultado es el desarrollo de un sistema de construcción integral que incorpora, por un lado, un sistema de ejecución altamente industrializado gracias a la utilización de paneles prefabricados de hormigón y, por otro, un paquete de herramientas TIC que facilitarán a los agentes intervinientes las actividades propias de las fases de diseño, construcción y explotación del edificio.
Este proyecto, ubicado dentro del programa INNTERCONECTA, tenía como primer objetivo diseñar un sistema de paneles prefabricados de hormigón con capacidad sismorresistente y cuyo ensamblaje, realizado en su totalidad mediante uniones secas, diera lugar a estructuras portantes capaces de soportar no sólo el peso de un edificio de hasta siete plantas, sino también las solicitaciones dinámicas que se producen durante un movimiento sísmico del terreno sobre el que se asientan. Se trata de paneles de hormigón armado de 20 cm de canto y de hasta 8 metros de longitud cuya ejecución se lleva a cabo en plantas de producción en serie para alcanzar un alto grado de industrialización.
Junto al diseño de los paneles, el siguiente paso consistía en crear un sistema edificatorio que permitiera una construcción rápida, fácil, económica, que proporcionara flexibilidad de adaptación a la parcela para diferentes usos y diseños, y que fuera resistente a movimientos sísmicos de hasta 6,5 en la escala Richter. Además, el modelo edificatorio debía cumplir con las máximas exigencias de sostenibilidad y de ahorro energético, para lo cual se han integrado en el diseño tanto medidas de arquitectura pasiva, como sistemas de captación de energía solar.
Para la validación estructural del sistema se han realizado pruebas computacionales mediante programas de cálculo de estructuras, modelizando un edificio residencial de siete plantas y analizando su comportamiento ante la acción combinada de cargas estáticas y de solicitaciones dinámicas, dando como resultado que el sistema diseñado resiste satisfactoriamente estos esfuerzos. Para reforzar estos resultados, se han llevado a cabo una serie de ensayos sobre modelos de paneles a escala real. En primer lugar, se han obtenido los modos de fallo frente a cargas estáticas en el laboratorio de estructuras del Instituto Eduardo Torroja. En segundo lugar, se ha ensayado en la mesa sísmica del laboratorio de estructuras del CEDEX un pórtico con dos niveles de forjado, sometiéndolo a cargas dinámicas similares a las que experimentaría durante un terremoto.
La otra gran vertiente abordada en el proyecto es la de las TIC a través varios programas informáticos:
La aplicación informática CALENSIS permite obtener, a partir de unos datos de entrada y de forma prácticamente simultánea, la certificación energética y la calificación sismorresistente de un edificio. Actualmente existen en el mercado numerosos programas informáticos que califican la eficiencia energética de los edificios, sobre todo a raíz de la obligatoriedad de presentar esta certificación en las operaciones de compraventa y de arrendamiento de viviendas. Sin embargo, no se conocía ninguno que fuese capaz de determinar el desempeño sismorresistente de un edificio, a pesar de la trascendencia que tiene. El programa CALENSIS representa una herramienta de gran utilidad durante la fase de diseño del edificio, pues permite adoptar medidas de eficiencia y ahorro energético y medidas de seguridad estructural frente a defectos detectados.
Dentro del proyecto IESEI se ha desarrollado otro software para optimizar el proceso constructivo mediante una aplicación capaz de gestionar toda la documentación generada durante el transcurso de una obra, (proyecto de ejecución, trazabilidad, planos, calidad, documentos administrativos,…) y que la hace accesible de forma segura a través de ordenadores o bien desde dispositivos móviles tipo tablet o Smartphone, siempre que cuenten con conexión a internet. La aplicación organiza toda la documentación de la obra permitiendo adaptarla a las necesidades de cada proyecto en particular mediante una batería de plantillas que pueden ser modificables. Ofrece la opción de realizar la gestión completa de la documentación de múltiple obras.
Para la fase de explotación del edificio también se ha desarrollado otro software que permitirá gestionar, controlar y actualizar de forma segura y eficiente toda la documentación que debe recoger el libro del edificio, de ahí que se haya denominado “Libro Digital del Edificio”. Esta aplicación es capaz de gestionar toda la documentación del edificio generada a lo largo de su vida útil y mantenerla siempre centralizada, actualizada, organizada y accesible desde ordenadores y dispositivos móviles. En esta aplicación quedarán incorporados documentos tales como el proyecto, el acta de recepción, una relación de los agentes intervinientes en el proceso de construcción, las instrucciones de mantenimiento del edificio y sus operaciones programadas, documentación correspondiente a reparaciones, reformas, seguros, certificado de eficiencia energética, inspecciones, etc.
Por último, los Smart buildings incorporan un sistema de monitorización sísmica del edificio que registra las aceleraciones sísmicas alcanzadas durante un terremoto. El sistema de monitorización consta de unos nodos sensores que, estratégicamente colocados en distintos puntos de la estructura (por ejemplo, en las zonas en las que se esperan mayores desplazamientos y en las que se alcanzarán los mayores esfuerzos), leerán de forma sincronizada los valores de aceleración alcanzados en cada punto monitorizado durante un evento sísmico.
Las lecturas realizadas por los nodos sensores son transmitidas a un nodo central que es el encargado de registrarlas y de evaluarlas para determinar si el edificio ha superado su umbral sismorresistente. Todos los eventos registrados por el nodo central son a su vez comunicados al Libro Digital del Edificio para que en él también quede un registro histórico de los fenómenos sísmicos a los que ha sido sometido el edificio a lo largo de su vida útil. Toda la información se publica en Open Data, por lo que es susceptible de ser compartida con organizaciones a las que les sea de interés hacerse con ella: Red Sísmica Nacional, Protección Civil, Bomberos, Policía, etc.
Si este sistema de monitorización se llegara a estandarizar, las ciudades funcionarían como grandes redes de captación de datos sismológicos con las que se podría estudiar al detalle el comportamiento de los edificios.
El proyecto IESEI ha sido llevado a cabo por un consorcio de empresas andaluzas: Sando, Construcciones Vera, Ielco y Mesurex Aeronautics. Para ello, han contado con la valiosa colaboración de los centros tecnológicos Habitec y Citic y con el grupo investigador HUM064, de la Escuela de Arquitectura de Málaga. Además, en las distintas actividades del proyecto también han colaborado el Colegio de Arquitectos de Málaga, el CEDEX y el Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja.
