Situación actual y tendencias futuras de las estructuras de acero prefabricadas bajo los objetivos de doble neutralidad carbónica de China

Situación actual y tendencias futuras de las estructuras de acero prefabricadas bajo los objetivos de doble neutralidad carbónica de China

Restricciones normativas, aplicaciones divergentes y la reconfiguración de las cadenas de suministro bajas en carbono

Líder: Bajo los objetivos de doble neutralidad carbónica de China, las estructuras de acero prefabricadas están pasando de ser una herramienta para la eficiencia constructiva a convertirse en una herramienta para la construcción de baja emisión de carbono y la certeza de la cadena de suministro. La política ya ha establecido restricciones estrictas: para 2025, se espera que los edificios prefabricados representen más del 30 % de las nuevas construcciones; para 2030, se espera que los edificios prefabricados representen el 40 % de las nuevas construcciones urbanas finalizadas ese año. A nivel sectorial, las aplicaciones se están diversificando. Las plantas industriales, los almacenes logísticos, los recintos culturales y deportivos, los centros de transporte y los proyectos de rascacielos superaltos son escenarios de aplicación relativamente maduros, mientras que los edificios residenciales y los edificios públicos convencionales siguen enfrentando limitaciones en costos, normalización, sistemas de protección contra incendios y sistemas de protección contra la corrosión.

Figura 1. Las estructuras de acero prefabricadas se evalúan cada vez más según su entrega de baja emisión de carbono, trazabilidad y certeza de la cadena de suministro.

1. Conclusión principal: la competencia está cambiando de la velocidad a la reducción de carbono, la verificabilidad y la capacidad de entrega

Tanto desde la perspectiva normativa como desde la de mercado, la lógica subyacente a las estructuras de acero prefabricadas ha cambiado. En el pasado, los compradores se centraban principalmente en el cronograma, el costo y la luz libre. Hoy en día, los propietarios de proyectos, los compradores gubernamentales y los clientes internacionales también prestan atención al carbono incorporado por unidad de superficie construida, la trazabilidad de los componentes, las emisiones de residuos en el sitio de construcción, el cumplimiento de los requisitos de materiales de construcción sostenibles y la capacidad de entrega transversal a distintos estándares. Esto significa que la competencia entre las empresas de estructuras de acero ya no se limita únicamente a la capacidad de procesamiento de componentes, sino que cada vez más depende de la capacidad para digitalizar toda la cadena: diseño, fabricación, transporte, instalación, operación y mantenimiento.

A nivel nacional, el XIV Plan Quinquenal para la Industria de la Construcción propone que, para 2025, los edificios prefabricados representen más del 30 % de las nuevas construcciones. El Plan de Implementación para el Pico de Emisiones de Carbono en la Construcción Urbana y Rural establece además que, para 2030, los edificios prefabricados deberán representar el 40 % de las nuevas construcciones urbanas finalizadas ese año, al tiempo que promueve la vivienda de estructura de acero, la construcción inteligente, los materiales de construcción sostenibles y el procesamiento preciso de materiales de construcción en fábrica. La política gubernamental de adquisición de materiales de construcción sostenibles se ha ampliado desde los programas piloto a 48 ciudades, incluidas las seis ciudades piloto anteriores, y exige una cobertura total de esta política en todos los proyectos de construcción adquiridos por el gobierno para 2025.

Datos clave y base de interpretación

Figura 2. Las políticas y las normas de adquisición están incorporando los datos sobre carbono, los materiales conformes y la documentación auditables como parte de la competitividad de los proveedores.

2. Antecedentes de la política: desde el fomento de la prefabricación hasta la reconstrucción de los métodos constructivos bajo restricciones de carbono

Los objetivos del doble carbono están impulsando a la industria de la construcción a alejarse de una lógica tradicional basada en la inversión y a orientarse hacia una reducción coordinada de emisiones de carbono en los ámbitos de la energía, los materiales, la construcción y la operación. Durante mucho tiempo, el sector de la construcción ha enfrentado problemas como la realización extensiva de trabajos húmedos en obra, altas pérdidas de materiales, grandes volúmenes de residuos de construcción y una calidad variable en la entrega. El valor político de las estructuras de acero prefabricadas radica en trasladar una mayor cantidad de procesos a las fábricas y en reducir, mediante el diseño estandarizado, la producción industrializada y el montaje en obra, el consumo energético, el polvo, el ruido y las emisiones de residuos en el sitio.

