Cuatro tendencias tecnológicas innovadoras que hacen avanzar a la construcción

Te damos la bienvenida al futuro de la construcción

La revolución digital en la productividad de los trabajadores está en marcha. La confluencia de tecnologías transformadoras como el aprendizaje automático (ML), la realidad virtual (VR), el Internet de las cosas (IoT) y la impresión 3D y 4D inaugura una nueva era de trabajo informatizado.

Para las empresas del sector de la construcción y otras industrias básicas, esto supone una gran oportunidad para conseguir una mayor eficacia y conectividad en los flujos de trabajo de diseño e ingeniería.

Aprendizaje automático: innovación en los flujos de trabajo de la construcción

El creciente interés por el potencial de las tecnologías de la inteligencia artificial para optimizar los flujos de trabajo y aumentar la eficiencia se ve respaldado por los recientes avances en los sistemas de ML. Los ingenieros civiles y de construcción tienen que hacer un considerable trabajo inicial con grandes cantidades de datos para analizar los emplazamientos de las obras. La IA puede acelerar gran parte de este proceso mediante el uso de la información existente del Big Data y los nuevos datos conectados de los dispositivos de IoT. También puede combinar la información existente de los programas de modelado de información de construcción (BIM) con los datos de evaluación de la obra en tiempo real.

En la construcción, existe la posibilidad de utilizar drones para realizar fotogrametría (mapas fotográficos del emplazamiento) de forma autónoma mediante ML. Permite el escaneado en 3D, la navegación autónoma y las comunicaciones entre drones, para formar lo que se conoce como «enjambres».

El ML también facilita el diseño informatizado de edificios basado en objetivos de diseño específicos, como el tamaño y el coste. Los principales estudios de arquitectura, como Zaha Hadid y MAD Architects, llevan tiempo utilizando técnicas de diseño paramétrico para obtener una ventaja comercial y creativa².

Y, mediante la alimentación con modelos CAD 3D y otros datos, como la información del entorno, los profesionales de la construcción y la arquitectura pueden ir más allá de la forma y utilizar el ML para abordar otras decisiones de diseño.

Por ejemplo, el ML se utiliza para reorganizar o generar espacios en la planificación y organización de edificios. El software depthMapX de Space Syntax se emplea para analizar la red espacial de una ciudad en la etapa de diseño, y el motor de juegos Unity 3D permite a los diseñadores de construcción analizar y optimizar sus planes reorganizando o generando espacios en el plano³.

VR: diseñar nuevas realidades

Las soluciones de VR inmersiva están ayudando a las empresas a visualizar los diseños y acortar los ciclos de iteración. En el sector de la construcción, la VR también está ayudando a las empresas a explicar mejor los conceptos de diseño. En lugar de mostrar imágenes generadas por ordenador de los desarrollos planificados, ahora los equipos pueden ofrecer a sus clientes la posibilidad de experimentar, por ejemplo, cómo será un edificio, un puente o una red de carreteras.

Estas experiencias de VR son precisas (a una escala 1:1) e incorporan el entorno del mundo real. De esta manera los diseñadores pueden, por ejemplo, mostrar en pocos minutos lo que de otro modo habría requerido una reunión y una explicación con multitud de dibujos⁵.

Las empresas constructoras también están adoptando soluciones de VR para agilizar el proceso de construcción. En lugar de depender de dibujos estáticos y planos, los ingenieros pueden mostrar cómo las modificaciones afectan al diseño y los costes, incluso en tiempo real. Los operarios también tienen la posibilidad de visitar una representación virtual de la obra para analizar los próximos desafíos antes de que se materialicen en el entorno físico.

Esto permite a los equipos de construcción resolver los problemas de forma conjunta y tomar mejores decisiones que ahorran recursos y evitan errores.

Antes, estas experiencias de inmersión solo estaban al alcance de las empresas que podían invertir en costosos sistemas de proyecciones, como los entornos inmersivos CAVES o los retroproyectores. Sin embargo, estos sistemas están siendo reemplazados por gafas interactivas más asequibles, que les permiten a los participantes en el proyecto ver de primera mano el resultado de las posibles opciones de diseño.

IoT: creación de equipos de trabajo conectados

Existe un notable interés respecto al potencial transformador del IoT y la nueva era de conectividad que puede alumbrar. Los futurólogos pronostican desde hace tiempo la aparición de ciudades inteligentes, con dispositivos conectados instalados en todos los elementos concebibles del ecosistema urbano. Estos dispositivos alimentarán con datos en tiempo real a vastas redes conectadas que servirán para gestionar unas interacciones más eficientes, ya sea en el tráfico, los aparcamientos o la eficiencia energética.

