Cuando hablamos de tecnología, a menudo pensamos en robots, supercomputadoras, centros de datos o teléfonos inteligentes. Pero la tecnología también se refiere a la invención de las primeras herramientas de piedra tallada o al desarrollo de la máquina de vapor, responsable de la primera Revolución Industrial. El término proviene de la combinación de las palabras griegas "techne" (arte, artesanía) y "logos" (palabra, discurso), y no es más que la aplicación del conocimiento para lograr objetivos de una manera específica y reproducible, con fines prácticos. En el sector de la construcción, que involucra grandes cantidades de recursos y personas, más tecnología significa incorporar nuevos métodos, herramientas, automatización y software que pueden mejorar la eficiencia de las construcciones. Esta industria, históricamente reacia a la innovación, representa un gran impacto en el medio ambiente a través de las emisiones de carbono y la explotación de materias primas. Sin embargo, a medida que la construcción se adentra en el mundo digital, los constructores han comenzado a ver la tecnología como un medio para optimizar prácticas e identificar, construir y gestionar sus proyectos.
Los principios fundamentales relacionados con las edificaciones sostenibles abarcan la reducción del consumo de recursos (eficiencia energética y hídrica), maximizar la utilización de recursos renovables o reciclables, preservar el entorno natural y crear un ambiente saludable para los usuarios. Esto es particularmente relevante si consideramos el gran impacto de la industria de la construcción en las emisiones de gases de efecto invernadero y la creciente demanda de viviendas en todo el mundo debido al aumento de la población urbana. Según Sami Atiya, presidente de Robótica y Automatización en ABB, "La industria de la construcción se encuentra aproximadamente en el mismo punto en términos de densidad de robots y automatización donde estaba la industria automotriz hace unos 50 años. Está partiendo desde una base más baja, pero crecerá mucho más rápido". A continuación, enumeramos algunas tecnologías que pueden contribuir de manera activa a hacer que las edificaciones sean más sostenibles y, aunque no sean precisamente nuevas, han demostrado ser prometedoras.
Building Information Modelling (BIM) y un mayor control de los procesos
El BIM ya no es solo una promesa, sino una realidad en gran parte de las oficinas. Se trata de una metodología que representa digital y tridimensionalmente las características físicas y funcionales de un edificio, lo que permite la integración de profesionales de diferentes áreas en la creación de un modelo virtual preciso y detallado. A diferencia del CAD (Diseño Asistido por Computadora), que crea líneas bidimensionales sin distinguir entre elementos, el BIM incorpora infinitas propiedades, incluyendo el tiempo y los costos, en los elementos, además de su representación gráfica. Esto permite a los usuarios gestionar la información de manera inteligente a lo largo de todo el ciclo de vida de un proyecto, automatizando procesos como la programación, el diseño conceptual, los detalles, el análisis, la documentación, la fabricación, la logística de la construcción, la operación y el mantenimiento, la reforma y/o la demolición.
Un mayor control del proyecto significa una menor pérdida de mano de obra y materiales, así como una reducción significativa de errores.
La tecnología permite la interdisciplinariedad entre los diferentes campos del conocimiento involucrados en la concepción y acaba por interferir en la dinámica tradicional de las fases del proyecto, lo que demanda una revisión de las etapas y sus respectivos alcances. El sistema BIM se ha modernizado e integrado cada vez más en la nube, incorporando el escaneo láser y permitiendo simulaciones energéticas cada vez más precisas, lo que afecta el rendimiento de las nuevas construcciones.
Construcción industrializada, modular y prefabricada
Las construcciones prefabricadas no son una novedad, especialmente después de la Segunda Guerra Mundial, países europeos y norteamericanos tenían muchos ejemplos de edificaciones de catálogo, principalmente de viviendas. Sin embargo, en la actualidad, las innovadoras herramientas digitales están facilitando en gran medida la prefabricación, con el ya mencionado BIM permitiendo una representación más precisa e integrada con otros involucrados. Esto permite la fabricación de módulos listos o semilistos en industrias, reduciendo el tiempo de construcción y la cantidad de errores y desperdicios.
Al mismo tiempo, el enfoque de código abierto (Open Source) también permite que un usuario en cualquier parte del mundo descargue un proyecto para ser fabricado localmente, o incluso recibir un kit de bricolaje (DIY) a través de plataformas de comercio electrónico como Amazon o Alibaba, que pueden enviar materiales prefabricados a la puerta del lugar de construcción.
Esto también puede hacer que los edificios sean más versátiles, con la posibilidad de adaptarlos a las diferentes necesidades que puedan surgir con el tiempo e incluso a las particularidades sociales y regionales, a través de la incorporación de elementos (porches, patios internos), la distribución de espacios o el uso de materiales locales para revestimientos y estructuras.
La utilización de gemelos digitales en métodos de construcción avanzados
Un gemelo digital es una representación digital precisa de un objeto o un activo físico, como un automóvil, un puente o un edificio. Pero más que solo un modelo tridimensional simplista, es un modelo de información que abarca todos los detalles desde la etapa de planificación hasta la operación, información de mantenimiento y detalles sobre el uso futuro o la reutilización. Estas son entidades dinámicas y activas que evolucionan en tiempo real, aprenden y se actualizan gracias a la inteligencia artificial, y pueden comunicarse con sus contrapartes físicas con el propósito de resolver problemas antes de que ocurran, evaluar nuevas oportunidades y prepararse para el futuro.
