La innovación tecnológica en la construcción está transformando el sector gracias a tecnologías innovadoras como: realidad aumentada, BIM, drones, tecnologías portátiles y nuevos materiales.
En el 2019 la transformación del sector de la construcción encontrará un mayor impulso gracias a la aplicación real y practica de tecnologías innovadoras. Algunas tecnologías, ya desarrolladas desde hace tiempo, se están afirmando en el mercado rápidamente, gracias también a los costes cada vez más bajos: pensamos por ejemplo al uso de drones y escáneres láser utilizados en el levantamiento y mantenimiento de los edificios. Otras, en cambio, han superado con éxito la fase “experimental” y hoy están listas para ser utilizadas por las empresas, simplificado e innovando el sector de la construcción, aportando mayor productividad y seguridad. Estas son las 10 tecnologías innovadoras que se disponen a transformar la industria de la construcción en el 2019:
tecnologías vestibles y ponibles
realidad aumentada en la fase de diseño
asfalto verde y eco sostenible
drones y escáneres láser para los levantamientos
hormigón autorreparable
robótica y automatización de las edificaciones
plataformas BIM
aluminio transparente
nuevas figuras profesionales especializadas
impresoras 3D para la industria de la construcción
Entre las tecnologías innovadoras en este primer artículo nos dedicaremos a las tecnologías vestibles, a la realidad aumentada y al asfalto ecológico. Las otras tecnologías serán tratadas en los próximos artículos.
1. TECNOLOGIAS VISIBLES Y PONIBLES
La evolución de los términos utilizados hoy en día conduce a identificar en las tecnologías vestibles dispositivos electrónicos y tecnológicos ricos de innovación y de energía. De la misma manera se identifican dispositivos siempre más pequeños, discretos y más inteligentes y conscientes del contexto en el que se utilizan, más ligeros e inalámbricos, transportables, útiles y especializados en el cumplimiento de tareas determinadas, equipados de interfaces amigables y, sobre todo, vestibles.
Pueden, por ejemplo, ser muy útiles para rastrear y monitorear la presencia y los caminos de los trabajadores en una obra: de esta manera, además de saber siempre con seguridad donde está trabajando cada operario, se puede coordinar mejor el trabajo directamente desde la oficina, moviendo los trabajadores donde sean más necesarios.
Estos pequeños dispositivos, brazaletes, auriculares, cascos, tabletas son altamente tecnológicos y resistentes a los golpes, a los factores climáticos y a los rayones.
Obviamente integran también sistemas de comunicación interna, entre los operadores y los coordinadores/técnicos: por ejemplo, imaginamos a un operador que se comunica con el conductor de la grúa ¡teniendo las manos libres para trabajar!
Otra ventaja que ofrecen estas tecnologías es la de facilitar la coordinación con el objetivo de prevenir riesgos.
2. REALIDAD AUMENTADA EN LA FASE DE DISEÑO
La realidad aumentada (augmented reality, AR) enriquece nuestra percepción sensorial gracias a varios niveles de información, generalmente elaborados y transmitidos electrónicamente, que no serían perceptibles con los cinco sentidos.
La realidad aumentada fue aplicada inicialmente en el marketing y en la publicidad, mientras que hoy en día los campos de aplicación se multiplican, desde el diseño de interiores hasta el diseño arquitectónico.
La información que incrementa la realidad percibida puede ser agregada en el monitor de un computador o dispositivo móvil (smartphone, tabletas, gafas inteligentes) mediante una cámara web que registra el mundo circundante y los softwares relacionados capaces de reconocer los marcadores (AR Tag), que sobreponen inmediatamente a la imagen real contenido adicional como video, audio, objetos 3D etc. Por ejemplo, es posible encuadrar un objeto con el celular y obtener inmediatamente varia información sobre ese objeto.
La realidad aumentada se adapta a aplicaciones para el diseño de interiores y el diseño arquitectónico: por ejemplo, en una habitación vacía, se podrían aplicar marcadores (impresiones con códigos especiales) en las paredes, grabar la habitación con la cámara de un teléfono, y por medio de un App específica, mostrar el “resultado final” conformado por paredes, pisos y objetos de mobiliario virtual.
