B2.4. PROTOTIPO

Modular Arquitect Nico

B2.4.1. Prototipo

1: Un modelo original sobre el que se modela algo.

2: Un individuo que exhibe las características esenciales de un tipo posterior.

3: Una primera forma a gran escala y generalmente funcional de un nuevo tipo o diseño de una construcción (Merriam Webster, 2022).

A pesar de las definiciones establecidas previamente, en el concepto de prototipo (orientado al campo de la arquitectura y el diseño en general), intervienen múltiples enfoques que lo estructura y lo convierte en un paradigma de un nuevo proceso de diseño (Papamanolis, 2018).

Por lo que, un prototipo no es más que, un modelo preliminar del producto que se está diseñando; en tal virtud, este prototipo puede comprender la representación del objeto, la demostración de sus características o la simulación de la funcionalidad del producto (Ruales, 2017). A raíz de esto, este objeto adquiere un importante valor para el diseñador o el arquitecto durante las etapas del proceso de trabajo. En otras palabras, estos profesionales emplean esta herramienta para experimentar con los aspectos técnicos, estructurales o estéticos de la propuesta y así conseguir la mayor cantidad de información pertinente para mejorar el proyecto. De esta manera se sintetiza que, todo modelo de prueba previo a un producto final, es considerado un prototipo y su función se especializa en evaluar y comprobar el cumplimiento de especificaciones, la funcionalidad, la estética, la experiencia, las características y los detalles del producto que se está diseñando (Ruales, 2017).

Desde la perspectiva del prototipo y su clasificación, estos se dividen en conceptual o exploratorio, experimental y operacional (Ruales, 2017). En cada una de estos enfoques, se emplean paralelamente herramientas digitales y análogas, dependiendo su complejidad y el nivel de precisión buscado.

Con respecto al medio de representación, los prototipos pueden ser planteados en distintos formatos, sean físicos o digitales, todo dependerá del objetivo que el diseñador o el arquitecto busque para su propuesta. Gracias a estos recursos, dichos profesionales pueden plasmar sus ideas espaciales gracias a la proporción de escalas, evaluar la viabilidad de la propuesta y desarrollar la creación de nuevas iteraciones al diseño. Por tanto, el Instituto Nacional de Tecnología Industrial de Argentina (2009) establece la versatilidad que tienen los prototipos para ser adaptados, destacando los bocetos, las maquetas, los modelos, el prototipo y la pequeña serie (como se citó en Ruales, 2017, p.9).

Archdaily (https://www.archdaily.com/984981/mobile-working-cabin-for-rural-vitalization-school-of-architecture-and-urban-planning-nanjing-university/62c7b4914cfd3b01661ebc46-mobile-working-cabin-for-rural-vitalization-school-of-architecture-and-urban-planning-nanjing-university-photo)

B2.4.2. Arquitectura modular

B2.4.2.1. Descripción

La historia nos evidencia que, el ser humano es una entidad que está en constante evolución, al igual que su entorno, por tanto el diseño y la construcción de espacios que sean adaptables a dichas necesidades constituye en una cualidad inherente de la arquitectura modular.

Según el American Institute of Architects, “la arquitectura modular es un proceso único en el que la estructura y otros componentes de un edificio se prefabrican en un lugar diferente, se transportan al destino real y luego se ensamblan para formar el edificio” (como se citó en XO3D, 2021). Dichos componentes del edificio son construidos a su vez en partes llamadas módulos, que son elementos más pequeños que pueden ser manufacturados industrialmente dentro de condiciones controladas, también pueden ser transformados o sustituidos de manera independiente entre sí mismos sin afectar el sistema estructural final.