Las políticas de promoción de materiales de construcción sostenibles también están cambiando la forma en que se evalúa la adquisición. El documento Caiku [2022] n.º 35 amplía claramente el alcance de la aplicación de la política a 48 ciudades e incluye hospitales, escuelas, edificios de oficinas, complejos, salas de exposiciones, centros de convenciones, estadios y proyectos de viviendas asequibles bajo contratación pública. Para los proyectos cubiertos por esta política, los materiales de construcción enumerados en las Normas de Requisitos para la Contratación Pública de Edificios Sostenibles y Materiales de Construcción Sostenibles deben adquirirse y utilizarse conforme a los requisitos aplicables. En el caso de plantas y almacenes con estructura de acero, no se trata de una subvención directa; sin embargo, transmitirá la demanda al mercado mediante proyectos financiados por el gobierno, edificios públicos y proyectos de parques industriales.

En el nivel de implementación local, los requisitos para edificios prefabricados suelen vincularse con las condiciones de transferencia de terrenos, incentivos relacionados con la ratio de superficie construida, calificaciones de edificios verdes (estrellas), indicadores de bajo carbono para parques industriales y condiciones técnicas para proyectos financiados por el gobierno. Para los compradores B2B, esto significa que los proveedores de estructuras de acero no solo deben presentar cotizaciones, sino también entregar cálculos de diseño auditables, certificados de materiales, registros de calidad de soldadura, documentación del sistema de recubrimiento, registros de lotes de envío y documentos de orientación para la instalación.

3. Situación del sector: las aplicaciones se concentran en plantas industriales, recintos y rascacielos, mientras que la penetración en el sector residencial sigue siendo lenta

Las estructuras de acero no se están expandiendo de forma uniforme en todos los tipos de edificios. Según la muestra de proyectos clave de 2024, los rascacielos y los edificios de oficinas representaron el 28 %; los grandes centros de exposiciones, los recintos culturales y deportivos y los centros comerciales, el 25 %; las plantas industriales y las plantas de fabricación de alta gama, el 16 %; las infraestructuras de transporte, las terminales aéreas y las estaciones de ferrocarril de alta velocidad, el 9 %; las escuelas y los hospitales, el 8 %; y los proyectos residenciales, menos del 1 %. Esta muestra refleja los proyectos clave reportados por las empresas y no debe interpretarse como la estructura de superficie construida final del sector en su totalidad.

Esta estructura es realista. Las plantas industriales, los almacenes y los centros logísticos suelen requerir luces largas, mallas de columnas despejadas, alturas libres elevadas, vigas para polipastos o capacidad portante para estanterías pesadas. Los recintos culturales y deportivos, así como los centros de exposiciones, requieren sistemas de cubierta de gran luz y nudos complejos. Los rascacielos superaltos dependen en mayor medida de estructuras de acero, columnas tubulares de acero rellenas de hormigón, cerchas gigantes y forjados mixtos para equilibrar altura, comportamiento sísmico y velocidad de construcción. Por el contrario, los edificios residenciales convencionales deben abordar simultáneamente el aislamiento acústico, la resistencia al fuego, el costo, la normalización de las distribuciones de viviendas, los sistemas de envolvente y la coordinación con los acabados interiores, lo que dificulta su promoción a gran escala.

