Fabricación aditiva como tecnología instrumental para la construcción digital: una perspectiva sobre la Construcción 4.0.
Este estudio introduce el concepto de Construcción 4.0 y examina la transformación digital en el sector de la construcción. Presenta y trata del potencial de la fabricación aditiva como impulso para la innovación en la construcción que permite la creación de estructuras ligeras y funcionales.
Construcción 4.0
La industria de la construcción está adoptando las nuevas tecnologías a un ritmo lento y aún no ha pasado por la principal transformación digital disruptiva por la que han pasado otras industrias, como la automotriz o aeronáutica, en forma de Industria 4.0. La Industria 4.0 ha cambiado significativamente estas industrias, las cadenas de valor de fabricación y los modelos de negocio. A medida que la industria de la construcción se enfrenta a los desafíos que lleva consigo la implementación de las tecnologías digitales, máquinas y materiales inteligentes, esta transformación se está produciendo. Conocida como “Construction 4.0”, esta transformación traerá una mayor productividad, ahorros de tiempo y recursos al mismo tiempo que se aumentará la seguridad y la calidad.
Building information modelling (BIM) integra digitalmente in un solo paquete de información el diseño estético y los detalles técnicos de un proyecto de construcción. BIM proporciona un prototipo digital del edificio a cada uno de los involucrados, antes de que se construya. ArcelorMittal está en proceso de desarrollar objetos BIM para cada uno de sus productos de acero con alto valor añadido utilizados en la construcción.
Un mayor nivel de digitalización con BIM en combinación con el “Cloud Computing”, la tecnología de computación en la nube, dará como resultado datos Cloud-BIM a los que se podrá acceder de manera fácil desde los dispositivos móviles. Esta mayor conectividad y el acceso a la información más actualizada causarán el aumento de la productividad.
En la industria de la construcción con acero concretamente, las soluciones adaptativas de automatización como la tecnología robótica de soldadura por arco, contribuyen ya al aumento de la producción. Estas soluciones de soldadura robótica se pueden equipar con cámaras laser para mejorar aún más la calidad de la producción y gracias a ellas se pueden cortar geometrías complejas sin la necesidad de acabados adicionales. Además, estas soluciones robóticas se están aplicando en el corte de tubos y chapa gruesa, lo que resulta en una mayor eficiencia.
El uso de la tecnología IoT (Internet of Things – Internet de las cosas), como los vehículos aéreos no tripulados, también ofrecen posibilidades de transformar la construcción. Los vehículos aéreos no tripulados se pueden utilizar para el seguimiento de proyectos de construcción y la evaluación de la calidad, la vigilancia de sitios de obra, obras de albañilería y la realización de trabajos peligrosos que actualmente reducen la seguridad en las obras.
En general, la Construcción 4.0 mejorará la colaboración entre todos los grupos de interés, fomentará la creatividad y reforzará la cadena de suministro.
Fabricación aditiva en la construcción
La fabricación aditiva (Additive Manufacturing – AM) se define como “el proceso de unir materiales para realizar objetos a partir de datos de modelos en 3D, generalmente capa por capa, en lugar de los métodos de “fabricación sustractiva” como el mecanizado tradicional. (Definición según la American Society for Testing and Materials standard).
Los procesos de fabricación aditiva se usan cada vez más en las aplicaciones industriales gracias a que no son necesarias herramientas y permiten una customización de productos de manera más económica. Los procesos de fabricación aditiva generalmente empleados en la construcción son comúnmente procesos basados en la extrusión (pasta de cemento/cerámica y materiales a base de polímeros), procesos de inyección de aglomerantes, y la fusión de materiales con alto punto de fusión para la fabricación, tanto en la obra como en talleres y/o fábricas, de nuevos elementos de construcción o reparaciones.
A medida que evoluciona, la fabricación aditiva permite a arquitectos e ingenieros diseñar geometrías más complejas. Este estudio examina en profundidad los principales desafíos y oportunidades de esta tecnología en desarrollo en el sector de la construcción.
Materiales y estructuras ligeras y funcionales
Una de las maneras en las que la tecnología de fabricación aditiva está contribuyendo a la “Construcción 4.0” es como plataforma para el diseño de materiales. Permite el uso de materiales naturales y reciclables, lo que propicia un enfoque más sostenible hacia la construcción.
Como apunta este estudio, la eficiencia de recursos es fundamental en el desarrollo hacia un sector de la construcción más sostenible. Componentes estructurales más ligeros permiten una reducción en la generación de residuos, emisiones y consumo. El empleo de las tecnologías descritas en este estudio nos acercará más a este objetivo global.
Avanzando
La Construcción 4.0 promete aumentar la productividad, la calidad, el ahorro y la eficiencia de los recursos en el sector de la construcción. Todo eso llevará consigo la adopción de innovaciones técnicas como IoT, BIM, AM y otros sistemas digitales.
Texto: Constructalia
Fotos e informe: Flávio Craveiroa, José Pinto Duarte, Helena Bartolo, Paulo Jorge Bartolo