De igual manera, cuando el conjunto de estos módulos son ensamblados in-situ, resulta en una unidad arquitectónica resistente. “Esta modularidad puede abordar las deficiencias de las estructuras tradicionales y proporcionar a los usuarios flexibilidad, interfaces adaptables, reparación estandarizada, durabilidad y personalización, además de ser sostenible y resistente a los efectos del tiempo” (Larsson, s. f.). Paralelamente, debido a que la construcción está realizada bajo condiciones controladas, lo que mejora la implementación de las estandarizaciones, permite que el producto final alcance la mayor calidad posible, desde su resistencia hasta su precisión volumétrica.

A su vez, la modularidad permite experimentar extensas configuraciones de los módulos, lo que se traduce en la generación de distintas variaciones para las propuestas, esto provoca que este tipo de diseño sea empleado en otros campos diferentes a la arquitectura, como en la industria de la moda, el automotriz, el computacional, el diseño de productos y mobiliarios, así como en el diseño de interior.

En otro orden de ideas, los elementos constructivos del diseño modular, son construidos de dos métodos distintas, la primera es como unidades volumétricas cerradas que pueden ser conectadas como un conjunto entre sí, mientras que la segunda es por componentes individuales o no volumetrica, las cuales son ensambladas in-situ para formar una unidad volumétrica (American Institute of Architects, 2019).

Por otro lado, independientemente del método utilizado, la arquitectura modular puede ser empleada en construcciones permanentes o de carácter efímero, dependiendo del proyecto a realizar. Por tanto, la construcción modular permanente se utiliza para ocupaciones a largo plazo, como oficinas, escuelas y hospitales, mientras que la construcción modular temporal se utiliza para ocupaciones a corto plazo, como ferias, exposiciones comerciales y viviendas temporales (Paredes, 2022).

B2.4.2.2. Beneficios y obstáculos

El diseño modular, así como toda tipología constructiva, manifiesta un conjunto de beneficios y desventajas que deben ser comprendidos previo al inicio de un proyecto de este tipo. No obstante, una de las principales razones por las que más proyectos utilizan la construcción modular es que existe un reconocimiento cada vez mayor de los beneficios que ofrece el enfoque. Con respecto a los beneficios, el AIA (2019) destaca los siguientes puntos:

Calidad

Los elevados niveles de control de calidad de los elementos arquitectónicos son resultado de la utilización de herramientas digitales que permiten la precisión del producto, en conjunto con la automatización de los procesos y de la supervisión especializada de estos.

Productividad

Aplicando este sistema constructivo, se puede emplear la simultaneidad en el proceso de construcción, es decir, mientras que en fábrica se construyen las piezas estructurales del proyecto, pueden ir siendo trabajados los cimientos en el lugar de emplazamiento. Además, dado que un enfoque de construcción modular requiere un alto nivel de coordinación y colaboración entre los miembros del equipo del proyecto, promueve un proceso más integrado que a su vez puede conducir a una mayor productividad durante las etapas de diseño y planificación del proyecto.

Seguridad

Durante la construcción es de suma importancia aplicar los métodos de protección y seguridad indicados según las normativas pertinentes. En la arquitectura modular, no es la excepción, sin embargo, este tipo de construcción para los trabajadores presenta mayor seguridad, debido que el entorno de trabajo es controlado y sistematizado, por lo que están menos expuestos a peligros que surgen en el sitio de construcción o condiciones climáticas.

Horarios

En el transcurso de la construcción suceden imprevistos de fuerza mayor que no pueden ser manejados, como son las condiciones climáticas adversas, anteriormente mencionadas. Por el contrario, una situación como esa puede ser mimetizada si el mayor porcentaje de la construcción es realizada fuera del sitio, es decir, en las fábricas o talleres correspondientes, ya que de esta manera al estar todo controlado, se facilita un horario más preciso y predecible. Además, si un proyecto se coordina de modo que el trabajo en el sitio y la ingeniería previa a la construcción se realicen al mismo tiempo que los componentes del edificio se fabrican fuera del sitio, el cronograma de construcción se puede acortar entre un 30 y un 50 por ciento, según Modular Building Institute.