Tomando como muestra de observación la información pública de Shenyang Zhongwei Heavy Industry Steel Structure Engineering Co., Ltd., el sitio web de la empresa centra sus productos y servicios en almacenes de estructura metálica, talleres de estructura metálica, naves para avicultura y soluciones de estructura metálica para el extranjero. Entre los servicios divulgados figuran el diseño y la prefabricación personalizados de estructuras metálicas, el apoyo para la obtención de certificaciones conforme a estándares internacionales, la logística global, la asistencia técnica en la instalación in situ y servicios integrales de exportación. El perfil de la empresa en Alibaba también posiciona a la compañía como proveedora integrada de sistemas de estructura metálica para edificios sostenibles y de sistemas arquitectónicos de cerramientos metálicos. Para los compradores extranjeros, la capacidad clave no es simplemente un precio por tonelada, sino si pueden integrarse los estándares de diseño, la fabricación en fábrica, el embalaje para la exportación, los códigos del país de destino y la secuenciación de la instalación.

Los proyectos específicos también evidencian la complejidad de los proyectos de exportación de estructuras de acero. El sitio web de Zhongwei Heavy Industry revela que, para un gran proyecto de almacén logístico en Bangkok, la empresa fue responsable de la producción, fabricación y embarque de aproximadamente 4.150 toneladas de estructura de acero. El alcance incluyó la estructura principal de acero, el sistema de soporte del techo de gran vano y los componentes auxiliares, y destacó el cumplimiento de las normas y códigos de construcción tailandeses pertinentes. En la información sobre pedidos de plantas y almacenes en el extranjero se indica que los pedidos internacionales representan más del 60 % del volumen de negocios de la empresa y se mencionan proyectos como un almacén agrícola en Polonia, una planta de procesamiento de alimentos en Arabia Saudita y un almacén de materiales de construcción en Kenia. Estas declaraciones corresponden a divulgaciones realizadas por la propia empresa y deben utilizarse como observaciones de casos, no como generalizaciones de los promedios sectoriales.

Figura 3. La adopción actual es más sólida donde el vano, la carga, la altura, la eficiencia logística y la certeza constructiva generan un valor claro.

4. Progreso de la tecnología fundamental: los materiales, los nodos, los sistemas de envolvente y la fabricación digital avanzan conjuntamente

En el ámbito de los materiales, el acero de alta resistencia, el acero patinable, el acero inoxidable, los recubrimientos anticorrosivos de bajo contenido de compuestos orgánicos volátiles (COV) y las instalaciones fotovoltaicas integradas en la edificación están transformando la evaluación del ciclo de vida de las estructuras de acero. Informes sectoriales señalan que el acero de alta resistencia Q690 presenta una resistencia de fluencia aproximadamente dos veces mayor que la del acero estructural convencional Q355, mientras que su costo unitario es alrededor de 1,25 a 1,35 veces el del acero Q355. Si la optimización de secciones reduce el peso y el volumen de soldadura, su costo integral y sus emisiones de carbono podrían no ser necesariamente superiores a los de las soluciones tradicionales. Tras la utilización del acero Q690 en el Centro de Innovación Científica y Tecnológica del Área Nueva de Xiong’an, informes públicos indicaron que el peso de la estructura principal se redujo un 20 % y las emisiones de carbono, un 18 %, lo que demuestra el valor del acero de alta resistencia para la reducción de peso y de emisiones de carbono en escenarios específicos.

En el ámbito de la fabricación, los modelos de información para la construcción (BIM), los gemelos digitales, el Internet de las Cosas, la soldadura robótica, el corte automatizado, el taladrado CNC y los sistemas de gestión de la producción se están extendiendo desde las grandes empresas a las fábricas regionales. En los almacenes y plantas con estructura de acero, la ganancia real de eficiencia proviene de la fabricación basada en modelos: el modelo de cálculo estructural, los planos detallados, las listas de componentes, la información sobre soldaduras, las posiciones de los agujeros para pernos y los códigos de embalaje/envío permanecen consistentes, lo que reduce así los cambios de diseño, los componentes faltantes y los cortes secundarios en obra.

