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Prefabricación en la construcción de casas

¿Cuándo merece la pena invertir en una instalación compacta para un taller de carpintería?

La construcción en madera se caracteriza actualmente por una mayor utilización y por los requisitos individuales de los clientes. En este contexto, el aumento del grado de prefabricación resulta de gran ayuda. Muchos talleres conceden una gran importancia a la rentabilidad y la flexibilidad a la hora de decidirse por una fabricación automatizada.

La cantidad de talleres es muy grande en estos momentos. A ello contribuye también la tendencia al alza en la demanda de casas prefabricadas. Según la asociación alemana BDF, la cantidad de permisos de construcción aumentó un 4,1 % en la primera mitad de 2017, alcanzando un nuevo récord, y la cuota de mercado de las casas prefabricadas aumentó hasta llegar al 19,3 %.
Para satisfacer la demanda resultante y poder fabricar las cantidades necesarias, se precisa una tecnología de producción adecuada, en la que tienen una gran importancia tanto la rentabilidad como la flexibilidad. Es en los talleres pequeños donde la mayoría de los encargos son muy individuales y se precisa una fabricación en tamaño de lote 1. Por eso existen tecnologías especialmente adaptadas a los requisitos de la construcción en madera. Entre ellas se cuentan, por ejemplo, mesas de montaje o puentes multifunción.

Proceso de fabricación automatizado

Una solución que se encuentra frecuentemente en talleres de carpintería es la llamada instalación compacta, formada por un puente multifunción y un girador de mariposa compuesto de dos mesas de montaje. Dado el poco espacio del que se suele disponer en los talleres, la instalación compacta se ha diseñado de forma que necesita poco espacio y se puede colocar también en una nave pequeña. Todos los elementos se fabrican en tan solo 34x9 m². El proceso de fabricación es el siguiente:
Primero se crea manualmente el armazón en la mesa de montaje; distintas variantes de equipamiento facilitan este proceso. Por ejemplo, los topes y los tensores marcan las posiciones de colocación y las correas y los listones están colocados formando un ángulo correcto entre sí. Tras colocar el revestimiento, este se fija y mecaniza automáticamente con el puente multifunción. La fijación se puede realizar con clavos, pinzas o tornillos. Durante el mecanizado, se formatea el canto exterior y se colocan las aberturas de puertas, ventanas y tomas de corriente. Dichas aberturas pueden ser fresados, cortes de sierra, taladros, etc. Para ello, el puente multifunción dispone de un cambiador de herramientas de 12 posiciones que sujeta las herramientas necesarias y las cambia de forma directa y rápida. También es muy sencillo practicar por ejemplo aberturas para montaje con acanaladura, canales de instalación y taladros para tomas de corriente en el nivel de instalación o incluso marcas e inscripciones. Una vez fabricado el primer lado del elemento, este se gira con ayuda del girador de mariposa, se colocan las instalaciones y aislamiento necesarios y el elemento se cierra. El segundo lado del elemento también se fija y mecaniza automáticamente con el puente.

Fabricación en tamaño de lote 1

Seguro que algunas personas se preguntarán en qué medida es posible fabricar distintos elementos con esta tecnología. Porque como ya se ha descrito al principio, la gama de productos en los talleres de carpintería es muy amplia y son habituales distintas dimensiones de elementos y estructuras de pared, como fibra de madera blanda, yeso entre cartones u OSB. El puente multifunción está construido y equipado de forma que pueden mecanizarse todos ellos. El comportamiento es el mismo también con distintas dimensiones y elementos, como fachadas, jambas o tejados y techos. No importa si se desea construir un edificio de varias plantas en la ciudad o una casa unifamiliar. La tecnología permite la fabricación en tamaño de lote 1.
Engelhardt & Geissbauer GmbH ha cambiado por ejemplo su montaje del nivel de instalación de cuartones a una placa de fibras de madera en toda la superficie en la que se fresan los canales de instalación. Para realizar este cambio no ha sido necesario adaptar la tecnología de la máquina. Si se necesitan más tarde otros mecanizados, se puede realizar sin problemas un reequipamiento posterior, y se pueden integrar también con posterioridad distintas opciones, como grupos de cola o atornilladores.

Flujo de datos continuo: desde el sistema CAD hasta la máquina

La implantación de una tecnología de fabricación automatizada supone en principio un mayor esfuerzo para la preparación del trabajo. Pero una vez creados los datos, se pueden reutilizar cuantas veces se desee. Los sistemas CAD cuentan con las más diversas estructuras de pared y detalles de conexión. Los datos CAD creados se transfieren a la máquina y el operario puede arrancarla directamente tras abrir el registro de datos correspondiente. Una ventaja de la transferencia directa a la máquina es la homogeneidad de los datos. No se producen errores de transmisión y se utilizan los mismos datos en todos los procesos.
El maestro carpintero Daniel Hamdorf, que automatizó su producción en 2008, describe los efectos de la siguiente manera: "La preparación del trabajo es más laboriosa, pero esto se compensa con creces con la reducción del tiempo de montaje y fabricación, posible gracias a la mejora de la precisión de los componentes y del grado de prefabricación".
El Sr. Stefan Bauereiß, apoderado de Engelhardt & Geissbauer GmbH, cifra el mayor esfuerzo en la preparación del trabajo en 8 horas por casa. Esto significa que con solo el 6 % más de esfuerzo en la planificación el taller consigue hasta un 40 % más de capacidad. En el siguiente apartado se explica cómo conseguir este valor.

