El «principio de construcción modular» lo hace posible

Centro de investigación Roche pRED en Basilea (Foto: Beat Ernst; Renderizado: Herzog & de Meuron)

Construir edificios para la industria de las ciencias de la vida requiere un alto nivel de conocimientos sobre los procesos internos. Ya sean espacios de investigación, laboratorios o áreas de producción: las normativas de seguridad e higiene, así como los requisitos específicos de las diferentes áreas de uso, plantean las mayores exigencias en la construcción.

Lo que determina la variedad de requisitos es, en última instancia, la orientación al usuario y la flexibilidad. Justamente, el área de investigación está en constante cambio. Los proyectos suelen necesitar paisajes de laboratorios muy especializados, que deben adaptarse de forma individual en cada ocasión. Porque una rápida reconfiguración de laboratorios puede ser la ventaja decisiva en la búsqueda de un nuevo principio activo, un nuevo medicamento o una innovación científica. Para ello, los proyectos de investigación suelen planificarse en ciclos de dos a cinco años. Dado que la construcción de un paisaje de laboratorios correspondiente, incluyendo la fase previa, requiere un tiempo similar, una construcción a medida no es posible: el edificio debe estar en pie antes de que se defina la necesidad concreta del proyecto, y por ello debe ser flexible y adaptable.

Los "sistemas de construcción" modulares abren las posibilidades correspondientes para implementar estos requisitos. Un enfoque innovador de la planificación modular, combinado con la representación digital completa del edificio, abre nuevas dimensiones, como por ejemplo en la construcción del F. Hoffmann-La Roche AG en Basilea.

La flexibilidad es la condición previa para una investigación exitosa

Para poder reflejar estructuras organizativas y flujos de trabajo cambiantes, los espacios, planos y usos deben ser configurables y modificables lo más libre posible. Toda la infraestructura técnica de los puestos de trabajo, como ventilación, electricidad, saneamiento o medios, forma parte constante de la configuración en la nueva construcción de Roche. Las exigencias de los promotores y operadores inmobiliarios van incluso un paso más allá: los espacios de laboratorio no solo deben poder adaptarse rápidamente a las necesidades de diversos proyectos de investigación, sino que también debe ser posible, en cierta medida, convertir fácilmente oficinas en laboratorios y viceversa.

Altas exigencias en arquitectura, eficiencia energética y seguridad laboral

Quien quiera atraer a investigadores talentosos, puede presentar como argumento cada vez más importante un "ambiente de bienestar" diseñado de forma orientada al usuario y estéticamente exigente. También deben cumplirse las crecientes demandas en elementos comunicativos. Dado que el enfoque interdisciplinario de la investigación aumenta la necesidad de salas de reuniones para equipos, zonas de encuentro para conversaciones informales y áreas de descanso para largas jornadas laborales, se requiere una arquitectura adaptada a ello. Otros desafíos son la ubicación de dispositivos ruidosos o que consumen mucha energía y generan calor residual. Para ello, algunas salas deben poder separarse de las áreas de laboratorio de forma sencilla y rápida. Finalmente, también aumentan las exigencias en seguridad laboral. Cuando se trabaja con sustancias peligrosas para la salud, se requieren altas tasas de renovación del aire. Cuando sea necesario, se deben implementar laboratorios de seguridad con cámaras de entrada o salas con requisitos de protección contra explosiones.

Info-Box:

Las principales exigencias para edificios de laboratorios modernos en resumen:

- Puestos de trabajo flexibles: diseño adaptable, equipamiento modular de laboratorios
- Áreas de laboratorio configurables: posibilidad de reestructuración según estructuras organizativas y flujos de trabajo, cambios en la distribución de espacios, disposición libre del equipamiento del laboratorio
- Instalaciones técnicas reversibles: trazas técnicas sistemáticas, suficiente espacio en conductos y altura de pisos para futuras instalaciones
- Capacidad de cambio: tiempos de reconfiguración rápidos para reducir tiempos de inactividad

La flexibilidad requerida en la construcción de edificios de laboratorio ya puede implementarse en cierta medida con métodos de modularización tradicionales. Un enfoque innovador crea ahora posibilidades completamente nuevas: en lugar de proporcionar módulos como hasta ahora, que los planificadores puedan usar, se modela un diseño arquitectónico existente como una caja de herramientas específica para cada proyecto. La planificación conceptual se realiza luego a partir de esta caja de herramientas y puede adaptarse a diferentes requisitos dentro de las reglas definidas.