Los sistemas de envolvente y la coordinación mecánico-eléctrica también son fundamentales para los edificios de bajo carbono. El desempeño en carbono de una planta con estructura de acero no depende únicamente del material principal de acero, sino también del aislamiento del techo y las paredes, la estanqueidad al aire, la iluminación natural, la ventilación natural, los paneles fotovoltaicos en cubierta, los sistemas de extracción de humos y los sistemas de protección contra incendios. La política de pico de emisiones de carbono para la construcción urbana y rural propone que, para 2025, la tasa de cobertura de paneles fotovoltaicos en cubierta de los nuevos edificios de instituciones públicas y de las nuevas naves industriales deba aspirar a alcanzar el 50 %. Esto impulsará la cubierta de estructura de acero desde una función exclusiva de envolvente hacia un sistema integrado que combine resistencia estructural, aislamiento térmico, impermeabilización, acceso para mantenimiento y generación de energía.

5. Puntos críticos: el coste, la normalización, la protección contra incendios y la protección contra la corrosión constituyen tres umbrales difíciles de superar.

El primer desafío es el control de costos. El costo de un proyecto con estructura de acero no se limita simplemente al precio del acero multiplicado por la tonelada. Lo que realmente paga el propietario es el costo integral del diseño detallado, las pérdidas en el procesamiento, la soldadura, el granallado y la eliminación de óxido, el recubrimiento, la protección contra incendios, el transporte, la elevación, los sistemas de envolvente, la instalación de nodos y el mantenimiento posterior. Las fluctuaciones en los precios del acero amplifican el riesgo asociado a las cotizaciones; una cantidad excesiva de nodos no estándar incrementa las horas de procesamiento; y los proyectos transfronterizos deben asumir además los costos de embalaje, flete marítimo, despacho aduanero y adaptación a los códigos del país de destino. Si la licitación sigue centrada únicamente en el precio inicial más bajo, el acero bajo en carbono y los sistemas de recubrimiento de alto rendimiento no podrán reflejar plenamente su valor a lo largo del ciclo de vida.

El segundo desafío es la insuficiente normalización. Los proyectos nacionales de plantas y almacenes con estructura de acero suelen ser altamente personalizados debido a diferentes flujos de proceso, disposiciones de equipos, climas regionales y planes de expansión de los propietarios. El espaciamiento entre columnas, las correas, los sistemas de arriostramiento, los tipos de paneles de envolvente, las canalones, las aberturas para puertas y ventanas, las vigas para polipastos y los nudos de entrepisos suelen carecer de módulos unificados. Esto conduce a diseños repetitivos, una cantidad excesiva de tipos de componentes, ajustes frecuentes en las líneas de producción y una baja tolerancia a errores durante la instalación. La competitividad futura no provendrá de hacer que todos los proyectos sean idénticos, sino de construir un sistema basado en componentes normalizados, combinaciones paramétricas y verificación específica por proyecto.

El tercer desafío es la protección contra incendios y la protección contra la corrosión. El acero es reciclable, resistente y ligero, pero su resistencia al fuego y su resistencia a la corrosión dependen del diseño y de los sistemas protectores. Los almacenes, plantas y proyectos logísticos suelen ubicarse en entornos de alta humedad, costeros, químicos, de cadena de frío o de altas temperaturas. Los sistemas de recubrimiento, la galvanización en caliente, los recubrimientos ignífugos, los ciclos de mantenimiento y la protección de las zonas de conexión deben determinarse en la fase de diseño. Normas como la GB 55037-2022 «Código general de protección contra incendios en edificios», la GB 51249-2017 «Código técnico de seguridad contra incendios para estructuras de acero en edificios», la ISO 12944 «Sistemas de pintura para protección contra la corrosión» y la CECS 343:2013 «Especificación técnica para recubrimientos anticorrosivos en estructuras de acero» deben incluirse en las condiciones técnicas de la licitación, y no tratarse como medidas correctivas durante la construcción.

6. Direcciones futuras: la construcción digital, el acero de bajo carbono y las aplicaciones modulares transformarán las cadenas de suministro

La primera línea principal para los próximos cinco años es la construcción digital. Para los ingenieros y los gestores de la cadena de suministro, la digitalización no debe detenerse en la visualización BIM. Debe avanzar hasta la entrega de datos a nivel de componente. Cada viga, pilar, contraviento, correas y placa de conexión de acero debe tener un código único vinculado con el grado del material, el número de colada, el registro de soldadura, el lote del recubrimiento, el informe de inspección, el número de paquete y la ubicación de instalación. Solo de esta manera las estructuras de acero prefabricadas podrán convertir la calidad de fábrica en certeza en obra.