Una inversión valiosa

Con el fin de evaluar el valor añadido meramente en cifras, WEINMANN Holzbausystemtechnik ha realizado el siguiente cálculo de amortización de la inversión en una instalación compacta. Todos estos cálculos se basan en la instalación compacta descrita al principio. Partiendo de una capacidad de producción de 1944 m² al mes, un taller cuya producción es manual necesita 4 empleados al día para procesar esa cantidad. Esto significa que los costes de producción por m² de pared son de 10,3 €/m², partiendo de unos costes de personal anuales de 60.000 € por empleado.
Para producir la misma cantidad de forma automatizada con una instalación compacta, el taller necesita solamente 2 personas. Los costes por pared se sitúan así en 6,27 €/m², incluidos todos los costes relacionados con la inversión en la máquina y los costes de personal. El taller consigue así un ahorro de prácticamente el 40 %, con una capacidad mensual de los mencionados 1944 m².
Partiendo de este cálculo, la inversión en una instalación compacta se recupera ya a partir de 16 casas al año. Es lo que indica también el informe de una consultora independiente de la empresa suiza Koch AG. Según dicho informe, su instalación compacta resulta rentable y la empresa fabrica actualmente 12 casas al año.
Eso significa que la instalación se amortiza ya con el mínimo número de unidades y ofrece además una mayor capacidad. Si se fabrican exclusivamente elementos de pared, con la instalación compacta pueden fabricarse hasta 70 casas al año. Si se producen todos los tipos de elementos (pared, tejado, techo) para toda la casa, la capacidad es de aproximadamente 30 casas. Esta capacidad es prácticamente imposible de alcanzar sin la automatización adecuada, ya que es muy difícil encontrar el personal que se precisa con urgencia y la falta de mano de obra especializada aumenta cada vez más también en este sector.
Naturalmente, un cálculo de costes de este tipo debe adaptarse siempre a cada taller concreto. Porque la amortización de la inversión depende de factores como el tipo de fabricación, el diseño, el tamaño de la casa, los costes salariales, etc. En el caso concreto de la empresa Brockhaus, que invirtió en 2016 en una instalación compacta WEINMANN, el resultado es el siguiente. Antes de la automatización, Brockhaus producía entre 4 y 5 elementos al día. Actualmente, con la instalación compacta, se fabrican 7 elementos al día. Por tanto, Brockhaus ha aumentado su capacidad de producción en un 40 %.
Otro ejemplo es Engelhardt & Geissbauer GmbH. El objetivo a largo plazo de la dirección de la empresa al invertir en la instalación compacta era fabricar 60 casas al año. Con las 50 casas actuales, las perspectivas son muy alentadoras, también en lo que se refiere al cálculo inicial de la rentabilidad. Stefan Bauereiß (apoderado): "El pronóstico era que aumentaríamos nuestra productividad con la instalación entre el 15 y el 20 %, y lo hemos conseguido. La instalación compacta ha sido sin lugar a dudas una inversión que ha valido la pena".
Para la producción de pocas unidades, el fabricante WEINMANN ofrece desde hace poco el llamado puente de carpintería WMS 060. Equipado con dos alojamientos para clavadoras o grapadoras y un grupo fresador, el taller cuenta con una solución cuyo campo de aplicación es algo más reducido, pero cuyos costes de adquisición también son mucho menores. Este puente puede combinarse también con un girador de mariposa para formar una unidad de fabricación. Esta solución se amortiza ya a partir de una producción anual de 10 casas.

Alta calidad constante

En los cálculos anteriores no se ha incluido todavía la reducción de costes derivada del aumento de la calidad. El proceso automatizado mantiene la calidad en un alto nivel constante. Se evitan las inexactitudes y errores que son habituales en la medición y el corte manuales. Se garantizan las distancias correctas entre los medios de fijación, lo que a su vez asegura el cálculo estático. Las marcas e inscripciones también se automatizan, lo que permite colocar en el punto correcto, entre otros elementos, listones del tejado o paredes de instalación, y se facilitan considerablemente los siguientes pasos de trabajo. Los elementos prefabricados se montan rapidísimamente en el lugar de la obra, lo que ahorra tiempo y reduce la dependencia de las condiciones meteorológicas.
El alto grado de prefabricación aumenta además la creación de valor en el propio taller. Esto aporta un considerable valor añadido, en forma de un aumento de los beneficios y una mayor independencia de proveedores externos, a empresas que subcontratan la compra y fabricación de la mayoría de sus productos y que solo realizan el montaje en el lugar de la obra.
Tampoco debe subestimarse el efecto positivo que la automatización tiene en el puesto de trabajo, sobre todo en vista de lo difícil que resulta encontrar buenos empleados competentes. El trabajo se vuelve mucho más ergonómico para los empleados. La altura de trabajo de las mesas de montaje y los puentes multifunción es tal que los empleados pueden realizar sus tareas en posición erguida y no deben trepar al elemento. La mayor parte de los pesados trabajos de elevación se eliminan. Además, la logística se optimiza, los depósitos de materiales se posicionan directamente en la instalación y los recorridos se acortan. La empresa ofrece a sus empleados un puesto de trabajo atractivo y limpio con moderna tecnología CNC.

Inversión de futuro

Es evidente que la automatización aporta un gran valor añadido a los talleres. El resultado es una mayor capacidad, un aumento de la calidad y una gama de productos más amplia. Se ofrecen más posibilidades, lo que se traduce en una productividad mucho mayor. Así que los talleres con prefabricación automatizada se muestran muy satisfechos. Y respecto a la cuestión de si la tecnología de la máquina vale la pena, la respuesta es siempre positiva. Lo importante es pensar detalladamente y planificar el proceso de cambio y lo ideal es incluir a expertos al inicio del proceso para conseguir el mejor resultado posible. Con el paso a la automatización el taller está bien preparado para el futuro.

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