Alexander Dubor: “Los robots podrían desempeñar un rol fundamental en el proceso constructivo”

Escrito por IAAC
Publicado el 19 de Junio, 2018

Alexander Dubor, arquitecto e investigador combina nuevas tecnologías en el intento de mejorar la forma en que construimos y vivimos nuestras ciudades. Ahora lidera el programa Open Thesis Fabrication (OTF) así como el Master en Robótica y Construcción Avanzada (MRAC) en IAAC. Junto con el personal de IAAC, estudiantes y socios industriales, está investigando cómo los nuevos avances en material, fabricación digital y diseño computacional podrían conducir a un mejor ecosistema de construcción, hacia un entorno construido más eficiente, asequible, sostenible y personalizado.

Como experto en fabricación digital y robótica, en esta entrevista, Alexander nos cuenta acerca del estado actual de la robótica en el ámbito de la construcción y sus perspectivas futuras. En este sentido, Dubor analiza las posibilidades y ventajas que la revolución digital puede suponer tanto en la productividad como en la sostenibilidad y reducción de costes en el sector de la construcción.

Además, plantea que, a pesar de que actualmente la mayor parte de la construcción digital está ocurriendo fuera de la obra, los futuros avances en robótica indican la posibilidad de que los robots evolucionen y tengan un rol muy importante en el lugar de la construcción.

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¿Cuáles son los desafíos que enfrenta el sector de la construcción hoy?

Alexandre Dubor (AD): El sector de la construcción se enfrenta hoy a una necesidad cada vez mayor de cambio radical y reinvención. Las ciudades en expansión están desafiando al sector para encontrar formas de construir más rápidas y a un menor coste mientras que los recursos limitados del planeta requieren una forma más sostenible de construir, habitar y reutilizar nuestras construcciones.

Al mismo tiempo, el sector de la construcción aún no se ha aprovechado de la revolución digital que actualmente está ocurriendo en otros sectores de la fabricación, como en la automoción y la ingeniería aeroespacial. La robótica, la impresión 3D y la inteligencia artificial están haciendo que el futuro de la construcción aumente su productividad y reduzca sus costes. Estas tecnologías también abren nuevas oportunidades de diseño para optimizar el rendimiento de los edificios al reducir las emisiones de CO2 y la demanda de energía.

¿Qué conserva el sector de la construcción para adoptar nuevas tecnologías?

AD: The Economist informó en julio de 2017 que la productividad de los constructores se ha estancado, o incluso ha disminuido, en los últimos 50 años. Hoy en día, la maquinaria y la tecnología evolucionan hacia una versión digital más inteligente, que abarca la complejidad de la industria de la construcción. El escaneo 3D, la Inteligencia Artificial, la robótica, los materiales avanzados, el diseño computacional y la administración BIM están trayendo mejoras que no se han visto en el sector durante décadas, permitiendo mejoras en flexibilidad, integración, velocidad y precisión.

En última instancia, esas tecnologías prometen reducir el coste y el impacto ecológico al tiempo que aumentan las oportunidades de diseño y las posibilidades de personalización masiva. Una vez que se demuestre que esas tecnologías digitales son eficientes, su adopción será una necesidad competitiva.

¿Cuándo veremos este cambio suceder?

AD: El cambio está sucediendo más rápido de lo que pensamos. Solo el año pasado, inauguramos un puente impreso en 3D en un parque público en Madrid (Alcobendas). El proyecto fue el fruto de una colaboración entre ACCIONA e IAAC para explorar el potencial de la impresión 3D en polvo para el sector de la construcción, y marcó un hito en la industria como la primera construcción de ingeniería civil realizada con esta tecnología prometedora.

¿La tecnología de impresión 3D está lista para salir al mercado?

AD: La impresión 3D consta de un grupo de tecnologías de fabricación en la intersección entre la ciencia de los materiales, la ingeniería mecatrónica y el diseño computacional y actualmente está afectando a muchos sectores de fabricación. En el sector de la construcción, las tecnologías existentes aún no han abordado completamente los requisitos específicos de escala, tolerancia y materiales, y requieren mejoras para satisfacer las necesidades actuales del mercado.

El conocimiento y la tecnología se han vuelto más accesibles y ya estamos imprimiendo casas, puentes y elementos arquitectónicos a altas velocidades con bajos costes. La impresión 3D no reemplazará por completo la construcción arquitectónica, sino que agregará valor optimizando los procesos de producción, fomentando la sostenibilidad y utilizando materiales locales sin la necesidad de transporte, moldes, juntas y ensamblaje. En este sentido, más empresas, centros de investigación, educación y personas están invirtiendo en esta técnica avanzada.

¿Cómo planeas abordar estos problemas?

AD: Uno de los primeros asuntos abordados por IAAC con respecto a la libertad de forma es que dicha libertad a menudo está limitada por la necesidad de un material de apoyo en el proceso de impresión. La investigación de nuestro proyecto Mataerial desarrolló un nuevo método de fabricación aditiva que permite la creación de objetos 3D en cualquier superficie de trabajo, independientemente de su inclinación y suavidad, y sin la necesidad de estructuras de soporte adicionales. Mediante el uso de la tecnología de extrusión, el brazo robótico puede neutralizar el efecto de la gravedad durante el proceso de impresión.