3. ASFALTO VERDE Y SOSTENIBLE
A partir de los años 60, la industria de la construcción comenzó a utilizar exitosamente el caucho reciclado, principalmente de neumáticos usados, en una mezcla de asfalto de mejor calidad, reduciendo de esta manera los costes de los materiales y el desperdicio de la basura.
Esta práctica se ha extendido en los últimos años al uso del plástico reciclado, botellas, vajillas desechables etc.
Pero el plástico y el caucho no son los únicos materiales reciclables usados en el asfalto.
Investigadores de la RMIT University en Melbourne, Australia, han demostrado que agregar colillas de cigarrillo puede mejorar la calidad de las carreteras y contener metales pesados de manera más segura, mientras en Sídney el tóner reciclado de la impresora se incorpora a una mezcla de asfalto ecológico.
En la ciudad holandesa de Róterdam se está tratando de construir un nuevo carril para bicicletas, completamente hecho de bloques de plástico reciclado, similares al LEGO, que se encajan entre sí.
4. DRONES Y ESCÁNERES LASER PARA LOS LEVANTAMIENTOS
En un momento en que se está construyendo menos y se está tratando de recuperar el patrimonio inmobiliario existente, el levantamiento adecuado del estado de la edificación es de fundamental importancia.
El conocimiento detallado de una estructura, de una fachada o de un sitio, permite al diseñador tomar decisiones adecuadas, optimizar los espacios, y calcular las obras a realizar con considerable precisión.
Hoy en día, las nuevas tecnologías nos permiten combinar la información de medidas, fotografías, termografías, etc.: gracias al uso de escáneres láser y drones. El diseñador trabaja directamente en la estructura conociendo su forma, dimensiones, materiales, situaciones críticas (lesiones, situaciones insalubres, etc.). Esto favorece un diseño de un muy alto nivel.
Un dron es un vehículo aéreo no tripulado (VANT). Su vuelo está controlado por un piloto que está en tierra o en otro vehículo. Hay drones de diferentes tamaños y tipos, con diferentes características dependiendo del propósito.
Hasta hace algunos años las metodologías de levantamiento aerofotográfico se reservaron exclusivamente a levantamientos de grandes áreas, actualmente, gracias a la reducción de los costos de los equipos y al desarrollo de software cada vez más innovadores y funcionales, es posible utilizar la aerofotografía también en levantamientos menores.
Las actividades de levantamiento se pueden desarrollar mediante los siguientes pasos:
planear las acciones de vuelo
elegir los puntos de despegue y aterrizaje de la aeronave y la posición de la estación de control en tierra
comprobar si hay obstáculos (cables aéreos)
diseñar las posibles misiones de vuelo automático programado
planificar las mediciones topográficas que se realizarán en tierra para respaldar el levantamiento fotogramétrico aéreo
Las posibilidades que ofrecen estas tecnologías son todavía muchas, las aplicaciones prácticas son siempre más extendidas, las simplificaciones de las operaciones de levantamiento son claramente evidentes.
5. HORMIGONES INNOVADORES AUTO-REPARADORES
Entre los materiales de construcción, el concreto u hormigón es el más empleado: por eso el problema de su mantenimiento y reparación siempre está vigente.
La investigación para mejorar el rendimiento de este material es continua y global. El objetivo principal es reducir los costes de mantenimiento y de reparación, que siempre han sido el “problema”.
La innovación, diseñada para disminuir la cantidad de producción de nuevo hormigón, integra dentro del material, bacterias auto activadoras que producen nueva piedra caliza en el material de construcción, regenerándolo y luego reparándolo.
