Objetos conectados, impresoras 3D, gestión de datos, drones, robots, materiales inteligentes o incluso plataformas móviles y colaborativas. Todas estas innovaciones ya modifican en profundidad y lo seguirán haciendo a medio plazo la manera de concebir los proyectos y de trabajar en las obras para abordar a los desafíos a los que se enfrenta el sector de la construcción.
Si bien las empresas del sector de la construcción comienzan progresivamente a digitalizarse, se abre paso el concepto de construcción 4.0, para acelerar aún más la transición digital del sector. La construcción de última generación tiene como fin permitir a estas empresas ser todavía más competitivas en un mercado tremendamente disputado. En la actualidad, es clave poder gestionar automáticamente el ciclo de vida de los proyectos, desde los cimientos hasta la explotación de los edificios, reduciendo al máximo la acción humana que no aporta valor. Evidentemente, no se trata de suprimir la intervención del hombre (se calcula que el 10 % de los empleos son totalmente automatizables) sino de permitirle trabajar con mayor eficacia y con toda seguridad gracias al uso de las nuevas tecnologías. Visión general de las innovaciones tecnológicas al servicio de la Construcción 4.0.
Automatización del trabajo gracias a la robótica colaborativa
Actualmente, la robótica es cada vez más popular en las obras, fundamentalmente en grandes proyectos de obras públicas. De hecho, aporta ventajas innegables al sector de la construcción. El uso de robots permite incrementar la productividad y la eficacia, facilitando las tareas y haciendo que la necesidad de mano de obra sea cada vez menor.
Hace poco que ha emergido una nueva generación de robots: los cobots (o robots colaborativos) concebidos para facilitar la interacción entre el hombre y la máquina. Un estudio de 2016, llevado a cabo por investigadores del MIT, ha revelado que la productividad de la colaboración hombre-robot es un 85 % mayor que la del hombre o el robot trabajando por separado.
Existen tres grandes tipos de "cobots": los robots colaborativos manejados por un operario situado cerca del sistema (por ejemplo, para la carga y descarga de materiales), los cobots manejados a distancia (por ejemplo, para efectuar operaciones de demolición) y los exoesqueletos (estructuras electromecánicas que asisten al operario en su labor).
La robótica colaborativa se está desarrollando a gran velocidad, especialmente en Francia. Así pues, se han puesto en marcha acciones de desarrollo de la robótica de servicio en el marco del Programa Nueva Francia Industrial (NFI). Pero su implantación en el sector de la construcción tendrá que enfrentarse a numerosos desafíos para que su uso pueda generalizarse. El desarrollo y la fabricación de un robot son costosos, y la inversión tiene que rentabilizarse en el largo plazo.
Vehículos aéreos no tripulados (drones): la seguridad de tener un ojo en todas partes
La tecnología de los drones, también conocidos como vehículos aéreos no tripulados (VANT), se emplea para mejorar la comunicación, la seguridad así como la comercialización. Esta tecnología a pie de obra presenta numerosas ventajas como su maniobrabilidad, su capacidad para acceder a lugares inaccesibles o de difícil acceso, su precisión, su posibilidad de volar a baja altitud y su rapidez, entre otras.
Para numerosas empresas, el dron constituye una solución innovadora que se utiliza en todas las fases de construcción (antes, durante y después de la obra) así como para la inspección a tiempo real de los trabajos, el seguimiento de la evolución del proyecto y la recogida de datos técnicos. De este modo, por ejemplo, en lugar de recopilar los puntos de referencia de la manera tradicional, ubicándolos en una cuadrícula, el dron es capaz de capturar datos y gracias a la fotogrametría (medida de distancias con una nube de puntos), el dispositivo es capaz de convertir estos datos en curvas de nivel y construir una maqueta que muestre en qué zonas se debe retirar terreno para lograr la nivelación deseada.
Si bien, el uso de drones a título profesional se encuentra autorizado desde 2012, se precisa cursar una formación para poder pilotarlos.
La RFID (identificación por radiofrecuencia) para una mejor localización de los equipos
El sistema RFID permite el intercambio de información, mediante un identificador y un lector. El lector RFID escanea la etiqueta RFID colocada en el objeto que va a rastrearse o identificarse. La información recogida se procesa entonces a través de un software y su base de datos. Muestra en tiempo real la ubicación de los equipos, lo que permite optimizar la gestión de los mismos, luchar contra el robo y llevar un seguimiento del material así como un inventario automatizado.
El robo es, de hecho, una epidemia que cuesta muy cara al sector. Según las estimaciones de la Federación Francesa de la Construcción, su coste se sitúa entre los 1000 y los 2000 millones de EUR al año. Además de la maquinaria y las herramientas, los materiales también son codiciados por poder revenderse con facilidad (bañeras, cuadros eléctricos, puertas, ventanas, etc.). La tecnología RFID permite al propietario o al usuario conocer en tiempo real la ubicación de los equipos y detectar cualquier actividad sospechosa.
