La construcción juega un papel importante en la economía mundial, ya que representa el 10 % del PIB en los países desarrollados y más del 25 % en los países en desarrollo. Debido a los desarrollos demográficos y económicos, el número de edificios de gran altura en el mundo está creciendo rápidamente.
Sin embargo, el grado de automatización en la construcción es mucho menor que en otras industrias, como la manufactura. La falta de automatización da como resultado una baja productividad y condiciones de trabajo riesgosas, especialmente cuando la cantidad de trabajadores jóvenes disminuye en las obras de construcción debido al envejecimiento de la población en muchos países del mundo.
Gracias a los robots y al rápido desarrollo de hardware y software informático en las últimas décadas, la automatización puede brindar nuevas oportunidades a la construcción actual. Los robots, que han demostrado ser más robustos, seguros, eficientes, precisos y productivos, pueden reducir de manera eficiente el tiempo de construcción y aumentar la seguridad al reemplazar a los humanos en operaciones peligrosas en el entorno de construcción dinámico y no estructurado.
A diferencia de los procesos de construcción convencionales, intensivos en mano de obra y relativamente costosos que requieren trabajadores altamente calificados para lograr una calidad suficiente y constante, los sistemas de construcción automatizados, impulsados por robots, pueden soportar numerosas aplicaciones, como trabajos de concreto, trabajos de pintura y acabado, construcción de gestión de carreteras, equipos y seguridad, seguimiento del progreso y operación remota, advertencia de accidentes, etc.
Pueden estabilizar el proceso de construcción y mejorar la productividad mediante el establecimiento de un entorno de trabajo cómodo y adecuado para emplear los equipos automatizados y los robots en las diferentes etapas de los procesos de construcción, desde el movimiento de tierras hasta la construcción de la estructura (hormigonado, montaje de marcos, paredes) y los trabajos de acabado. Además, el uso de robots salvará directa o indirectamente al constructor/contratista/propietario de enfrentar el problema legal, y también las tareas asignadas se pueden completar a un ritmo más rápido.
Beneficios
Los beneficios más significativos de la automatización y la robótica en la construcción son:
- Alto rendimiento y productividad en condiciones duras y hostiles como condiciones climáticas difíciles, exposición al polvo, etc.
- Operación de “sentir y actuar” en tiempo real mientras se realizan tareas delicadas como posicionamiento de paneles, plomería, manejo de materiales, etc.
- Calidad sólida con mayor precisión que la proporcionada por trabajadores calificados
- Mejor conectividad y convergencia que permite la posibilidad de adquirir y compartir datos continuamente.
- Interacción eficiente entre operadores humanos, sensores y herramientas finales mediante interfaces hombre-máquina (HMI).
- Reducir el nivel de dependencia de la mano de obra y menos problemas relacionados con la calidad y la repetitividad del trabajo.
- Mayor control sobre el proceso productivo. Mayor calidad y eficiencia en los procesos de planificación, construcción y mantenimiento.
- Menor carga de trabajo para los trabajadores y calidad uniforme en el resultado en comparación con los trabajadores calificados.
- Menos uso de material y ahorro de costos debido a la baja tolerancia y mejor control de las operaciones
- Reducción de los trabajos de reparación derivados en su mayoría de errores humanos y desconocimiento.
- Mayor vida útil y menos gastos de mantenimiento de materiales y componentes de construcción.
- Respeto al medio ambiente con menos emisiones y contaminación.
- Seguridad laboral y reducción del número de accidentes y lesiones, en línea con las últimas normativas de seguridad.
Barreras
Uno de los principales obstáculos para la implementación de la robótica en las obras de construcción es la variabilidad de los procesos de construcción y las condiciones variables del entorno de construcción. A diferencia de otras industrias, la ejecución del proceso puede variar significativamente entre dos sitios de construcción diferentes. Ejecutar una misma operación en diferentes obras depende de varios factores que influyen en su posible automatización.
Del mismo modo, la diferencia de los materiales empleados en la ejecución de un mismo proceso implica utilizar herramientas adecuadas para cada material. Los procesos que forman una actividad constructiva se relacionan con el tipo de material y las herramientas utilizadas. El flujo del proceso puede variar para una misma actividad si uno de estos dos elementos varía.
Un robot debe hacer frente a la complejidad del proceso de construcción, lo que implica un sitio muy dinámico y en evolución natural, junto con la necesidad de realizar múltiples tareas con diferentes características. Los principales factores que impiden la difusión de las tecnologías robóticas en la construcción se pueden enumerar a continuación:
- Desafíos relacionados con el sitio: Los sitios de construcción no son estáticos. Los sitios son demasiado dinámicos y desestructurados y pueden ser demasiado complicados para los robots. La naturaleza intrínsecamente no estructurada de las obras de construcción impide la integración directa de las tecnologías robóticas que ya se utilizan en las fábricas.
- Variabilidad de las tipologías de edificios: Todos los sitios de construcción son únicos y no presentan el mismo conjunto de problemas. Cada edificio también puede considerarse único debido a las muchas diferencias en su forma, materiales, componentes utilizados y ubicaciones.
- Actitud escéptica: Las partes interesadas clave, como las empresas constructoras, los clientes y los organismos reguladores, tienen una fuerte tendencia a apegarse a prácticas bien consolidadas en lugar de innovar y adoptar tecnologías novedosas.
- Complejidad de la cadena de suministro: Los diferentes stakeholders y la fragmentación de la cadena de suministro conllevan una fuerte inercia hacia la innovación debido a intereses y necesidades muy dispares.
- Variedad de los mercados: Los mercados regionales tienen diferencias intrínsecas (regulaciones, costo de materiales, costo de mano de obra, requisitos de calidad de los productos, etc.) que implican requisitos diferentes.
- Alta inversión de capital inicial: Se necesitan altas inversiones para incorporar tecnologías robóticas.