Costos y valor

Dependiendo del tipo de proyecto a realizar, al aplicar el diseño modular puede significar una reducción sustancial en los gastos con respecto a la construcción tradicional. Por igual, si la asequibilidad y el costo controlado son la principal preocupación de un proyecto, se puede usar la construcción modular para lograrlo, pero requerirá una mayor intención en el diseño y una planificación minuciosa.

Sostenibilidad

Por su parte, la sostenibilidad de un proyecto puede verse potencializada a través de la construcción modular por distintos factores. En primer lugar, a través de esta, “el control con el uso de los materiales es superior, lo que resulta en una reducción de la entrada y el desperdicio de materiales en comparación con la construcción tradicional en el sitio” (Krug, 2013).

Además, con el trabajo en conjunto de diseñadores y fabricantes se coordina la selección de productos de reducido efecto tanto en la sustracción de materiales, como su fabricación o transporte. Por otro lado, con el sistema modular, la construcción o ensamblaje requiere un menor tiempo de trabajo que el método tradicional (tomando en cuenta el diseño del proyecto) lo que resulta en la reducción de personal, disminución de la manufactura de los materiales y por ende el tráfico que este genera (Krug, 2013). Además “la sostenibilidad implica la búsqueda simultánea de la prosperidad económica, la calidad ambiental y la equidad social. La construcción sostenible debe funcionar no en función de un único resultado financiero, sino de este triple resultado” (Krug, 2013).

En otro orden de ideas, aunque la arquitectura modular posee unos prominentes beneficios, esta también presenta ciertas desventajas u obstáculos que los diseñadores deben tener presente antes de su implementación. Según la guía “Design for modular construction: An introduction for architects”, las barreras que presenta la construcción de un diseño modula corresponden a las siguientes:

• Es posible que los fabricantes modulares no puedan producir formas muy complejas de manera rentable.

• La construcción modular puede requerir algún tiempo adicional para las aprobaciones e inspecciones en lugares donde la jurisdicción local está menos familiarizada con los métodos de fabricación fuera del sitio.

• En general, la construcción modular puede resultar en una estructura más voluminosa, ya que cada módulo tiene sus propias paredes, piso y techo independientes. Esto significa suelos más profundos y paredes más gruesas en comparación con la construcción tradicional.

• Un edificio con espacios libres muy amplios y techos abiertos considerablemente altos, por ejemplo, una tienda de “caja grande”, no es propicio para la construcción modular.

• Actualmente, muchos fabricantes de módulos se enfocan en segmentos de mercado específicos y en edificios de altura media a baja y no pueden producir fácilmente una amplia gama de tipos y tamaños de proyectos.

• La falta general de experiencia también puede impedir que los propietarios y los equipos de proyecto se sientan cómodos con la construcción modular.

• Algunos arquitectos también pueden creer que la construcción modular limita sus opciones de diseño o restringe su control, pero en realidad puede adaptarse a una amplia gama de formas y estilos a través de métodos de personalización masiva, lo que ofrece mucha libertad de diseño.

|IMPERIO ROMANO|

Se prefabricaron sus fuertes en secciones lo suficientemente pequeñas como para transportarlos al destino deseado para una instalación o para ensamblar en el destino real de manera rápida y sencilla.

|CHINA|

Utilización del manual técnico chino más antiguo sobre estándares de construcción de edificios, Yingzao Fashi (traducido como «Estándares de construcción del Estado»).

|JAPÓN|

El primer tatami data del siglo VIII, es utilizado para revestir la totalidad del suelo y consistían un sistema de regulación generaba espacios modulares y homogéneos entre las distintas viviendas japonesas.

Línea cronológica

|MASSACHUSETTS|

Instalación de las primeras casas modulares prefabricadas ubicadas en Cape Anne, Massachusetts, fue enviada desde Inglaterra como paneles de madera individuales, para ser ensambladas en EE.UU.

|INGLATERRA|

La Revolución Industrial proporcionó al sector de la construcción también recibe una gran cantidad de mejoras, experimentando una progresiva industrialización.

|AUSTRALIA|

Creación de la primera construcción modular, la Manning Cottage, del carpintero londinense Herbert Manning. Este prototipo se convirtió en la primera casa completamente prefabricada documentada.

