Empecemos con una observación: imaginemos una obra en la que los robots sean los únicos responsables de construir nuestras casas y edificios. Realizando tareas como albañilería, vertido de hormigón, paisajismo y mucho más. Este podría ser el futuro de la construcción y la robótica y de lo que hablaremos en este artículo. Un mundo de automatización y colaboración que tiene el potencial de remodelar nuestras prácticas de construcción, al tiempo que hace que el sector sea más seguro y eficiente.
La construcción es una fuerza económica vital, que contribuye con aproximadamente 840 mil millones de dólares o el 4,2% del PIB a los 20,6 billones de dólares en bienes y servicios producidos en Estados Unidos en 2018. Sin embargo, hoy se enfrenta a algunos retos. Según una encuesta de AGC-Autodesk (2019), el 80% de los contratistas declararon tener dificultades para encontrar trabajadores cualificados. Esta escasez de mano de obra amenaza el crecimiento económico general del sector. Y no sólo en Estados Unidos… España – 39% (El Confidencial, 2021); Europa – 32% (Statista, 2023)(Euronews, 2023).
Al mismo tiempo, el sector de la construcción se enfrenta a problemas relacionados con la calidad, los plazos, la seguridad y los entornos complejos. Estos retos podrían mitigarse mediante la adopción de tecnologías de robótica y automatización (R&A), que ya han beneficiado a industrias como la automovilística, logística, manufacturera, sanitaria y aeroespacial, por mencionar algunas. Con el sector de la construcción cada vez más presionado por el envejecimiento de la mano de obra, la falta de personal cualificado y la disminución de la productividad, no deben subestimarse los beneficios potenciales de unos procesos más eficientes y racionalizados que R&A puede aportar.
¿Qué es la robótica en la construcción?
La robótica en la construcción se refiere a la fusión de la tecnología robótica y la automatización (R&A) en los procesos de construcción. Ayudan en multitud de tareas, desde la precisión de la albañilería robotizada hasta la potencia necesaria para la demolición y la excavación. Empresas como Dusty Robotics, Construction Robotics, Boston Dynamics, Built Robotics y otras están innovando la forma en que construimos, gestionamos y definimos los parámetros de seguridad en el sector de la construcción.
Las tecnologías de automatización y robótica en la construcción se dividen en cuatro categorías: sistemas de prefabricación fuera de la obra, sistemas automatizados y robóticos in situ, drones y vehículos autónomos, y exoesqueletos. Los sistemas de prefabricación fuera de las instalaciones, desarrollados inicialmente en Japón, utilizan la robótica para mejorar la calidad de los componentes de los edificios, inspirándose en el éxito del uso de robots en la fabricación de automóviles. Los sistemas in situ surgieron más tarde, introduciendo robots directamente en las obras (Delgado metal, 2019).
Los drones y los vehículos autónomos representan el último avance, ya que proporcionan capacidades de inspección, supervisión y mantenimiento. Los exoesqueletos, aunque no son estrictamente robóticos, son dispositivos portátiles que aumentan las capacidades de los trabajadores. Estos dispositivos, que en el futuro podrían difuminar la línea que separa el trabajo humano del de las máquinas, representan un importante potencial para la colaboración entre humanos y robots. El objetivo general de estas tecnologías es agilizar las actividades de construcción y aumentar la eficiencia, y se espera que en las futuras obras de construcción se produzca una integración perfecta de trabajadores humanos, robots y sistemas automatizados(Delgado metal, 2019).
El uso de la robótica en la construcción
La robótica y la automatización in situ se utilizan cada vez más en el sector de la construcción. Los hay de diferentes formas y tamaños, y pueden realizar una gran variedad de tareas, tanto en colaboración como de forma autónoma. Existen dos grandes diferencias en lo que se refiere a la robótica in situ: los robots colaborativos y los robots autónomos.
Robots colaborativos
Los robots colaborativos o «cobots» se introdujeron en el lugar de trabajo como un avance tecnológico de apoyo. Estos tipos de robots se pusieron en marcha para ayudar a los trabajadores con tareas mundanas, repetitivas, pesadas y aburridas.