El hormigón auto-reparador encuentra una aplicación válida en dos sectores: ingeniería civil y biología marina. Uno de sus inventores, un microbiólogo de la Delft University, declaró:
Uno de mis colegas, un ingeniero civil sin conocimientos de la microbiología, leyó sobre la aplicación de bacterias productoras de piedra caliza en los monumentos, para preservarlos, y me preguntó: “¿es posible para edificios?” Así que mi trabajo consistía en encontrar las bacterias adecuadas que no solo pudieran sobrevivir o mezclarse con el cemento, sino también iniciar un proceso de auto curación
Cuando se habla de cemento, el agua es a menudo tanto el problema como la potencial solución. Las bacterias (Bacillus pseudofirmus o Sporosarcina pasteurii) se mezclan y distribuyen uniformemente en el cemento. Éstas, pero, pueden quedar dormidas hasta 200 años mientras haya alimentos en forma partículas. Con la llegada de la lluvia o de la humedad atmosférica que se filtra en las grietas, las bacterias comienzan a producir la piedra caliza que al final repara las grietas.
Es un proceso similar al de las células que forman los huesos de nuestro cuerpo.
6. ROBÓTICA Y AUTOMOMATIZACIÓNDE LOS EDIFICIOS
El desarrollo de la robótica permite, cada año poner en el mercado nuevos modelos usados en los diferentes sectores. La industria de la construcción no está exenta de esta innovadora contribución tecnológica. Hoy en día el tipo más común de robot de construcción es el brazo mecánico.
Las versiones fijas de los robots están funcionando hace años en las fábricas y en las líneas de montaje de producción. Ahora se están desarrollando adaptaciones portátiles para ser utilizadas en todo tipo de actividades en las obras. Capaces de ser programados para realizar una serie de tareas repetitivas y laboriosas, los robots tendrán un gran impacto en el sector reduciendo accidentes y aumentando significativamente la productividad. Un ejemplo importante es el robot desarrollado por una compañía estadounidense. Este robot utiliza el “corte a hilo caliente” para desarrollar complicadas formas de hormigón a doble curva. Tradicionalmente este proceso lleva tiempo y es bastante costoso.
Estos robots pueden programarse, son más precisos de un obrero y son también más rápidos. Los robots están entrando en el sector de la construcción también en forma de rover autónomos. Éstos son equipados con cámaras y sensores de alta definición que les permiten explorar el interior de una obra.
Hay varios tipos de robots. Uno es EffiBOT, capaz de seguir a los trabajadores, trayendo herramientas y materiales, identificando y evitando obstáculos. Otro es Doxel, un rover que utiliza cámaras de alta definición y sensores LIDAR (Light Imaging, Detection and Ranging) para realizar inspecciones en las obras, comparando los progresos con modelos y programas de diseño.
7. PLATAFORMAS COLABORATIVAS BIM
El BIM es una de las tendencias tecnológicas “más populares” en la industria de la construcción. Cosa que no puede, ni debe sorprendernos, si consideramos que está surgiendo un ecosistema abierto y altamente colaborativo.
La tecnología BIM será cada vez más el catalizador de un cambio fundamental en la forma en que administramos, diseñamos y desarrollamos una construcción.
Con demasiada frecuencia se ve el BIM solo como una herramienta digital innovadora, cuando su principal valor es dar una visión basada en la producción y la gestión integrada de un número creciente de datos que contribuyen a compartir un enfoque de gestión.
El BIM es un “contenedor de información sobre el edificio” donde se insertan datos gráficos y específicos sobre los atributos técnicos, también relacionados con el ciclo de vida de la construcción. Los elementos que representan la edificación poseen todas las características, físicas y lógicas, de su comportamiento real: entonces se trata de elementos inteligentes que constituyen el prototipo digital de los elementos físicos (paredes, pilares, puertas, ventanas, escaleras, etc.) que permiten simular el edificio y su comportamiento en el ordenador, antes de comenzar la construcción.
Cuando se habla de BIM se comienza a partir de un modelo tridimensional que contiene información sobre las dimensiones, materiales, aspecto, características técnicas, que no se pierden en la comunicación entre las diferentes plataformas informáticas (diseñadores).
El método es colaborativo, porque permite integrar en un modelo único la información útil en cada fase del diseño: desde aquella arquitectónica a la estructural, desde las instalaciones a aquella energética y administrativa.