La instalación de sensores de IoT para aprovechar los datos conectados es cada vez más frecuente en el sector de la arquitectura, ingeniería y construcción (AIC). Un ejemplo es el nuevo puente Queensferry Crossing en Escocia, que utiliza una avanzada supervisión de estado⁷.

Una alianza comercial entre las firmas de ingeniería y arquitectura Jacobs y Arup instaló dos mil sensores en el puente para recoger datos en tiempo real, que permiten a los gestores analizar las tendencias y realizar intervenciones de mantenimiento preventivo. Esto tiene implicaciones obvias tanto para la reducción de los costes de mantenimiento, mediante la racionalización del proceso de reparaciones, como para la disminución del riesgo de accidentes.

Los datos sobre el rendimiento de los edificios también pueden utilizarse para garantizar que estén mejor diseñados en el futuro, ayudando a los profesionales de la AIC a desarrollar diseños más inteligentes y eficientes.

Los diseñadores ya están creando edificios que pueden adaptar sus revestimientos en función de las necesidades de los ocupantes o las condiciones cambiantes del entorno en el que se encuentran. Un ejemplo es el edificio de la escuela de diseño RMIT en Melbourne (Australia), diseñado por el estudio Sean Godsell Architects. El edificio está revestido con 16 000 placas de vidrio circulares, que giran según la posición del sol y las condiciones interiores, para regular la sombra y la temperatura8.

Impresión 3D: cambio de materiales para los profesionales de la construcción

Tradicionalmente, la función de la impresión 3D se ha limitado a la creación de prototipos de productos. Pero su aplicación está empezando a extenderse más allá de lo que muchos podrían haber imaginado.

Combinadas con la confluencia de la robótica, el Big Data y la automatización, las técnicas de impresión pioneras van a tener un gran impacto en los flujos de trabajo de diseño e ingeniería del futuro.

A medida que la impresión 3D madure, permitirá a las empresas constructoras producir rápidamente grandes estructuras sobre el terreno; y de hecho, esto ya está sucediendo. La empresa holandesa MX3D anunció recientemente sus planes para construir el primer puente impreso en 3D del mundo en un canal de Ámsterdam¹⁰. Los planes de la compañía incluyen el uso de impresoras con brazos robóticos que irán creando la estructura de soporte del puente a medida que se desplazan a lo largo del diseño. MX3D espera que la construcción del puente sea un primer paso para que esta técnica pueda utilizarse habitualmente en las obras civiles, especialmente a la hora de realizar tareas peligrosas en estructuras altas.

Y a medida que la tecnología de impresión 3D avanza hacia el trabajo con materiales heterogéneos, también será necesario desarrollar nuevas herramientas de diseño y flujos de trabajo informáticos. El software actual de CAD en 3D trata los materiales como volúmenes sólidos y no tiene las capacidades necesarias para diseñarlos a nivel micro y crear geometrías complejas dentro de los propios materiales.

Sin embargo, se ha creado un consorcio sectorial formado por importantes empresas tecnológicas, como HP, PTC, Autodesk, Microsoft y Dassault Systemes, para definir un formato de impresión 3D que permita a las aplicaciones de diseño enviar modelos en 3D totalmente fieles a una serie de aplicaciones, plataformas e impresoras.

La llegada de tecnologías transformadoras (como el aprendizaje automático, la realidad virtual, el Internet de las Cosas y la impresión 3D y 4D) está cambiando rápidamente la forma de trabajar de los diseñadores de la construcción. Haz clic aquí para obtener más información sobre otras innovaciones que están revolucionando los procesos constructivos, como por ejemplo nuevas formas de producir estructuras de forma más rápida y sostenible empleando materiales y técnicas innovadores.

Notas

1 https://www.idc.com/getdoc.jsp?containerId=prUS42439617
2 http://www.alphr.com/artificial-intelligence/1005674/the-architects-teaching-ai-to-print-cities
3 https://archinect.com/features/article/149995618/the-architecture-of-artificial-intelligence
4 https://www.forrester.com/Virtual+Reality+Will+Reach+52M+Units+In+The+US+By+2020/-/E-PRE9205
5 http://www.hok.com/thought-leadership/virtual-reality-as-a-design-tool-what-weve-learned-and-where-we-go-from-here/
6 http://www.gartner.com/imagesrv/books/iot/iotEbook_digital.pdf
7 https://www.arup.com/projects/queensferry-crossing-digital
8 https://www.augi.com/articles/detail/the-iot-in-aec
9 https://www.dubaifuture.gov.ae/our-initiatives/dubai-3d-printing-strategy/#1458229692991-5b103194-e97a8fc7-fbc6
10 https://www.theguardian.com/technology/2015/jun/17/dutch-startup-plans-first-3D-printed-steel-bridge-to-span-amsterdam-canal