[Siglo

|CALIFORNIA|

Debido a la fiebre del oro, se crearon más de mil viviendas del tipo transitorio para albergar grandes flujos de personas.

|LONDRES|

Celebración de la Exposición Universal de 1851, donde es mostrado el Crystal Palace de Joseph Paxton, que sintetiza la construcción prefabricada y modular de la época.

Inicios

|ALEMANIA|

Creación de la Bauhaus como una escuela de artes aplicadas, cuyas enseñanzas buscaba orientar para el diseño de la producción en serie. Esto fue un de los puntos para el desarrollo de una arquitectura seriada y modular.

|ESTADOS UNIDOS|

La idea de una construcción producida en serie y montada en cualquier parte del mundo, siempre estuvo en la idea arquitectónica de referentes del movimiento moderno. Destacándose el arquitecto Mies Van der Rohe, quien se enfrentó al diseño modular y a la construcción con forjado reticular en numerosos rascacielos.

|NEW

YORK, EE.UU|

Con motivo de la exposición

Modern Architecture: International Exhibition, Lawrence Kocher y Albert Frey diseñaron la Aluminaire House, una vivienda realizada íntegramente con materiales industriales de producción masiva.

|MICHIGAN,

Buckminster Fuller diseña una versión temprana de su Dymaxion House, una casa con cúpula de metal que se desmonta y transporta fácilmente. La palabra "Dymaxion", que combina las palabras dinámico, máximo y tensión.

|NEW

YORK, EE.UU.|

Frank Lloyd Wright diseñó la Casa Usonian, resultado de la conjunción de USA y de Utopía, utilizando un sistema de cuadrícula que permite la repetición de detalles y dimensiones, igualmente, todas ellas estaban edificadas con un sistema constructivo basado en la estandarización y prefabricación de diferentes piezas.

|GLOBAL|

La finalización de la Segunda Guerra Mundial presentó un nuevo escenario a nivel social. Ante la necesidad de construir viviendas para alojar a millares de personas que quedaron sin hogar, la producción seriada tomó un auge inusitado.

|MICHIGAN,

EE.UU|

El arquitecto Moshe Safdie diseñó y construyó Habitat 67, un edificio residencial de 12 pisos que consta de 354 módulos de hormigón prefabricados idénticos.

|JAPÓN|

El arquitecto Kisha Kurokawa diseñó y construyó la Torre Cápsula Nakagin. Contenía 140 unidades completamente independientes preinstaladas y cada unidad modular fue diseñada para ser removida y reemplazada como un seguro para la longevidad general del edificio.

|GLOBAL|

Desde el nuevo milenio comienza un siglo de interés renovado en la arquitectura modular: en poco tiempo, se lanzan y son bien recibidos el popular LV de Rocio Romero, Glidehouse y Breezehouse de Michelle Kaufmann y Desert House de Marmol Radziner.

|COPENHAGUE|

|GLOBAL|

Construcción del Banco de Hong Kong y Shanghái por el arquitecto Sir Norman Foster, un edificio emblemático que implementó sistemas y elementos prefabricados para poder flexibilizar el proyecto.

Construcción de las viviendas modulares Dortheavej por la firma de arquitectos Bjarke Ingels Group, es un edificio que alberga 66 viviendas de bajo coste, construido en base a módulos prefabricados de madera a modo de contenedores que son apilados uno sobre otro, dejando libre el espacio intermedio entre ellos y mantenimiento intacto su contexto natural.

