En los últimos años la industria de la construcción experimentó grandes avances, siempre buscando métodos de trabajo más rápidos, económicos y con un acabado de mayor calidad, pero para diversos expertos en arquitectura es momento propicio para dejar de basar nuestras edificaciones en tecnologías de fabricación tradicionales que son peligrosas, lentas y consumen mucha energía.
Por ello la construcción robótica es ahora una gran área de investigación activa: si bien existen diversos prototipos, como los robots de albañilería, robots de pórtico que pueden imprimir edificios de hormigón en 3D e incluso drones que construyen paredes transportando un ladrillo a la vez, hasta el momento la más práctica de estas soluciones son probablemente las impresoras 3D con base en pórtico.
Nueva opción
A este desarrollo se suma un equipo internacional del Imperial College de Londres y los Laboratorios Federales Suizos de Ciencia y Tecnología de Materiales (Empa), quienes crearon una flota de robots voladores inspirados en animales como abejas, avispas y pájaros, que son muy hábiles en la construcción.
Por ejemplo, para construir gradualmente su nido una golondrina común puede superar la carga útil limitada que puede llevar en un vuelo haciendo normalmente unos mil 200 viajes entre el lugar donde obtiene su material de construcción y el sitio de construcción.
Esta nueva flota de robots, a la que sus desarrolladores llaman sistema de fabricación aditiva aérea, puede imprimir estructuras en 3D de forma colectiva y autónoma mientras está en vuelo.
La flota consta de dos tipos de drones quadrotor sin ataduras: BuildingDrones, que depositan materiales en capas desde las boquillas, y ScanDrones, que usan cámaras ópticas estándar para mapear continuamente las estructuras en 3D y monitorear su calidad.
Autonomía
Estos robots voladores trabajan de forma cooperativa a partir de un solo plano, adaptándose a las variaciones en la geometría de la estructura en tiempo real a medida que avanza la construcción. Los robots son completamente autónomos mientras vuelan, pero un supervisor humano puede monitorear los datos de los drones e intervenir cuando sea necesario.
Mirko Kovač, autor principal del estudio y especialista en robótica del Imperial College London, señala que a pesar de que esta combinación de fabricación y escaneo con robots voladores es muy nueva, “hemos demostrado que los drones pueden trabajar de forma autónoma y en tándem para construir y reparar edificios, al menos en el laboratorio”.
Añade que “nuestra solución es escalable y podría ayudar a construir y reparar edificios en zonas de difícil acceso en el futuro”.
Y es que a decir del experto “muchas personas se preguntan si se puede construir algo con un dron cuando un dron puede transportar relativamente poco. La clave de esta estrategia no es usar solo uno sino muchos drones trabajando juntos, que es lo que también se ve en el reino animal. Cuando los animales quieren construir algo grande trabajan juntos en enjambres o colectivos”.
Ensayo
Para probar los robots voladores los investigadores desarrollaron cuatro mezclas de un material parecido al cemento a medida para que los robots construyeran.
Durante la edificación los drones evaluaron la geometría impresa en tiempo real y adaptaron su comportamiento para asegurarse de que cumplían las especificaciones.
Usando una espuma a base de poliuretano construyeron un cilindro de prueba de 2.05 metros de altura con 72 capas y otro de 18 centímetros de altura de 28 capas con el material.
Las estructuras se construyeron con una precisión de cinco milímetros, una medida aceptable dentro de los requisitos de construcción del Reino Unido.
Señalan los responsables del proyecto que su enfoque es potencialmente escalable a un gran número de robots que trabajan en equipo. Mirko Kovač afirma que “las aplicaciones potenciales pueden incluir trabajos en altura o en áreas que son inaccesibles, por ejemplo, fachadas de edificios o estructuras remotas que necesitan una reparación muy rápida, como tuberías”.
Otros usos potenciales pueden incluir la construcción en lugares hostiles o después de desastres naturales, dicen los investigadores.
De igual forma cabe señalar que la robótica de la construcción tiene el potencial de acelerar drásticamente las estructuras de edificación al tiempo que reduce los costos. Estos robots podrían construir estructuras de forma rápida, autónoma y a muy bajo precio, que son tres características que generalmente no se encuentran juntas.
Algunas aplicaciones
En la ingeniería pesada y civil existe un gran potencial para la robótica y la automatización debido a las condiciones de peligro, por lo que los robots se utilizan principalmente en las siguientes tareas.
Manipulación de materiales Incluyen grúas programables y robots móviles, manipulación de paneles de hormigón y albañilería en obras de construcción.
Automatización de la construcción Los robots prefabrican automáticamente los elementos del edificio —paredes, techos, celdas de habitaciones, escaleras, etcétera— fuera de las fábricas y los elementos se envían a las obras de construcción, donde la unión estructural se realiza manualmente.
Robótica de servicio El uso en la industria de la construcción se centra en la aplicación in situ. Los robots se dedican a la soldadura de acero, la fabricación de armaduras, la colocación, la distribución de hormigón, la construcción a medida (albañilería), el acabado interior, la logística in situ y la explotación de fachadas.
Construcción general o civil Cada vez se consideran más los dispositivos robóticos radiocontrolados o parcialmente autónomos. Además, algunos de estos tipos de dispositivos se comparten con la industria minera.
Fuente: AUVSI