Un buen ejemplo de este tipo de robótica son los exoesqueletos, que cada vez cambian más las reglas del juego. Proporcionan seguridad y apoyo a los trabajadores de la construcción cuando levantan objetos pesados, se ponen en cuclillas y manejan maquinaria pesada durante un tiempo prolongado. Esta técnica de asistencia proporciona apoyo a varias articulaciones, aumentando así la resistencia de los trabajadores y minimizando el riesgo de lesiones.
Los «cobots» actúan como tecnologías innovadoras de apoyo diseñadas específicamente para ayudar a los trabajadores en sus tareas cotidianas de construcción, creando además un entorno más seguro y eficiente.
Robots autónomos
Los robots autónomos, al contrario que los «cobots», tienen el potencial de sustituir las tareas repetitivas y de precisión. Los robots automatizados pueden parecer sacados de una película futurista de SyFy, pero son algo muy real. Fuera del ámbito de la construcción, los robots autónomos, como los Robots Móviles Automatizados (AMR), llevan bastante tiempo en activo. Una aplicación conocida de este tipo de robots son los almacenes y centros de distribución. Amazon, por ejemplo, ha presentado Proteus, su primer robot móvil totalmente autónomo (AMR). Esta característica reduce significativamente la distancia a pie que necesitan los trabajadores de Amazon para recuperar los artículos y aumenta la eficiencia de los procesos que se llevan a cabo en sus almacenes.
Ahora, visualice un robot que realice de forma autónoma trabajos de albañilería, vertido de hormigón y excavación de zanjas con extrema precisión in situ. Los robots autónomos, popularizados en el sector de la construcción por empresas como Built Robotics, hacen precisamente eso. Al encargarse de tareas repetitivas, estos robots están cambiando la fisonomía de las obras, haciéndolas más eficientes, seguras y productivas. Ahora, Built Robotics está poniendo sus robots autónomos a trabajar en la construcción de parques solares a gran escala, en la excavación y apertura de zanjas de forma totalmente autónoma. Están abriendo el camino hacia unas condiciones de trabajo más eficaces y seguras. Afirman que sus robots autónomos pueden trabajar entre 3 y 5 veces más rápido que cualquier humano.
«Apartarán a la gente del peligro, reduciendo la exposición al ruido, la tensión y los riesgos de atropello y pellizco». – Noah Ready-Campnell
Las empresas de robótica están allanando el camino hacia el futuro de la automatización en la construcción. FBR ha desarrollado un albañil automático de última generación llamado Hadrian X. Hadrian X, afirman, puede colocar hasta 500 bloques por hora, construir edificios de hasta 3 plantas y levantar bloques que pesen hasta 45 kg.
Otra mención destacada dentro del campo de nuestra automatización y robótica es el uso de la impresión 3D in situ. S-Squared 3D Printers es una empresa con sede en Nueva York que ha presentado su Sistema Autónomo de Construcción Robótica (ARCS), pendiente de patente. La impresora 3D ARCS es capaz de construir viviendas, carreteras, puentes y edificios comerciales. Se dice que supera a la construcción tradicional al reducir hasta un 70% tanto el tiempo como los costes. La misión de la empresa es revolucionar el sector de la construcción construyendo viviendas más rápidas, resistentes, baratas, seguras y respetuosas con el medio ambiente. El sistema tarda unas seis horas en construir una casa y se dice que los edificios creados con ARCS tienen una integridad estructural dos veces superior a la norma del sector y requieren poco mantenimiento. (Imagen inferior SQ4D Primera casa impresa en 3D a la venta)
Se vende una casa impresa en 3D en Nueva York
La robótica en el sector de la construcción no es sólo un concepto; es una realidad que está revolucionando nuestra forma de construir.
Aumento de la productividad
Gracias a su capacidad para trabajar de forma continua, los robots de construcción cambian radicalmente los niveles de productividad del sector. Como ya se ha mencionado, los robots colocadores de ladrillos y otros robots autónomos a gran escala pueden aumentar enormemente la productividad, ya que funcionan de forma continua y alcanzan el resultado final mucho más rápido y con mayor precisión que un trabajador medio. Boston Dynamics ha desarrollado un robot capaz de realizar tareas de supervisión in situ, recopilar datos en 3D, crear con eficacia modelos as-built precisos y vigilar espacios confinados que mantengan a los trabajadores alejados de entornos peligrosos.