La segunda línea principal es el acero de bajo carbono y la adquisición de bajo carbono. A medida que avancen los edificios sostenibles, los materiales de construcción sostenibles y los sistemas de contabilidad del carbono, los proyectos con estructura de acero prestarán progresivamente mayor atención a las declaraciones ambientales de productos (EPD), a la proporción de chatarra, al acero producido en hornos de arco eléctrico, al uso de energía verde, a la distancia de transporte y a la reciclabilidad. A corto plazo, el acero de bajo carbono podría enfrentar primas de precio y desafíos relacionados con la estabilidad del suministro. Sin embargo, en los proyectos de exportación, las plantas de empresas multinacionales, los edificios públicos financiados por el gobierno y los proyectos de propietarios con requisitos estrictos de divulgación ESG, la certificación de materiales de bajo carbono se convertirá en una ventaja competitiva en las licitaciones e incluso podría llegar a ser un requisito previo para la participación.

La tercera línea principal es la aplicación modular. Los almacenes y plantas de estructura de acero son los más adecuados para la modularización temprana, ya que sus unidades funcionales son relativamente claras: módulos de columnas estándar, pendientes estándar de cubierta, tipos estándar de paneles de envolvente, sistemas estándar de correas y arriostramientos, y módulos estándar de pórticos o estructuras de varios pisos. Las soluciones futuras maduras ya no partirán de cero en cada proyecto; en su lugar, los módulos estándar satisfarán el 80 % de las necesidades repetitivas, mientras que el diseño paramétrico abordará el 20 % restante relacionado con las cargas locales, los equipos de proceso y las preferencias del propietario.

La cuarta línea principal es la compatibilidad con las normas internacionales. Para los compradores extranjeros, los proveedores deben aclarar desde una etapa temprana del contrato qué normas de diseño estructural, normas de soldadura, normas de ejecución, normas de protección contra la corrosión y documentos de aceptación se utilizarán. Los proyectos norteamericanos suelen centrarse en las normas ANSI/AISC 360 y AWS D1.1. Los mercados europeos implican frecuentemente las normas EN 1993, EN 1090 y los requisitos relacionados con la marcación CE. En entornos costeros o altamente corrosivos se tiende a enfatizar las categorías de corrosión establecidas en la norma ISO 12944. Si las empresas chinas de estructuras de acero desean evolucionar de la exportación de componentes a la exportación de soluciones integrales de ingeniería, deben desarrollar una matriz de normas y una biblioteca de plantillas documentales.

Figura 4. La competitividad futura depende de integrar los datos digitales, la adquisición baja en carbono, los productos modulares y las normas internacionales en procesos repetibles de entrega.

7. Conclusión: el sector está entrando en la intersección de la descarbonización, la industrialización y la internacionalización

El futuro de las estructuras de acero prefabricadas no se trata simplemente de sustituir la madera o el hormigón por acero. Se trata de utilizar métodos calculables, rastreables, ensamblables y mantenibles para mejorar la eficiencia del ciclo de vida en los tipos de edificios adecuados. Las plantas industriales, los almacenes, los recintos, los nodos de transporte y los rascacielos ultraltos seguirán siendo los principales escenarios de aplicación. Los proyectos públicos, como escuelas, hospitales y viviendas asequibles, continuarán implementándose experimentalmente con apoyo político. Es probable que el mercado residencial acelere su adopción únicamente tras la maduración de los sistemas de protección contra incendios, aislamiento acústico, costes y normalización.

Para las empresas, la capacidad clave en la siguiente etapa no es un avance puntual, sino la capacidad de convertir estándares de diseño, materiales de bajo carbono, fabricación digital, garantía de calidad, logística y entrega, y normativas internacionales en procesos estables. Para los compradores, la evaluación de proveedores también debe cambiar del precio por tonelada al costo del ciclo de vida, la certeza de la entrega, la integridad de la documentación de cumplimiento y la transparencia de los datos de carbono. Al tiempo que los objetivos normativos, la adquisición de materiales verdes y la entrega de proyectos internacionales ejercen presión conjunta, las estructuras de acero prefabricadas pasarán gradualmente de ser una solución opcional a convertirse en una solución fundamental de infraestructura para edificios industriales de bajo carbono.