B2.4.4. Proceso constructivo de la arquitectura modular

La creación de un proyecto modular compone una serie de etapas secuenciales, cuya implementación efectiva de la construcción modular requiere un compromiso con la planificación temprana y la toma de decisiones (American Institute of Architects, 2019). Por tanto, aplicar una filosofía modular desde el principio del proceso es crucial para alcanzar los beneficios deseados. Así que, cuando se busca un enfoque modular en un proyecto arquitectónico, se debe tomar en cuenta los aspectos a continuación:

• Proyectos donde la reducción del cronograma es un motivador principal para el propietario.

• Proyectos con elementos repetitivos, como aulas, dormitorios u oficinas.

• Proyectos con entramado relativamente denso y sin luces excesivas.

• Proyectos ubicados en sitios remotos o menos accesibles donde la construcción en el sitio sería difícil.

• Proyectos ubicados en áreas donde la mano de obra no está disponible.

Luego de ser identificado o confirmando que la mayoría de los aspectos anteriores son observados en el proyecto a proponer, se puede proseguir con las fases del diseño modular.

Predise O

Proceso inicial del proyecto donde se establecen las preliminares técnicas, legales y organizativas que se llevarán a cabo. Durante este proceso se establecen los entes responsables de cada etapa, se elabora el cronograma secuencial de trabajo y se identifican las normativas o códigos para la ejecución de la misma.

Dise O

Proceso investigativo y creativo donde se plantea el aspecto conceptual de la propuesta, se analizan casos de estudios de proyectos similares y se desglosa la propuesta en cimientos, estructura, envolvente, diseño interior, plomeria y aislamientos necesarios. De igual manera, se dictan los requerimientos del diseño. Para este punto, es de considerable importancia realizar todas las decisiones de diseño posibles, debido que la arquitectura modular es un proceso secuencialmente estructurado, puede ocasionar altos costos si se realizan cambios luego de iniciar con el proceso de desarrollo y construcción del producto.

Recordando que el fabricante modular y el contratista deben ser tomados en cuenta durante esta etapa para brindar asistencia en el diseño de elementos detallados, como la estructura del piso al techo y el MEP y el enrutamiento de protección contra incendios en todo el edificio, así como para asesorar sobre la ubicación de la grúa y la secuencia de montaje.

Desarrollo

A partir de las bases del diseño pautadas, se inicia de manera paralela el proceso experimental de la propuesta, o Desarrollo, que se caracteriza por la prueba y error del diseño, hasta que este cumpla con los requisitos establecidos. Dicho proceso puede ser realizado mediante herramientas BIM, como manuales.

Detalle

Tras realizar el diseño general de la propuesta, se prosigue con el proceso de detalle del producto, etapa donde minuciosamente se precisa cada pieza de cada componente constructivo, confirmando que las dimensiones están estandarizadas, que el diseño de conexiones entre componentes y entre módulos sean adecuados para su montaje y desmontaje y la verificación de rendimiento térmico y filtraciones.

Organizaci N

Proceso donde se dispone a producir todas las documentaciones necesarias para detallar el sistema de organización del proyecto, es decir, se elaboran los planos con las informaciones necesarias que especifican todo el diseño así como el procedimiento de montaje y ensamblaje de cada una de las piezas o módulos diseñados. Esto generalmente implica un mayor grado de simplicidad y codificación de los elementos para su posterior uso.

Fabricaci N

Proceso de manufacturación de la propuesta de diseño. Durante esta etapa, el fabricante modular confirmará el plan de producción, realizando muestras del mismo, al construir los módulos, es esencial asegurarse de que no haya conflictos en las líneas de coincidencia, y en caso que los elementos entran en conflicto, se debe proceder a realizar ligeros ajustes a los planos.

Entrega

Proceso dedicado al traslado de las piezas desde el centro de fabricación hasta el sitio en cuestión. Este procedimiento es estudiado en la etapa del pre-diseño, para contemplar las distancias y costes que este puede ocasionar al proyecto. Se establecen los métodos de entrega y manipulación del producto.

