Robots de construcción

Los robots de construcción son un subconjunto de robots industriales utilizados para la construcción de edificios e infraestructuras en el sitio, ^{[ 1 ] [ 2 ]} o en la producción de materiales y componentes fuera del sitio.

Una encuesta de 2021 indicó que el 55 % de las empresas constructoras en Estados Unidos, Europa y China utilizaban robots de alguna forma. ^{[ 3 ] [ 4 ]} Sin embargo, esta cifra refleja el uso reportado en toda la cadena de valor de la construcción, en lugar de un despliegue generalizado de robots en obras activas. La adopción en el mundo real sigue siendo limitada, y muchos sistemas robóticos se limitan a proyectos piloto, entornos controlados o aplicaciones de tareas específicas, en lugar de un uso continuo en la construcción en obra. ^{[ 5 ]}

Uno de los principales desafíos en el despliegue de robots en obras de construcción es la naturaleza no estructurada y variable del entorno, que difiere fundamentalmente de los entornos controlados de las fábricas donde tradicionalmente han operado los robots industriales. ^{[ 6 ]}

Algunos robots actualmente desplegados en obras ayudan con tareas físicamente exigentes o repetitivas: excavación, levantamiento de materiales pesados, topografía, colocación de marcadores, atado de barras de refuerzo e instalación de paneles de yeso . Se están desarrollando sistemas más avanzados para acabados exteriores, colocación de acero, mampostería y trabajos de hormigón armado . ^{[ 6 ]} En la práctica, en lugar de sistemas autónomos que realizan tareas básicas de construcción, las aplicaciones de robots más adoptadas en las obras de construcción implican tecnologías como drones aéreos (o, con menos frecuencia, perros robot, por ejemplo, Spot de Boston Dynamics , o robots humanoides ) utilizados para topografía, inspección y seguimiento del progreso ^{[ 7 ]} (los robots suelen llevar cámaras de vídeo y/o de 360 ​​grados , escáneres LiDAR u otros dispositivos de captura de datos, con datos analizados mediante inteligencia artificial y aprendizaje automático ).

Algunos sistemas emergentes están diseñados como robots de construcción multifuncionales , que integran múltiples herramientas y capacidades en una única plataforma robótica para realizar diferentes etapas del proceso constructivo. Estos sistemas buscan mejorar la flexibilidad operativa y aumentar la automatización en entornos de construcción complejos.

Se han presentado proyectos experimentales que utilizan tecnologías de construcción robótica y fabricación aditiva en varios países como parte de esfuerzos más amplios para industrializar el sector de la construcción y mejorar la productividad a través de la automatización y la digitalización. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

Los robots de construcción generalmente deben cumplir los siguientes criterios ^{[ 10 ]} :

• Movilidad: la capacidad de desplazarse por una obra en construcción, incluso en terrenos irregulares y espacios reducidos.
• Adaptabilidad: la capacidad de manejar componentes de tamaño, peso y forma variables.
• Conciencia ambiental: la capacidad de percibir y responder a las condiciones cambiantes del lugar.
• Interactividad: la capacidad de operar junto con trabajadores humanos y otros equipos.
• Multitarea: la capacidad de realizar varias operaciones diferentes dentro de una misma implementación.

Se han desarrollado y probado robots de construcción para una variedad de tareas en obra, entre las que se incluyen:

• Supervisión del progreso : los robots equipados con cámaras y sensores pueden rastrear el progreso de la construcción e identificar desviaciones de los planes. ^{[ 11 ] [ 12 ]}
• Inspección : los robots se utilizan para investigar infraestructuras en lugares peligrosos o inaccesibles, lo que reduce el riesgo para los trabajadores humanos ^{[ 13 ]} y elimina el error humano.
• Construcción de muros : los sistemas robóticos pueden colocar ladrillos y bloques con mayor velocidad y consistencia que el trabajo manual. ^{[ 11 ]}
• Movimiento de tierras y manipulación de materiales : las excavadoras y camiones de transporte autónomos utilizan GPS, lidar y sensores de movimiento para realizar tareas de excavación, apertura de zanjas y carga con una mínima intervención humana. ^{[ 14 ]}
• Nivelación y excavación : las excavadoras autónomas utilizan GPS, giroscopios y sensores láser para controlar el ángulo y la profundidad de la cuchilla, lo que mejora la precisión del acabado superficial y reduce el uso excesivo de material. ^{[ 14 ]}
• Impresión 3D : los sistemas de fabricación aditiva pueden construir paredes y elementos estructurales directamente a partir de modelos digitales. ^{[ 8 ]}

La distribución de las aplicaciones robóticas en la construcción varía a lo largo del ciclo de vida del proyecto. La mayoría de las aplicaciones se concentran en tareas de construcción estructural, como mampostería, trabajos de hormigón y montaje, mientras que otras fases, como la planificación, el mantenimiento y la demolición, siguen estando menos representadas. ^{[ 5 ]}

La adopción de robots de construcción varía significativamente según la región y está condicionada por las condiciones del mercado laboral, las actitudes culturales y los marcos regulatorios.

En Japón, los robots de construcción se han adoptado como respuesta al envejecimiento de la fuerza laboral y a la escasez crónica de mano de obra, y en general son vistos positivamente por la industria. ^{[ 13 ]}

En Estados Unidos, la adopción ha sido históricamente más lenta, en parte debido a la resistencia de los sindicatos preocupados por el desplazamiento de empleos. Las investigaciones sugieren que el impacto de la automatización en los trabajadores es desigual: si bien los robots pueden generar un efecto de productividad que beneficia a algunos trabajadores, los efectos de desplazamiento son más pronunciados entre los trabajadores más jóvenes y con menor nivel educativo en regiones con una fuerte presencia manufacturera. ^{[ 30 ]} Más del 60 % de las empresas de construcción ahora reportan dificultades para encontrar operadores calificados, lo que ha aumentado la apertura a la automatización como una solución práctica a la escasez de mano de obra en lugar de un reemplazo para los trabajadores. ^{[ 14 ]}

En el Reino Unido, durante el despliegue in situ de un robot humanoide con fines de vigilancia, surgieron preocupaciones de que el personal pudiera pensar que estaba siendo vigilado («No está ahí para espiar a la gente... Por eso, insistimos en que todos aparezcan difuminados. Nadie quiere sentir que un robot lo está espiando.»). ^{[ 19 ]}

A nivel mundial, los equipos de construcción autónomos se consideran cada vez más un medio para mejorar la seguridad de los trabajadores al eliminar la presencia humana en entornos peligrosos como pendientes pronunciadas, espacios confinados y sitios con mucho polvo. ^{[ 14 ]}

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