El principio es, por ejemplo, conocido en la fabricación de automóviles: el diseño del vehículo se divide en módulos y puede ser configurado por el cliente mismo según sus necesidades, basándose en un conjunto de reglas.

El "gemelo" digital lo hace posible

La clave para una modularización eficiente es la digitalización del diseño en el marco de un modelo BIM. "BIM" significa Building Information Modeling, y en este proceso se crea un llamado "Gemelo Digital" del edificio. El modelo del edificio se construye de forma completamente modular. Lugares y estructuras que se repiten se modelan solo una vez y se almacenan en modelos de catálogo. Aquí se realiza el trabajo interdisciplinario. Ejemplos de estos módulos son los componentes de equipamiento para la personalización, como líneas de laboratorio, oficinas y salas de reuniones, vestuarios y cocinas, incluyendo sus instalaciones técnicas y de infraestructura.

Los módulos se insertan en el modelo del proyecto desde el catálogo según las necesidades del usuario. Un plan de restricciones define las interfaces y las reglas para cómo y dónde se pueden anclar los módulos en el modelo del edificio. Conjuntos de conexión definidos unen constructivamente los módulos en el contexto del edificio y garantizan también su posible desmontaje. La personalización del usuario se convierte en un proceso de configuración.

Los edificios, en su mayoría equipados con laboratorios, del centro de investigación pRED en Basilea, se implementan siguiendo este método, donde los requisitos de las instalaciones de laboratorio y, sobre todo, las exigencias de flexibilidad de la estructura son muy altas.

Un sistema central marca el marco

El sistema de coordinación del proyecto es la herramienta central para simplificar, modularizar e integrar. Está compuesto por cuatro sistemas: El sistema de medición establece el marco geométrico con puntos, ejes, bandas y planos. El sistema de superficies divide el diseño en subáreas lo más regulares posible. A través del sistema de identificación de ubicaciones, todas las habitaciones y estructuras, que están ancladas en el sistema de coordinación del proyecto, se identifican con un código único. En los llamados planos de restricciones, se representan de forma obligatoria las relaciones entre objetos mediante reglas y restricciones, indicando cómo y dónde pueden estar vinculados en el modelo del edificio.

El futuro pertenece a los edificios modulares y adaptables: La planificación modular lo hace posible

Por un lado, son las exigencias del sector de ciencias de la vida las que hacen necesaria una mayor flexibilidad. Por otro lado, también existe un gran interés por parte de promotores y operadores en diseñar sus edificios con alta capacidad de cambio para que sean seguros para el futuro. La complejidad de estas tareas difícilmente puede resolverse con sistemas tradicionales de planificación, y en ningún caso con la eficiencia deseada. La combinación de planificación modular e integral con la representación digital de los edificios, sin embargo, permite dar el salto cuántico hacia edificios altamente adaptables, perfectamente ajustados a su uso y construidos con la máxima calidad.

Info-Box

Ventajas principales de una planificación de edificios modular, integral y digital:

- Máxima orientación al usuario mediante módulos definidos y reemplazables rápidamente si es necesario
- Mucho mayor productividad en investigación gracias a paisajes de laboratorios a medida
- Adaptación rápida de laboratorios en lugar de construcción o remodelación
- Construcción y operación rentables incluso con arquitectura altamente personalizada
- Bases de planificación y construcción confiables
- Menor esfuerzo de planificación, errores detectables en el "Gemelo Digital"