23 de enero de 2023

¡El robot albañil que está cambiando el futuro de la construcción!

La empresa australiana FBR ha creado un robot albañil que puede hacer un mejor trabajo, de forma más segura y más eficiente sin interacción humana alguna.

El ladrillo es uno de los materiales más antiguos conocidos para construir. El uso de sus variedades endurecidas al sol se remonta al año 7000 a. C. y al 3500 a. C. el de los primeros bloques cocidos al horno. Es también uno de los más versátiles, pudiendo usarse en modernas formas de “menorá abstracta” y en imponentes arcos. Es sorprendente constatar que incluso el método de poner ladrillos se ha mantenido inmutable durante milenios. Durante todo este tiempo han sido colocados, se ha esparcido el mortero y alisado su exceso empleando para ello una llana.

Ya existe hoy en día una empresa con la clara intención de mejorar esta tradición milenaria empleando para ello la tecnología. FBR (anteriormente Fastbrick Robotics) se especializa en la tecnología de la construcción y está basada en Australia. Ha desarrollado un robot albañil capaz de hacer este trabajo sin interacción humana alguna. Se le ha dado el nombre de  Hadrian X, en honor al emperador romano Adriano y constructor del muro que lleva su nombre.

Puede convertrise en una tecnología muy ventajosa y ayudar a reducir la escasez de vivienda en el planeta. Steve Pierz, innovador jefe en FBR, comenta que “no hay suficientes personas para construir casas a la velocidad necesaria. Tenemos que automatizar el proceso empleando para ello la construcción en masa, y ésta es una de las formas de hacerlo”. Pierz ve también oportunidades en la reconstrucción en zonas afectadas por desastres naturales y apunta a la idea de “emplear flotas enteras de estos robots para construir de forma rápida estructuras de vivienda en esos lugares”.

La precisión de Hadrian X podrá mejorar la eficiencia, pudiendo así construir las casas más rápido y a un costo inferior al de los métodos tradicionales. Hadrian X favorece también el enfoque de construcción ajustada que permite mejoras en la productividad y tener una menor cantidad de escombros. Simon Amos, director de tecnologías de la construcción de FBR, comenta que “para ello emplearemos una única fuente de datos de modo que sabremos el número de bloques y de adhesivo necesarios en función del patrón de colocación. Conocemos así de antemano la cantidad de escombros generados, de haberlos”.

Hadrian X tiene el aspecto de una grúa común y corriente montada sobre un camión, pero con complejos ensamblados que incluyen un sistema de control, otro sistema de colocación de bloques y un tercero de estabilización dinámica. Son todos estos sistemas los que conforman el Hadrian X. Una vez los bloques son cargados en la máquina, el robot identifica cada uno de ellos y decide dónde colocarlos. También puede cortarlos en cuartos, medias partes o tres cuartos de bloque de ser necesario, almacenándolos para un uso posterior. Después se cargan en un sistema de transporte de brazo robótico y de ahí van a un cabezal que los coloca en función de la lógica y del patrón para el que la máquina haya sido programada.

Pierz comenta que “el quid de la cuestión está en el cabezal, porque incluso cuando hay viento y vibraciones que hacen temblar el brazo robótico, el robot consigue mantener el bloque en posición, compensando cientos de veces por segundo y logrando así que el bloque esté siempre en el lugar preciso”.

Ha sido necesaria más de una década para fabricar el robot Hadrian X. En 1994 surgió la primera idea de crear un robot con tecnología de estabilización dinámica, pero fue en 2005 cuando Mark Pivac, fundador y director técnico de FBR, creó el primer prototipo. Tras la crisis financiera global de 2008 se paralizó la producción del Hadrian 105, predecesor del actual Hadrian X. El proyecto cobró fuerza de nuevo en 2014 en medio de una economía más pujante, ante un nuevo auge en el sector de la construcción y con escasez de mano de obra de obreros y albañiles. En 2016 se empezó a desarrollar la siguiente versión, el Hadrian X.

