On Site Robotics es el más reciente proyecto colaborativo del IAAC con el centro privado de investigación TECNALIA que busca demostrar los potenciales de la tecnología de la fabricación aditiva y de la robótica en la producción de edificios sostenibles de bajo costo que se pueden construir in situ con materiales 100% naturales.
Próximo a presentarse en el Barcelona Building Construmat, el Salón Internacional de la Construcción de Fira de Barcelona, el proyecto persigue como objetivo la automatización en el mismo sitio de la construcción, permitiendo a la vez la producción de edificios de alto rendimiento y su monitorización en tiempo real durante la construcción.
On Site Robotics combina avances tecnológicos de robótica (robot de cables y drones), de materiales naturales y de software CAD/CAM. Su sistema permitirá la impresión 3D de grandes piezas constructivas e incluso pequeños edificios de materiales 100% naturales.
Dicho sistema incluye, por un lado, el robot de cables COGIRO con un control CNC integrado que es capaz automatizar el movimiento del extrusor 3D con precisión. Gracias al empleo de cables accionados por cabestrantes servo-controlados de fácil montaje, mantenimiento y reconfiguración, la impresión puede suceder en espacios de trabajo muy amplios incluso el mismo sitio de la construcción.
Por otro lado, el sistema integra un extrusor y un material de extrusión natural, biodegradable, reciclable y local (arcilla) basado en el proyecto Pylos. Además, un script customizado integrado en los software CAD permite conectar las formas complejas de diseño 3D en trayectorias robóticas de manera fácil.
Adicionalmente, en el escenario de On Site Robotics se integra el uso de drones programados para volar autónomamente. Su objetivo es de participar a la obra, monitoreando el desarrollo a través de cámaras multiespectrales, que gracias a proceso computacionales ofrecen informaciones térmicas del estado de secado de la estructura. Esta información es necesaria para controlar el proceso constructivo de impresión, evitando de sobreponer nuevas capas de material sobre una base aún fresca y poco estable.
El sector de la construcción ha sido tradicionalmente lento en integrar tecnología, pero se está abriendo a la fabricación digital, la impresión 3D, y la robótica. La posibilidad de imprimir cualquier cosa que hayamos modelado antes en nuestro ordenador, supone un verdadero cambio en nuestra concepción de la producción y las capacidades de personalizar el producto final. Los caminos que se abren a través de esa tecnología son varios, desde el material que se deposita y el diseño de las formas hasta la concepción y producción de las mismas máquinas que imprimen.
Los software CAD empleados por los arquitectos, y usados para la impresión 3D, permiten diseñar geometrías complejas, con la posibilidad de optimizar las formas, la distribución del material, y el comportamiento del edificio, así como fabricarlas rápidamente y con precisión.
La tendencia de la impresión 3D, de imprimir piezas cada vez de mayor tamaño, implica el uso de máquinas o robots capaces de acceder al mismo sitio de la construcción o a grandes espacios de trabajo a un coste atractivo y con la rigidez necesaria para garantizar la precisión de las piezas a fabricar. Estas son algunas de las ventajas que caracterizan a los robots accionados por cables, además, de tener 6 grados de libertad, ser fácilmente instalados con fundaciones sencillas, necesitar bajo mantenimiento, disponer de alto ratio de espacio útil vs espacio empleado y cuyo coste es poco dependiente del tamaño de la instalación.
Adicionalmente, el proceso de la impresión 3D in situ, requiere un continuo seguimiento del estado del material depositado, de la estructura tridimensional, así como de las condiciones ambientales que influyen su comportamiento. Los robots aéreos usados en el sitio de la construcción, abren nuevas posibilidades de monitorización en tiempo real y de comunicación directa entre máquinas, personas y productos construidos.
El sistema desarrollado en On Site Robotics pretende revolucionar el sector de la construcción, abaratando los costes de producción y ofreciendo la atractiva posibilidad de personalizar los productos finales que se podrán construir in situ o cerca del sitio de la construcción.
Hasta el momento se ha desarrollado un extrusor para material arcilloso y en un futuro cercano se dispondrá de un extrusor para material cementicio. Gracias al sistema presentado, el imprimir en 3D elementos arquitectónicos de grandes dimensiones y pequeños edificios de forma automática está cerca de ser una realidad.