Maquinaria inteligente gracias a la IA
Gracias a la inteligencia artificial, ha emergido en la obra nueva maquinaria más eficiente. La IA permite, de hecho, equipar la maquinaria de construcción para mejorar la productividad, el mantenimiento y la seguridad, pero también para hacerla gradualmente autónoma.
Las imágenes captadas por las cámaras y cualesquiera otros datos recogidos a pie de obra se pueden analizar para ayudar en la toma de decisiones a tiempo real sobre el progreso de ejecución de las obras y prever posibles necesidades de intervención.
En concreto, estas máquinas inteligentes pueden, por ejemplo, prever posibles averías en un momento dado gracias al histórico de datos (Use Case Reasoning). También pueden identificar cualquier desviación de funcionamiento respecto de una configuración de uso y detectar signos de debilidad. La IA, mediante un análisis profundo de los datos y gracias a la capacidad de aprendizaje, trata de manera global los problemas detectados, que no pueden modelarse únicamente en una serie de reglas predefinidas y fijas.
Obras más ecológicas y económicas gracias a la impresión 3D
Introducida en 2009 por la empresa china YingChuang con la construcción 100 % en 3D de un muro de hormigón, la impresión 3D o la fabricación aditiva se fue expandiendo internacionalmente hasta llegar a Francia en 2015 de la mano de la empresa XtreeE.
Esta tecnología ha invadido el sector de la construcción a través del BIM que ha abierto la puerta a una nueva forma de construcción más ecológica, económica y con un ahorro de tiempo considerable. La Universidad de Carolina del Sur, en la que se desarrolló el concepto de construcción perimetral, declaró que con el proceso de fabricación aditiva, las emisiones de CO2 se reducirían un 75 % y las de energía gris un 50 %.
En la actualidad, el sector de la construcción y de la arquitectura representa por sí solo el 3,2 % del mercado mundial de la impresión 3D y se espera que esta cifra aumente para 2030.
En Austin (Texas) está emergiendo un nuevo tipo de proyecto inmobiliario: un barrio entero compuesto por cien casas imprimidas en 3D mediante robots de construcción. Que las casas puedan construirse en una semana constituye un beneficio considerable teniendo en cuenta que Estados Unidos experimenta un déficit de 5 millones de viviendas.
Tan sólidas y duraderas como las viviendas tradicionales, estas casas imprimidas resisten condiciones meteorológicas extremas y dispondrán de cubiertas fotovoltaicas, un importante activo ecológico.
Materiales inteligentes cada vez más eficientes
La elección de los materiales de construcción tiene un impacto clave en el proyecto de construcción. Gracias a las nuevas tecnologías, estos han mejorado en rendimiento, son más aislantes, resistentes, duraderos, respetuosos con el medio ambiente y ahorrativos en términos de recursos y energía.
Entre ellos se encuentran, por ejemplo:
- Rutas inteligentes: son el futuro del transporte y precisan del uso de sensores y tecnologías IoT para que la conducción sea más segura y ecológica.
- Ladrillos inteligentes: fabricados en hormigón de alta resistencia, permiten controlar considerablemente la energía térmica así como disminuir los costes de construcción. Concebidos en forma de módulos, son fáciles de montar y dejan espacio para instalar el aislamiento, la electricidad y la fontanería.
- Aislamiento de aerogel: cuatro veces más aislante que la fibra de vidrio y que la espuma, el aerogel no deja pasar prácticamente el calor o el frío.
- Hormigón autorregenerante: prolonga la vida de un inmueble varios años gracias a una bacteria incorporada durante el proceso de mezcla del hormigón, ahorrando así tiempo y dinero.
Herramientas de análisis predictivo: mejor que una bola de cristal
En grandes proyectos de construcción, son muchas las fuentes de las que proceden infinidad de datos lo que, en ocasiones, dificulta la gestión de los proyectos. Por tanto, el análisis de estos datos es clave para hacer simulaciones, predecir, anticipar y llevar un seguimiento preciso de la obra. Los profesionales son conscientes de la importancia de las herramientas que permiten este análisis; de hecho, el 29 % de ellos las utilizan (estudio de IDC llevado a cabo en 2021 para Oracle Construction and Engineering, sobre la utilización de datos en el sector).
Las empresas recurren a estas herramientas para hacer predicciones defendibles de futuros acontecimientos imprevistos. Analizan los datos pasados y actuales y, gracias al aprendizaje automático y a los cálculos manuales, realizan predicciones sobre el futuro vinculado a los datos; por ejemplo, para conocer si un emplazamiento es edificable y seguirá siéndolo en una región determinada.