Trabajar con el BIM ofrece al diseñador innumerables beneficios, comenzando por la importancia de concebir el proceso de diseño y realización en una dimensión más amplia, donde la sistematización de todo lo que es analizado antes del proyecto y de los procesos internos de producción se convierte en un elemento fundamental, porque de ello resultará todo el proceso subsiguiente.
Gracias al BIM crece la percepción de la importancia del trabajo colaborativo y en grupo, fortaleciendo los caminos organizativos y mejorando notablemente los resultados por medio de la organización adecuada en relación a las solicitudes de los clientes.
Trabajar con la metodología BIM, de hecho, significa utilizar la tecnología para integrar mejor las diferentes habilidades involucradas en el proceso y durante la ejecución, permitiendo un intercambio rentable de conocimientos, una oportuna actualización en tiempo real de la información disponible, obteniendo como resultado una reducción radical de los errores y obteniendo una mejora global.
Esta colaboración entre los sectores y actores involucrados en un proyecto de construcción no es posible sin el libre acceso a todos los datos esenciales memorizados en un BIM.
De ahí, la necesidad de herramientas adecuadas, plataformas colaborativas basadas en sistemas abiertos.
Una plataforma colaborativa BIM debe ser capaz de apoyar arquitectos, ingenieros y en general profesionales del mundo de la construcción, para crear y administrar correctamente los modelos BIM, en todos los aspectos especializados.
Para que este desafío tenga éxito (es decir, se favorezca su difusión y utilidad) es aún necesario que está tecnología sea simple de usar y, por lo tanto, accesible para todos.
8. ALUMINIO TRANSPARENTE
El aluminio se está convirtiendo cada vez más en el material del futuro. Pero no imaginemos el típico recipiente metálico: este material, utilizado ya en pasado para hacer los marcos de las puertas y ventanas, pronto será utilizado para realizar la totalidad de la ventana, ¡incluso la parte transparente!
Hablamos de hecho del aluminio transparente.
Los dos derivados innovadores del aluminio son:
el corindón, u óxido de aluminio; un mineral rico en trióxido de aluminio, sustancia que lo convierte en uno de los materiales más resistentes del mundo, después del diamante. Se encuentra también en los rubís y zafiros, hoy es utilizado para hacer las pantallas del smartphone o para procesos de arenado
el oxinitruro de aluminio; una cerámica compuesta de aluminio, oxígeno y nitrógeno. Se caracteriza por su gran transparencia y resistencia que lo hacen ideal para ser usado en campos militares y aeroespaciales.
El oxinitruro de aluminio es ampliamente usado para remplazar el vidrio, porque es dos veces más resistentea los impactos y a los agentes atmosféricos y además es en grado de soporta temperaturas de hasta 1200°C.
Los elevados costos de producción han limitado hasta ahora su comercialización, haciéndolo útil “solo” para los vidrios de los submarinos y estaciones espaciales; por eso en muchos países, las universidades e institutos de investigación están buscando entender si es posible producirlo con sistemas más económicos.
En futuras aplicaciones no solo tecnológicas incluso el mundo de la construcción podría en futuro beneficiarse de estos nuevos métodos de tratamiento del vidrio para mejorar adicionalmente la seguridad de nuestras viviendas. De hecho, se están llevando a cabo importantes estudios que tiene como objetivo hacer que estos procesos sean menos costosos y accesibles a todos.
9. NUEVAS FIGURAS PROFESIONALES ESPECIALIZADAS
La transformación del sector de la construcción, determinada por la innovación tecnológica, ha generado nuevas figuras profesionales, cada vez más buscadas por el mercado laboral en el sector de la construcción.
CLOUD: cloud operations engineer, cloud manager, cloud strategist
BIM: BIM modeler, BIM engineer, BIM specialist
DRONE: piloto de drone
VR y AR: virtual reality operator, VR innovation researcher, VR/AR developer
IMPRESIÓN 3D: asistente de impresora 3D
ROBÓTICA: ingeniero mecánico automatización/robótica, test engineer, robotics developer
Algunas de estas nuevas figuras profesionales son en realidad especializaciones de cursos universitarios tradicionales (computación/ingeniería electrónica/mecánica, ciencias de la computación), mientras que a otros se accede a través de cursos de educación superior o profesional, generalmente de más corta duración.
