Un sistema modular y prefabricado de ‘anillos’ concretos se puede conectar de diferentes maneras para construir una gama de modelos de hogares de eficiencia energética. Crédito: Pablo Moyano Fernández, CC By-SA
La madera es, con mucho, el material más común Utilizado en los EE. UU. Para la construcción de viviendas unifamiliares.
Pero la construcción de madera no está diseñada para la durabilidad a largo plazo, y a menudo de bajo rendimientoparticularmente frente a eventos meteorológicos extremos cada vez más comunes.
En respuesta a estos desafíos, creo que las casas de concreto producidas en masa pueden ofrecer viviendas asequibles y resistentes en los EE. UU. Al aprovechar las últimas innovaciones de la industria concreta prefabricada, este tipo de construcción de viviendas puede satisfacer las necesidades de un mundo cambiante.
El ascenso de Wood al poder
Más del 90% de las nuevas casas construidas en los EE. UU. Confiar en el marco de madera.
Wood tiene profundas raíces históricas como material de construcción en los Estados Unidos, que se remonta a los primeros colonos europeos que construyeron refugios Usando la abundante madera nativa. Una de las tipologías más reconocibles era la cabina de troncos, construida a partir de grandes troncos de árboles con muescas en las esquinas para la estabilidad estructural.
En la década de 1830, la construcción de madera sufrió un cambio significativo con la introducción del marco de globo. Este sistema utilizó madera estandarizada, aserrada y uñas producidas en masa, lo que permite componentes de madera mucho más pequeños para reemplazar los marcos de madera pesados anteriores. Podría ser ensamblado por trabajo no calificado utilizando herramientas simples, lo que lo hace accesible y económico.
A principios del siglo XX, El encuadre de globo evolucionó en el encuadre de la plataformaque se convirtió en el método dominante. Al usar longitudes de madera más cortas, el marco de plataforma permitió que cada piso se construyera como una plataforma de trabajo separada, simplificando la construcción y mejorando su eficiencia.
La proliferación y evolución de la construcción de madera ayudó a dar forma a la identidad arquitectónica y cultural de la nación. Durante siglos, las casas enmarcadas en madera han definido la idea estadounidense del hogar, tanto que, incluso hoy, cuando los estadounidenses imaginan una casa, generalmente imaginan una construida de madera.
Hoy, la construcción de madera de marco de luz domina el mercado residencial de los Estados Unidos.
La madera es relativamente asequible y está fácilmente disponible, ofreciendo una solución rentable para la construcción de viviendas. Los contratistas están familiarizados con las técnicas de construcción de madera. Además, los códigos y regulaciones de construcción se han adaptado durante mucho tiempo a los sistemas de marco de madera, lo que refuerza aún más su prevalencia en la industria de la vivienda.
A pesar de sus ventajas, se presenta la construcción de marco de luz de madera Varias limitaciones importantes. La madera es vulnerable al fuego. Y en regiones propensas a huracanes y tornados, las casas con marco de madera pueden dañarse o destruirse.
La madera también es altamente susceptible a problemas relacionados con el agua, como hinchazón, deformación y deterioro estructural causado por fugas o inundaciones. Vulnerabilidad a las termitasEl moho, la pudrición y el moho comprometen aún más la longevidad y la seguridad de las estructuras con marco de madera, especialmente en ambientes húmedos o mal ventilados.
El caso de concreto
Mientras tanto, Concrete ha revolucionado la arquitectura e ingeniería durante el siglo pasado. En mi trabajo académico He estudiado, escrito y enseñado sobre las muchas ventajas del material..
El material ofrece fuerza inigualable y durabilidad, al tiempo que permite la flexibilidad de diseño y la versatilidad. Es de bajo costo y bajo mantenimiento, y tiene altas propiedades de masa térmicaLo que se refiere a la capacidad del material para absorber y almacenar calor durante el día, y liberarlo lentamente durante las noches más frías. Esto puede reducir los costos de calefacción y enfriamiento.
Recintos de concreto diseñados adecuadamente ofrecer un rendimiento excepcional contra una amplia gama de peligros. El concreto puede resistir fuego, inundaciones, moho, infestación de insectos, terremotos, granizo, huracanes y tornados.
Se usa comúnmente para la construcción de viviendas en muchos Partes del mundocomo Europa, Japón, México, Brasil y Argentina, así como en la India y otras partes del sudeste asiático.
Sin embargo, a pesar de sus múltiples beneficios, las casas unifamiliares concretas son raras en los Estados Unidos
Esto se debe a que la mayoría de las estructuras de concreto están construidas Usando un proceso llamado Cast-in-Place. En esta técnica, el concreto se forma y se vierte directamente en el sitio de construcción. El método se basa en moldes incorporados. Después de que el concreto se lanza y se cura durante varios días, se elimina el formulario.
Este proceso es intensivo en mano de obra y lento, y a menudo produce un desperdicio considerable. Esto es particularmente un problema en los Estados Unidos, donde el trabajo es más costoso que en otras partes del mundo. El costo material y de mano de obra puede ser tan alto como 35% a 60% del costo total de construcción.
El cemento de Portland, el agente de unión en el concreto, requiere energía significativa para producir, lo que resulta en considerables emisiones de dióxido de carbono. Sin embargo, este costo ambiental a menudo se compensa con la durabilidad del concreto y la larga vida útil.