Realidad aumentada: una mezcla inteligente de lo real y lo virtual
Esta técnica permite superponer elementos virtuales en un entorno real empleando, por ejemplo, una tableta táctil. Podemos visualizar un edificio antes de que se construya. Se trata de una verdadera oportunidad para construir mejor y de manera más eficiente a través de la utilización de tecnologías inmersivas. Para ir todavía más lejos, la realidad mixta (mezcla de realidad virtual y realidad aumentada) permite interactuar con los elementos en 3D en el espacio real.
La realidad aumentada es un gran aliado al servicio de las redes VRD subterráneas. De hecho, estas redes recorren en Francia millones de kilómetros, de los cuales el 40 % es sensible en materia de seguridad (electricidad, gas, materiales peligrosos, redes de calefacción, etc. (cifras de la Federación Nacional de Empresas de Detección de Redes Subterráneas)) y todos los años se experimentan numerosos daños en este sentido. Existen planos, pero con frecuencia son imprecisos. Gracias a la realidad aumentada, los equipos pueden confirmar los datos y saber por dónde pasan estas redes antes de emprender las obras.
El escaneo láser 3D, una visión concreta de la obra
El escaneo 3D captura hasta los detalles más pequeños de un edificio de manera muy precisa. Actualmente, es posible escanear en 3D un edificio, un terreno o incluso un objeto. Se registran millones de datos tridimensionales en una "nube de puntos", que se introducen y se estudian posteriormente en un software BIM. Esto permite reproducir virtualmente a la perfección la forma del emplazamiento. Además, el arquitecto puede usar esta representación en 3D para elaborar una imagen generada por ordenador, con ayuda de ingenieros y de un topógrafo. Esta nos da una idea más clara de cómo será el futuro edificio. De esta forma, se pueden corregir los defectos presentes y puede garantizar una ejecución perfecta de la obra.
En la actualidad, el escaneo 3D se ha impuesto en el sector de la construcción. Los escáneres constituyen herramientas excelentes para las obras. Han supuesto una auténtica revolución en los últimos años por sus múltiples ventajas: escaneo rápido y de alta resolución, escaneo completo de la obra en unos minutos, imagen 360 grados para una visibilidad total, etc.
Equipos mejorados para una mayor seguridad y eficiencia sobre el terreno
Lejos de ser accesorios, estos nuevos equipos se han convertido en herramientas indispensables:
- Guantes conectados
Los guantes conectados pueden dotarse de un escáner directamente integrado, que evita que el usuario tenga que transportar herramientas voluminosas. Permiten escanear materiales y productos en cualquier obra.
- Calzado conectado
Desarrollado para prevenir los peligros a los que se enfrentan los trabajadores aislados, este calzado se ha diseñado específicamente para garantizar su seguridad. La suela de poliuretano reacciona dependiendo de la inclinación y la inmovilización del trabajador. En caso de caída, envía una alerta por SMS a un número previamente registrado indicando la posición geográfica gracias a su GPS integrado. Asimismo, emite una señal en caso de acercarse a un área peligrosa para advertir a la persona que lo usa.
- Cascos inteligentes
Los cascos de obra ya no son un mero elemento de seguridad. Actualmente, por medio de la realidad virtual, algunos permiten identificar circuitos defectuosos, modelar un mapa o analizar datos en tiempo real, otros están equipados con sistemas de comunicación innovadores que incluyen micrófono, altavoz, manos libres, walkie-talkie, luces LED para una mejor iluminación, y otros incorporan una señal sonora que advierte al usuario cuando está a punto de rebasar una distancia de seguridad.
La mayoría de estos equipos dispone asimismo de sensores IoT que refuerzan la seguridad de los equipos. Permiten monitorizar señales de socorro como pulso anormal, posición (vertical u horizontal) y ubicación del usuario. Gracias a los datos IoT en tiempo real, se pueden predecir más fácilmente situaciones susceptibles de provocar un incidente, comprender los gestos de los empleados, conocer las cargas pesadas que un trabajador ha levantado para prever rotaciones de personal y evitar pérdidas de tiempo.
Además, con las balizas IoT, se puede localizar a los trabajadores ubicados en un sector peligroso; se mejora así la prevención de riesgos y accidentes y se facilita la obtención de información en caso de intervención así como la gestión del personal de obra.
Mejora del trabajo en equipo gracias a las plataformas colaborativas y las aplicaciones móviles
Estas plataformas colaborativas se han concebido para optimizar y facilitar la experiencia a pie de obra de los oficios de construcción. Permiten a las empresas ejecutar operaciones corrientes de manera más eficiente y segura al digitalizar sus flujos de trabajo. Recuperan datos del emplazamiento al completo, de la instalación o del activo proporcionando a todas las partes intervinientes (equipo a pie de obra, subcontratista, jefe de obra y cliente) los datos que necesitan para tomar decisiones precisas.
Presentan gran potencial no solo para la mejora de la productividad, la colaboración y la gestión de la información, sino también para disminuir los plazos del proyecto, mejorar la calidad de los entregables, incrementar la salud y la seguridad de los equipos, y todo ello respetando las limitaciones ambientales.