Un segundo problema crucial en la impresión 3D está relacionado con los materiales utilizados. Desafiando el impacto ecológico de los materiales de construcción tradicionales, como el hormigón, la impresión en 3D introduce los materiales naturales y los principios de la arquitectura en la construcción. Junto con colaboradores de toda Europa, IAAC está desarrollando materiales de baja energía y biológicos para la impresión en 3D, como el trabajo de Pylos que retrata el interés de utilizar la arcilla como material natural, reciclable y de proximidad.

¿La impresión 3D es la única tecnología de fabricación que alterará el sector de la construcción?

AD: En resumen, no. El sector de la construcción utiliza muchas técnicas y materiales de fabricación y creemos que esto continuará y muy probablemente se introducirán más tecnologías. Algunas técnicas tradicionales se mejorarán con la digitalización y la automatización del proceso, mientras que surgirán procesos completamente nuevos.

Por ejemplo, el proyecto Musical Robotic Façade, que es una colaboración entre Isern Architects, Cumella Ceramics e IAAC en el diseño y producción de la fachada del Hotel OHLA en Barcelona. Aquí, el objetivo es dar un valor agregado a la fachada de cerámica al proporcionar a cada azulejo una textura única tallada de forma robótica.

Aplicando un algoritmo, un robot fue capaz de transformar un input musical en tallas en las piezas de cerámica que cubren la fachada del hotel. El trabajo completo está compuesto por 1120 piezas (800 en el frente y 320 en la entrada principal del hotel), en que cada una contiene ocho segundos de reinterpretación robótica de las Cuatro Estaciones de Vivaldi recompuesto por Max Richter.

Como afirma Toni Cumella, el ceramista en el proyecto: "El interés de los robots en la fabricación radica en su capacidad para abrir nuevas oportunidades en diseño y fabricación, que pueden combinar artesanía tradicional y diseño digital". No podríamos estar más de acuerdo.

¿Esta tecnología está lista para ser utilizada en el lugar de construcción?

AD: La mayor parte de la construcción digital está ocurriendo fuera de la obra, con la mayoría de esfuerzos destinados a la prefabricación. Sin embargo, otra tendencia es posible. Los avances en robótica, sensores e inteligencia artificial indican la posibilidad de que los robots evolucionen y tengan un rol muy importante en el lugar de la obra.

En el proyecto Minibuilders, una familia de robots de construcción móviles de pequeña escala es capaz de construir objetos mucho más grandes que ellos mismos. Cada uno de los robots está hecho para realizar diversas tareas, vinculadas a las diferentes fases de construcción, y trabajar junto con los otros robots para la implementación de un único resultado estructural.

Los tres robots trabajan uno tras otro, depositando mármol artificial para construir la estructura. Mirando hacia el futuro, los grandes edificios podrían ser construidos por un ejército de pequeños robots construidos para tareas distintas y únicas. Al igual que un equipo de constructores humanos, estos robots podrían seguir una serie de planes para crear un edificio completo en menos tiempo y con menores costes, impactos ambientales y desperdicio de materiales que los métodos de construcción tradicionales.

¿La obra ya no precisará de la mano de obra humana?

AD: Yo no lo creo. La artesanía, la resolución de problemas en una situación inesperada, la toma de decisiones que involucran habilidades sociales, el proceso de diseño que requiere esta innovación todavía son habilidades que no se pueden lograr con robots e inteligencia artificial. Imaginamos un futuro donde los humanos todavía tienen el control total del proceso, pero con un fuerte apoyo de robots e inteligencia artificial.

Los robots y los seres humanos trabajarán juntos, mientras que la Realidad Aumentada permitirá reducir la brecha entre lo digital y lo físico. BIM, 5G y la computación permitirán una mejor sinergia entre el trabajo dentro y fuera de la obra, mientras que la Inteligencia Artificial y la simulación digital ayudarán al diseñador en su tarea creativa. Un sector de la construcción entre sistemas digitales y físicos, hacia la interacción humano-máquina y realidades híbridas.

¿Cómo prepararse para este futuro?

AD: La tecnología en el sector de la construcción evolucionará cada vez más rápido, con una adopción más amplia en la próxima década de diseño computacional, administración BIM, escaneo 3D, fabricación robótica y digital. Por otro lado, los profesionales del sector deberán adaptarse rápidamente a su flujo de trabajo y aprender estas nuevas habilidades.

Estamos entusiasmados con el futuro de la construcción y esperamos ver que el sector promueva una mayor colaboración en el desarrollo y la exploración de estas tecnologías. La sinergia entre la universidad, la investigación y la industria en todo el mundo es un paso importante para la innovación, ya que reúne un enfoque multicultural y multidisciplinario ante cualquier desafío. Este es el camino que elegimos tomar en IAAC y parece funcionar bien. ¡El futuro es prometedor!