La flexibilidad de diseño de concreto y la integridad estructural lo hacen particularmente efectivo para las estructuras a gran escala. Entonces, en los Estados Unidos, verá que se usa para grandes edificios comerciales, rascacielos y la mayoría de las carreteras, puentes, presas y otros proyectos de infraestructura crítica.
Pero cuando se trata de casas unifamiliares, el concreto fundido en el lugar plantea desafíos a los contratistas. Existen los mayores costos de construcción iniciales, junto con la falta de experiencia en subcontratistas. Por estas razones, la mayoría de los constructores y contratistas se quedan con lo que saben: el marco de madera.
Un nuevo modelo para la construcción de viviendas
Hormigón prefabricadoSin embargo, ofrece una alternativa prometedora.
A diferencia de los sistemas de concreto de fundición en el lugar, permiten la fabricación fuera del sitio en condiciones controladas. Esto mejora la calidad de la estructura, al tiempo que reduce los desechos y la mano de obra.
La casa de CretaUn prototipo en el que trabajé en 2017 junto con un equipo en la Universidad de Washington en St. Louis, mostró las ventajas de la construcción de viviendas prefabricadas.
Para construir el hogar de concreto prefabricado, usamos concreto de ultra alta rendimientoUno de los últimos avances en la industria del concreto. En comparación con el concreto convencional, es aproximadamente seis veces más fuerte, prácticamente impermeable y más resistente a los ciclos de congelación-descongelación. El concreto de ultra alto rendimiento puede durar varios cientos de años.
La fuerza de la casa Creta se probó disparando un trozo de madera a 120 mph (193 kph) para simular escombros voladores de un tornado F5. No pudo romper el muro, que era Solo 2 pulgadas (5.1 centímetros) de espesor.
Sobre la base del éxito de Creta House, diseñé el Casa compacta como una solución para viviendas asequibles y resilientes. La casa consiste en un sistema de concreto modular y prefabricado de “anillos” que se pueden conectar para formar toda la estructura (pisos, paredes y techos) creando casas herméticas y eficientes en energía. Se puede elegir una serie de anillos diferentes de un catálogo para entregar diferentes modelos que pueden variar en tamaño de 270 a 990 pies cuadrados (25 a 84 metros cuadrados).
Los anillos prefabricados se pueden transportar en remolques de plataforma y ensamblarse en una unidad en un solo día, reduciendo drásticamente la parto, el tiempo y el costo en el lugar.
Dado que se construyen con formas de concreto duraderas, la casa se puede producir fácilmente en masa. Cuando las casas de concreto prefabricadas son producidas en masa, el costo puede ser competitivo con las casas tradicionales enmarcadas de madera. Además, las casas están diseñadas para durar mucho más de 100 años, muy largas que las estructuras de madera típicas, mientras reducen significativamente las facturas de servicios públicos, los gastos de mantenimiento y las primas de seguros.
El proyecto también se imagina como un diseño de código abierto. Esto significa que los moldes, que son caros, están disponibles para que cualquier productor prefabricado los use y modifique.
Aprovechar una red que ya está en su lugar
Dos limitaciones clave de la construcción de concreto prefabricado son el tamaño y el peso de los componentes y la distancia al sitio del proyecto.
Los elementos prefabricados deben cumplir con las regulaciones de transporte estándar, que imponen restricciones tanto en tamaño como en peso para pasar por debajo de los puentes y evitar daños en la carretera. Como resultado, los componentes generalmente se limitan a dimensiones que pueden transportarse de manera segura y legal por camión. Cada una de las piezas de la casa compacta es lo suficientemente pequeña como para ser transportadas en remolques estándar.
Además, los costos de transporte se convierten en un factor importante más allá de cierto rango. En general, el radio de entrega práctico de una planta prefabricada a un sitio de construcción es de 500 millas (805 kilómetros). Cualquier cosa más allá de eso se vuelve económicamente inviable.
Sin embargo, la infraestructura para construir casas de concreto prefabricadas ya está en su lugar. Dado que el concreto prefabricado a menudo se usa para edificios de oficinas, escuelas, complejos de estacionamiento y grandes edificios de apartamentos, Ya hay una extensa red nacional de plantas de fabricación. capaz de producir y entregar componentes dentro de ese radio de 500 millas.
Hay otros enfoques para construir casas con concreto: las casas pueden usar Unidades de mampostería de concretoque son similares a los bloques de ceniza. Esta es una técnica común en todo el mundo. Formas de concreto aislado Involucre bloques de espuma rígidos que están apilados como ladrillos LEGO y luego se llenan con concreto vertido, creando una estructura con aislamiento incorporado. Y hay incluso Hormigón impreso en 3DUna tecnología en rápida evolución que se encuentra en sus primeras etapas de desarrollo.
Sin embargo, ninguno de estos usa módulos de concreto prefabricado, los anillos en mis prototipos, y, por lo tanto, requieren un tiempo y trabajo en el sitio sustancialmente más largo.
Para mí, las casas de concreto prefabricadas ofrecen una visión convincente para el futuro de las viviendas asequibles. Significan un cambio generacional de la construcción a corto plazo hacia el valor a largo plazo, redefiniendo lo que significa construir para la resiliencia, la eficiencia y la equidad en la vivienda.
Proporcionado por la conversación
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Cita: para estimular la construcción de casas asequibles y resilientes, el futuro es concreto (2025, 23 de junio) recuperado el 23 de junio de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-06-spur-resilient-homes-future-concrete.html
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