Además, hay algunas figuras profesionales que no están claramente reguladas a nivel internacional, por lo que la única posibilidad de acceso es la experiencia directa en el campo.
Analicemos algunas de las figuras más innovadoras y menos habituales.
PILOTO Y COORDINADOR DE DRONES
Los vehículos aéreos no tripulados (UAV – unmanned aerial vehicle), llamados comúnmente drones, usados ampliamente para inspeccionar sitios, por ejemplo, en el levantamiento, y en muchos otros sectores: la practicidad, la facilidad de uso y el coste-efectividad de esta herramienta nos permite prever que en los próximos 10 años tendremos un desarrollo notable y, por lo tanto, una fuerte solicitud de personal especializado.
Es necesaria la regulación y la capacitación adecuada de figuras profesionales, capaces de guiar y coordinar de tal manera que se pueda garantizar un monitoreo continuo y el pleno control sobre estos dispositivos potencialmente peligrosos.
Dado que la rápida difusión de los drones puede ser una fuente de peligro y también una fuente de posible daño a la privacidad de otros, muchos países ya han establecido una normativa al respecto, volviendo obligatoria la licencia de vuelo para los pilotos de drones profesionales.
Si un dron se utiliza para fines recreativos, no son necesarios cursos ni certificados.
PILOTO Y DESARROLLADOR DE ROBOTS/AUTOMATAS
La presencia de la robótica en el mundo de la construcción está creciendo y se está diversificando, lo que hace evidente la necesidad de un adecuado control humano.
Ya estamos viendo el potencial de los robots para automatizar actividades peligrosas o altamente repetitivas: en la construcción de muros de ladrillo y bases en hormigón armado, o en la investigación en el lugar, y el tratamiento de sustancias peligrosas.
También se han desarrollado vehículos y sistemas totalmente automatizados que pueden realizar trabajos pesados: nivelación, corte, llenado y excavación.
Estas tareas difíciles y complejas para el ser humano también limitan las actividades que este puede ejecutar en un día de trabajo. Con una construcción automatizada 24 horas 7 días a la semana, es probable que solo haya necesidad del control humano para la supervisión y el control de las maquinas.
10. IMPRESORAS 3D PARA LA CONSTRUCCIÓN
El proceso de convertir un archivo digital en un objeto físico ha estado en circulación desde finales de los años 80, pero solo en los últimos años la impresora 3D se ha transformado en una herramienta de modelado en el sector del diseño y la construcción.
Esta es la evolución tecnológica de los “modelos” tradicionales utilizados para analizar un nuevo proyecto de construcción de una manera más intuitiva e inmediata.
Las compañías AEC (architecture, engineering and construction) han depositado grandes esperanzas en la integración de la impresión 3D con:
el BIM – building information modeling
el escaneo láser
la realidad aumentada
la producción de componentes para la construcción
En términos de planteamiento, la impresión 3D funciona de manera similar a las impresoras normales. Se inicia creando un archivo en una computadora, un modelo CAD o BIM usando un software. Estos archivos son enviados a un software específico, que se comunica directamente con la impresora y extrapola los datos en el archivo y los subdivide en cientos (hasta miles) de niveles.
Con estos datos la impresora comienza a trabajar y fabricar el modelo una capa a la vez, comenzando desde el nivel inferior y moviéndose hacia arriba.
La impresión 3D ofrece varias ventajas sobre las técnicas de fabricación tradicionales:
los modelos son más rápidos de realizar y más económicos
los ciclos de diseño (planificación/modelo 3D/verificación) son más cortos con interacciones más rápidas
absoluta libertad en el diseño (sin los límites en las formas y estructuras asociadas con la producción tradicional)
Los usos más innovadores y, a veces, experimentales en la impresión 3D en el sector AEC son:
diseño/planificación urbana
diseño e implementación de detalles a pequeña escala (incluso 1:1)
inspección estructural y análisis de la ingeniera
construcción de elementos estructurales
construcción de prototipos de edificios
Credito: Biblus - Innovación tecnológica en construcción
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