Mejorando la seguridad
La seguridad es primordial en la construcción. Las encuestas realizadas tanto en EE.UU. como en el Reino Unido sugieren que la construcción es un lugar de trabajo significativamente más arriesgado y peligroso en comparación con otras industrias. La robótica en el sector de la construcción puede encargarse de tareas peligrosas, reduciendo los riesgos de accidentes laborales. Las empresas de robótica y tecnología automatizada alardean de cómo sus robots hacen que las obras sean más seguras.
Colmar la brecha
El sector de la construcción se enfrenta a menudo a la falta de mano de obra cualificada. Con la escasez de trabajadores de la construcción cualificados en todo el mundo (La Informatica, 2022)(Forbes, 2022) (Pheng LS, Hou LS, 2019) la industria de la construcción puede ver una falta de trabajadores para realizar las tareas y trabajos in situ necesarios para completar las construcciones. Según ABC news, en Estados Unidos han faltado 430.000 trabajadores del sector de la construcción en los últimos años. Los robots de construcción pueden contribuir a paliar esta escasez de mano de obra.
Los robots autónomos y colaborativos en la construcción también pueden desempeñar un papel crucial a la hora de subsanar las carencias de competencias y conocimientos del sector. Con la creciente complejidad de los proyectos de construcción modernos, encontrar personal cualificado para trabajos de construcción de alto nivel se ha convertido en un reto importante. Las tecnologías robóticas, gracias a su capacidad para realizar tareas complejas con precisión y coherencia, pueden suplir esta carencia. Pueden realizar tareas repetitivas y extenuantes, lo que reduce los errores humanos y las lesiones laborales, mejorando así la productividad y la calidad generales.
Al mismo tiempo, estas tecnologías pueden liberar a los trabajadores para que se centren en tareas cognitivas de alto nivel que exigen juicio y creatividad humanos. Como estos robots suelen venir con interfaces intuitivas, permiten que incluso el personal menos experimentado realice operaciones complejas, salvando así eficazmente la brecha existente en cuanto a competencias y conocimientos en el sector de la construcción.
Otros beneficios potenciales
Personalización y flexibilidad: Las tecnologías robóticas avanzadas permiten procesos de fabricación ágiles y flexibles. Los robots pueden programarse y reconfigurarse rápidamente para adaptarse a los cambiantes requisitos de producción y manejar diversos diseños, tamaños y materiales de productos. Esto permite una mayor personalización y capacidad de respuesta a las demandas de los clientes.
Toma de decisiones basada en datos: Los sistemas de automatización generan ingentes cantidades de datos que pueden analizarse en tiempo real. Los directivos pueden aprovechar estos datos para supervisar y optimizar los procesos, identificar ineficiencias y tomar decisiones basadas en datos para la mejora continua.
Retos de la robótica y la automatización
Aunque la llegada de la robótica y la automatización al sector de la construcción está suponiendo avances significativos, es importante reconocer que no todo son ventajas. Aunque estos robots están en cierto modo diseñados para ser robustos y requerir un mantenimiento menos frecuente que la mano de obra humana, no son completamente inmunes a las averías. Cuando funcionan mal, el coste de las reparaciones puede ser elevado. No sólo las piezas y componentes son caros, sino que se necesitan los servicios de ingenieros altamente cualificados para diagnosticar y solucionar los problemas. Estos ingenieros, con sus conocimientos especializados en robótica, cobran salarios elevados, lo que aumenta el coste global. Así pues, aunque la promesa de eficiencia y precisión es tentadora, las implicaciones financieras de la adopción de robots autónomos en la construcción deben considerarse cuidadosamente, al menos por el momento.
La integración de la automatización y la robótica provocará una transformación de la mano de obra. Mientras que algunos puestos de trabajo pueden verse desplazados, surgirán otros nuevos que requerirán competencias para manejar, programar y mantener sistemas automatizados. La mano de obra tendrá que actualizarse y adaptarse para trabajar en colaboración con robots y tecnologías avanzadas.