Notas sobre fuentes y estándares

Documentos normativos: (1) Ministerio de Vivienda y Desarrollo Urbano-Rural, Plan Quinquenal del 14.º período para la Industria de la Construcción (Jianshi [2022] n.º 11), que propone que, para 2025, los edificios prefabricados representen más del 30 % de las nuevas construcciones y promueve el desarrollo coordinado de la construcción inteligente y la industrialización de la construcción de nueva generación. (2) Ministerio de Vivienda y Desarrollo Urbano-Rural y Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma, Plan de Implementación para el Pico de Emisiones de Carbono en la Construcción Urbana y Rural, que propone que, para 2030, los edificios prefabricados representen el 40 % de las nuevas construcciones urbanas finalizadas ese año y promueve las viviendas de estructura de acero, la construcción inteligente y los materiales de construcción sostenibles. (3) Ministerio de Finanzas, Ministerio de Vivienda y Desarrollo Urbano-Rural y Ministerio de Industria y Tecnologías de la Información, Aviso sobre la ampliación del alcance de aplicación de la política gubernamental de adquisiciones públicas que apoya los materiales de construcción sostenibles para mejorar la calidad de las edificaciones (Caiku [2022] n.º 35).

Materiales del sector: Informe público sobre el desarrollo de la industria china de estructuras de acero, 2023-2024, que abarca la producción de estructuras de acero en 2024, su valor de producción, la estructura de aplicaciones en muestras de proyectos clave, y casos que involucran acero de alta resistencia y acero patinado. Las proporciones citadas en este artículo se ajustan al alcance del informe público y no constituyen estadísticas absolutas extrapoladas a toda la industria.

Información pública de la empresa: sitio web de Shenyang Zhongwei Heavy Industry Steel Structure Engineering Co., Ltd. sobre capacidades de la empresa, alcance de los servicios, categorías de productos y el proyecto del almacén logístico de Bangkok; descripción general de la empresa en el sitio internacional de Alibaba sobre posicionamiento empresarial, superficie de producción y capacidades de servicios integrados. Los proyectos, pedidos y descripciones de capacidades de la empresa se basan en información autodeclarada.

Normas chinas: GB 55006-2021, Código general para estructuras de acero; GB 50017-2017, Norma para el diseño de estructuras de acero; GB/T 51232-2016, Norma técnica para edificios prefabricados con estructura de acero; GB 50205-2020, Norma para la aceptación de la calidad de la construcción de estructuras de acero; GB 55037-2022, Código general para la protección contra incendios en edificios; GB 51249-2017, Código técnico para la seguridad contra incendios de las estructuras de acero en edificios; JGJ 82-2011, Especificación técnica para conexiones con tornillos de alta resistencia en estructuras de acero; CECS 343:2013, Especificación técnica para recubrimientos anticorrosivos en estructuras de acero.

Normas internacionales: ANSI/AISC 360-22, Especificación para edificios de acero estructural; AWS D1.1/D1.1M:2025, Código estructural de soldadura para acero; EN 1993, Eurocódigo 3, Proyecto de estructuras de acero; EN 1090, Ejecución de estructuras de acero y de aluminio; ISO 12944, Pinturas y barnices — Protección contra la corrosión de estructuras de acero mediante sistemas de pintura protectora. En los proyectos en el extranjero se deben seguir las normativas del país donde se ubique el proyecto y las versiones acordadas en el contrato.

Declaración del alcance de los datos: aparte de los valores claramente enumerados en los documentos normativos, los números de normas y los informes públicos, este artículo no genera cifras estadísticas adicionales. Las valoraciones sobre la estructura de aplicación, los cambios de coste, el grado de madurez modular y las tendencias de adquisición baja en carbono se consideran observaciones o estimaciones del sector.