Armado

Proceso final del proyecto, donde se procede con el ensamblaje de los módulos en el sitio, los cuales deben estar previamente diseñados para el montaje continuo y así asegurar el cumplimiento de los parámetros de seguridad, calidad, tiempo y costo. Por tanto, en esta fase se colocan los módulos, se conectan entre sí y luego se sujetan a la base, luego se instalan las envolventes y sus revestimientos y acabados correspondientes.

B2.4.5. Arquitectura modular local

La creación de un proyecto modular compone Desde una perspectiva local, la arquitectura modular es un campo del diseño abordado en proyectos de menor escala, respecto a otras naciones del mundo. Sin embargo, con el tiempo se va desarrollando una tendencia que abre las puertas a una nueva forma de entender la arquitectura pública y residencial. Para el sector de la construcción dominicana, la aplicación de diseños modulares, en contraposición a construcciones tradicionales, significa amplios beneficios añadidos, desde el punto de vista económico hasta el aspecto de la sostenibilidad. Además, este tipo de construcción es versátil debido a su capacidad de adaptación y expansión en cualquier momento y lugar.

En la actualidad, la República Dominicana cuenta con algunas empresas dedicadas al “diseño, fabricación e instalación de soluciones modulares que se adaptan a las necesidades” (Pérez, s.f.) de las personas. En cuanto a entidades especializadas en este tipo de diseño y construcción es destacable el trabajo realizado por Solución Modular Smart, quienes procuran “diseñar y analizar las estructuras a partir de códigos nacionales e internacionales para sus proyectos modulares” (Pérez, s.f.).

Por otro lado, en el campo del ejercicio del diseño modular, la utilización de contenedores marítimos como módulo básico para la construcción de este tipo es actualmente, el de mayor reincidencia, ya sean destinados para propuestas habitacionales, hospitalarios, turísticos o comerciales.

Referente al ambiente habitacional, la firma Herrero Arquitectos plantea diseños de carácter modular a través de contenedores, ya que de esta manera el proyecto contempla el tema del reciclaje y la adaptabilidad a su favor. La propuesta habitacional que presentan es resuelta mediante dos contenedores que funcionan como los módulos principales y a estos le son aplicados los sistemas adecuados para su aclimatación (Herrero Arquitectos, s. f.).

Mientras que entre las propuestas hospitalarias se destaca el diseño de hospitales móviles realizado por la Universidad Nacional Pedro Henríquez Ureña (UNPHU), a través de la Escuela de Arquitectura y Urbanismo. Dichos hospitales estaban contemplados en furgones o contenedores cuyo concepto correspondía a “una respuesta rápida en salud para mitigar desastres y con la intención de ser usados en diferentes áreas, países y regiones” (UNPHU, 2020). Además que están diseñados para poder ser trasladados a zonas menos pobladas, en estos casos para el aislamiento de los pacientes con COVID-19).

Desde la óptica comercial, resalta el Food Park Bellamar en la Romana, una plaza de degustaciones culinarias donde las infraestructuras de los espacios se caracterizan por ser contenedores adaptados a espacios de comedor o de restaurantes.

Por último, en el sector turístico destaca la propuesta de AR01 Estudio del Hotel Ecológico Hodelpa en Las Galeras, Samaná, donde el proyecto busca aprovechar el ecosistema virgen de la zona, por lo que, aplican los contenedores como módulos al diseño una solución en base al reciclaje y de bajo impacto al medio ambiente (Revista AAA, 2020).

Aunque los contenedores son adaptados para los diseños arquitectónicos, y por su configuración y rápida ejecución son considerados vertientes de la arquitectura modular, es importante resaltar que “los contenedores están creados y diseñados para transporte y carga marítima y terrestre, en cambio, las soluciones modulares están diseñadas y concebidas en su totalidad para ser usadas por personas” (Uribe, 2022). Por lo que, crear los módulos directamente trae consigo mejores posibilidades de diseño para la habitabilidad humana.