Cabe concebir el sistema de control del robot como si fuera su “cerebro”. Empleando coordenadas cartesianas y diseño paramétrico, el software patentado por FBR transforma la estructura de un muro modelada en CAD en metadatos vinculados a los ladrillos, conociendo así todas las piezas y sus correspondientes coordenadas. El software utiliza después dichos metadatos para situar los ladrillos en un patrón nido concreto y, con la ayuda de un algoritmo, determinar la forma de colocarlos en línea con dicho patrón y con otros parámetros tales como el tamaño del cabezal y la forma de agarrar los bloques.

Para el sistema de construcción de muros del Hadrian X, FBR ha diseñado bloques propios con su propia geometría. Amos comenta que “la idea de bloque se basa en el manejo humano de un ladrillo y su colocación a un ritmo concreto. Lo hemos cambiado para ajustarnos a los requisitos del robot”. Los bloques de Hadrian X han sido optimizados para que el grosor del muro sea regular. Son 12 veces más grandes que un ladrillo estándar y permiten así maximizar la velocidad de colocación. Hadrian X puede colocar un bloque cada 45 o 55 segundos. FBR emplea además un adhesivo especial de adherencia más rápida  y fuerte que el mortero tradicional.

En cuanto a la mecánica operativa de la máquina, Pivac ha sacado partido de su experiencia en aeronáutica, ingeniería mecánica, robótica y matemáticas para desarrollar una tecnología patentada de estabilización dinámica (DST, por sus siglas en inglés). DST permite un posicionamiento fiable de los bloques en largas distancias en un espacio en 3D, contrapesando el efecto del viento, la vibración y otros factores medioambientales para que los bloques se mantengan en su lugar preciso. Esta estabilidad permite que Hadrian X pueda montarse sobre otras bases, incluidas pistas, barcazas, barcos y grúas, pudiendo así emplearse para poner ladrillos en otros entornos.

Amos considera que “el reto actual es asegurar que todos estos sistemas operen conjuntamente, con una alta coordinación y que haya una coreografía óptima entre todos los módulos del robot. Deberemos afrontar el reto que supone trabajar en una obra de construcción donde hay suciedad y peligrosidad”.

Para superarlos se han puesto a prueba los componentes del Hadrian X con el fin de aprender y mejorar después de las fases de prueba. El primer hito tuvo lugar a nivel interno en noviembre de 2018, cuando Hadrian X construyó una casa de 180 metros cuadrados en tres días. El siguiente paso fue una prueba al aire libre que se efectuó durante los días más calurosos del abrasador verano vivido en Australia en febrero de 2019.

Según Amos “la construcción se hizo al aire libre para recopilar datos e intentar comprender el impacto medioambiental y ver cómo operaba nuestro robot a altas temperaturas. El objetivo fue en gran medida poner a prueba el robot bajo un viento agresivo y hostil y con una subida de las temperaturas para ver cómo operaba”.

FBR ya se está preparando para el futuro de Hadrian X en el mundo. La empresa ha firmado un acuerdo con GP Vivienda, una división del Grupo GP y una de las compañías mexicanas más grandes del sector de la construcción cuyo objetivo es explorar programas piloto de construcción en el país. La empresa ha firmado también un memorando de entendimiento con el Reino de Arabia Saudita para plantear un proyecto de construcción de 50 000 nuevas viviendas. Hay también un acuerdo de asociación con Wienerberger, un fabricante austriaco de bloques de arcilla, optimizándolos para emplearlos con el robot Hadrian X y planificar un proyecto piloto en Europa.

En Australia FBR trabaja conjuntamente con Brickworks, el proveedor de primer orden de productos de construcción.  El objetivo es ofrecer el servicio de construcción de muros denominado “Wall as a Service” en todo el país. Gracias a este programa, Brickworks suministrará bloques especiales de mampostería de hormigón para que el robot de albañilería de FBR construya muros, poniendo énfasis en proyectos residenciales.

Pierz considera que Hadrian X tiene el potencial de cambiar radicalmente el sector de la construcción. Comenta que “los cambios importantes solo se producen al tomar perspectiva del sector viéndolo desde otro ángulo. Es clave probar y experimentar con las nuevas tecnologías porque de lo contrario es fácil quedarse atrás”.



   

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