En el sector de la construcción, los gemelos digitales procesan, entre otras, las siguientes informaciones: datos operativos de sistemas mecánicos, eléctricos, hidráulicos y de climatización; datos sobre piezas y mantenimiento; datos ambientales obtenidos mediante sensores de IoT (Internet de las Cosas).
Según Renaud Jahan, Chief Information Officer de Innovación en Saint-Gobain, "los gemelos digitales permiten la simulación de procesos, materiales y sistemas, así como el desarrollo de escenarios de construcción, optimizando la eficiencia energética".
Por ejemplo, algoritmos de aprendizaje automático o secuencias de software preprogramadas pueden hacer que un sistema de climatización sea mucho más eficiente. Además de ajustar la intensidad del flujo de aire y la temperatura según las condiciones atmosféricas, el sistema puede aprender y comprender las demandas de cada piso, en cada momento del día e incluso obtener información de modelos meteorológicos o de la posible ocupación de una sala durante un evento. Esto es particularmente importante ya que gran parte del impacto ambiental de los edificios ocurre en su fase operativa, algo que a menudo no recibe la atención que merece.
La incorporación de gemelos digitales para simular y optimizar el rendimiento de la construcción puede tener un impacto directo en la huella de carbono de un edificio construido. A través de esto, es posible lograr reducciones significativas en el carbono incorporado, que se refiere a las emisiones asociadas a todo el ciclo de vida de un edificio, incluyendo la extracción y producción de materias primas, transporte, construcción, uso y disposición al final de su vida útil. Esto generalmente se calcula mediante un Life Cycle Analysis (LCA), una metodología de evaluación estructurada para medir estos impactos. Al incluir información sobre los materiales utilizados en la construcción de un edificio, así como el consumo de energía y sus datos operativos, es posible simular el impacto ambiental de diferentes escenarios de diseño y construcción de edificios, lo que proporciona una comprensión más completa de su impacto. La integración de los datos de LCA en modelos tridimensionales, los gemelos digitales, puede hacer que la información del LCA esté fácilmente disponible e inmediatamente accesible.
Las aplicaciones también pueden proporcionar datos esenciales para ayudar en la toma de decisiones. GLASSPRO y GLASSPRO Live son servicios exclusivos de Saint-Gobain Glass que ofrecen nuevas perspectivas sobre el diseño de construcción y la prototipación de vidrio a través de la simulación digital. La renderización precisa y realista de la fachada de vidrio reduce la necesidad de muestras físicas de vidrio, lo que permite un enfoque sostenible para la creación de prototipos. Además, acelera el proceso de toma de decisiones en lo que respecta a la selección del acristalamiento ideal para la fachada, con la estética deseada coincidiendo con la intención de los arquitectos y diseñadores.
¿Puede la impresión 3D y los robots cambiar el sector de la construcción?
La automatización abre la posibilidad de experimentar nuevas estéticas, remodelando el diseño y el proceso de construcción. La impresión 3D, también conocida como fabricación aditiva, consiste en la deposición de capas de material, que pueden ser concreto, plástico, metal, tierra y otros. En el sector de la construcción, esto se logra a través de impresoras a gran escala que depositan los materiales siguiendo un modelo tridimensional creado en la computadora.
De esta manera, es posible optimizar el diseño y reducir la cantidad de materiales en aproximadamente un 40%. Aunque los costos todavía son altos, se estima que haya una reducción gradual y significativa a medida que se desarrollen nuevas mezclas de materiales más duraderos.
Muchos investigadores señalan que la impresión en 3D es una forma de satisfacer las demandas de la rápida urbanización que algunas partes del mundo experimentarán en las próximas décadas. Especialmente en países en desarrollo en África y Asia, que experimentarán un crecimiento significativo de la población, la tecnología de impresión 3D puede proporcionar edificaciones accesibles, flexibles y posiblemente resistentes al clima. Además de edificios completos, es posible desarrollar infraestructuras y mobiliario.
Además de las impresoras de extrusión, varios tipos de robots comienzan a aparecer en ciertos sitios de construcción. En la próxima década, podríamos presenciar diversas invenciones en el campo de la automatización de la construcción y la robótica que también revolucionarán por completo los sectores de arquitectura, ingeniería y construcción, así como una mayor incorporación de la realidad virtual y aumentada. Desde máquinas que apilan bloques, instalan marcos de ventanas hasta drones que analizan el terreno o la propia construcción para supervisar el progreso o la seguridad de la obra, el papel del arquitecto y de los constructores mismos podría ser más de un gestor y orientador, especialmente en procesos repetitivos o pesados.
Escribir un artículo sobre tecnología e innovación es particularmente desafiante, ya que es inevitable que se deje algo afuera, y el contenido puede ser leído con desdén o ironía en unos años. Incluso si el escritor se ha esforzado por reflejar el estado del arte, siempre habrá avances que quedan rezagados. Sin embargo, lo que podemos afirmar con confianza es que el sector de la construcción tiene un vasto potencial sin explotar para mejorar la eficiencia y hacer que los edificios y ciudades sean más sostenibles. Aunque represente un gran desafío en la actualidad, también tiene el potencial de convertirse en un modelo y un motor de cambio hacia un futuro más prometedor.