¿La robótica cambiará el futuro de la construcción?
¿Cuál es el futuro de la automatización y la robótica en la construcción? Miremos en la bola de cristal.
Aún nos queda… A medida que las ventajas de los robots para construir casas y otras estructuras se hagan evidentes, prevemos un aumento de los índices de adopción en todo el sector. Sin embargo, la revolución robótica, ampliamente pronosticada, no se ha producido a la velocidad prevista. La adopción de la robótica varía de un país a otro y depende en gran medida del entorno político del país, no solo de las fuerzas del mercado.
Es probable que el futuro de la robótica de la construcción apunte a procesos más versátiles y fáciles de implementar que puedan aplicarse a diversas tareas, lo que facilitará la rápida adopción de nuevas tecnologías. El principal reto consiste en salvar las distancias entre disciplinas y hacer que la tecnología robótica sea más accesible para los profesionales de la construcción. Las principales áreas de interés para futuras investigaciones incluyen: (Parascho, 2022)
Accesibilidad: La investigación explorará cómo hacer que la tecnología robótica sea más fácil de usar e intuitiva, permitiendo a diseñadores y trabajadores de la construcción aprovechar esta tecnología sin tener que ser expertos.
Versatilidad: El desarrollo de procesos adaptables que puedan aplicarse a distintos materiales y entornos podría reducir considerablemente el tiempo y el esfuerzo necesarios para poner en marcha un proceso. Conseguirlo es todo un reto dada la gran variedad de parámetros de las tareas de construcción.
Aumento de escala: La escala de las instalaciones robóticas en comparación con los proyectos de construcción sigue siendo un reto. La investigación tendrá que decidir si se centra en máquinas más grandes o en máquinas más pequeñas con alcance extensible.
Creatividad: Fomentar la creatividad en los procesos robóticos permitiría a la comunidad de diseñadores implicarse más en estas herramientas. Mejorar la interacción y la comunicación entre humanos y máquinas podría allanar el camino a planteamientos innovadores de codiseño.
Conclusión
¿Estamos preparados para la revolución de la robótica en la construcción? Con el avance de la robótica en la construcción, ¿asistiremos a un cambio en nuestra forma de construir y crear? ¿Los robots que construyen casas y otras estructuras prometen un futuro más productivo, seguro y eficiente? Todas estas son preguntas que, con el tiempo, tendrán una respuesta natural. Por ahora, las cosas van despacio y con razón, ya que podría suponer un cambio sustancial para el sector de la construcción. Sin embargo, es importante seguir de cerca lo que nos depare el futuro de la construcción y la tecnología robótica, ya que podría cambiar en gran medida nuestra forma de abordar el proceso de construcción. Sin embargo, aún queda mucho por comprender y abordar…
Preguntas frecuentes
- ¿Qué son los robots de construcción? Se refieren al uso de la automatización y la tecnología robótica en los procesos de construcción.
- ¿Cómo mejora la productividad la robótica de la construcción? Pueden realizar tareas con rapidez, precisión y continuidad, lo que aumenta la productividad.
- ¿Son seguros los robots de construcción para los trabajadores? Potencialmente sí, al encargarse de tareas peligrosas, los robots mejoran la seguridad de los trabajadores. Sin embargo, aún queda mucho por aprender sobre los robots autónomos I de la construcción.
- ¿Pueden los robots colmar las lagunas de cualificación en el sector de la construcción? En la mayoría de los casos, sí. Los robots se encargan eficazmente de tareas extenuantes, lo que permite a los trabajadores centrarse en operaciones complejas.
- ¿Pueden los robots realizar trabajos de construcción? Sí, pueden hacerlo y ya lo están haciendo con notable eficacia y precisión.
- ¿Cómo están cambiando los robots el sector de la construcción? Aumentan la productividad, mejoran la seguridad y reducen las diferencias de cualificación.
- ¿Cuál es el futuro de la robótica en la construcción? Prevemos un aumento de la adopción y los avances tecnológicos.
- ¿Sustituirán los robots a los ingenieros en la construcción? No, los robots están pensados para complementar las capacidades y la creatividad humanas, no para sustituirlas.
