10 tecnologías avanzadas para una construcción sostenible

La digitalización del sector de la construcción está cambiando radicalmente el hardware, el software y el rol de las personas que trabajan en las obras. Con formas más discernientes y mejor estructuradas de recopilar y organizar los datos procedentes del polvoriento entorno de una obra, los constructores tienen una imagen cada vez más clara de cómo hacer más eficientes sus operaciones.

Pero estos grandes avances no ocurren de forma aislada. Los sitios de construcción más innovadores de hoy en día se caracterizan por la amplia integración de numerosas nuevas tecnologías que se informan mutuamente.

Por ejemplo, antes de que comience la construcción, los algoritmos de aprendizaje automático podrían optimizar el proceso de licitación a fin de obtener el mejor precio para los mejores materiales en el momento justo. A medida que la construcción avanza, un robot cuadrúpedo podría transitar por la obra, usando inteligencia artificial (IA) y tecnología de captura de la realidad para sortear peligros y obstáculos. Su misión consistiría en inspeccionar el trabajo realizado e identificar los riesgos para la seguridad, y usar esos datos para actualizar un modelo BIM dinámico de la obra. Esta información serviría también para dirigir un robot de impresión 3D que extruya líneas de hormigón bajo en carbono. Conforme tiene lugar el curado del hormigón, el modelo recibe información actualizada sobre el progreso realizado.

Estas tecnologías ofrecen a los contratistas generales la posibilidad de saber lo que está ocurriendo en cada sección y en cada fase de sus proyectos de construcción con un nivel de detalle sin precedentes, ahorrando tiempo y costos a lo largo del proceso. Las herramientas prometen nuevos niveles de precisión y agilidad que permitirán crear un entorno construido mejor y más sostenible.

El aprendizaje automático es un subconjunto de la IA que utiliza algoritmos para detectar patrones en los datos o en el entorno y reacciona dinámicamente a estas observaciones para mejorar el rendimiento. En muchos casos, estos algoritmos analizan los datos de construcción cargados o generados en el programa, como planos, modelos, aprobaciones y otros documentos, con el fin de identificar patrones, posibles conflictos o riesgos para la seguridad. Esta información sirve para optimizar las ofertas presentadas durante las licitaciones de proyectos o para mitigar riesgos en términos de costos o plazos antes empezar a construir.

EarthCam es un proveedor líder de contenido, tecnología y servicios de cámaras web en vivo que los equipos de construcción utilizan para supervisar y documentar sus proyectos. Desde contenido de cámaras web y streaming de vídeo en directo hasta secuencias de construcción con efecto lapso de tiempo, EarthCam ofrece una completa cartera de soluciones destinada a mejorar la gestión de los proyectos y propiciar una mayor transparencia.

Con una red de IA, Edge Computing y visión por ordenador de última generación, que sobrepasa con creces la capacidad visual y de análisis del observador humano, EarthCam utiliza detección de objetos con IA para automatizar las alertas, el etiquetado y las visualizaciones. De esta forma, los equipos pueden dedicar menos tiempo a supervisar los proyectos y más tiempo a desarrollarlos.

Matterport es una empresa líder en datos espaciales especializada en digitalización e indexación de edificios e instalaciones. Sus sistemas permiten a los equipos de construcción crear y compartir gemelos digitales para diseñar, construir y gestionar cualquier espacio. En la plataforma de Matterport, la IA desempeña un papel crucial, con Cortex AI como columna vertebral de todo el entramado tecnológico.

Construction IQ de Autodesk, que forma parte de Autodesk Construction Cloud, también usa el aprendizaje automático para predecir posibles riesgos en un proyecto antes de que tengan repercusiones costosas. Para ello, sugiere automáticamente posibles causas y les asocia un nivel de riesgo. Construction IQ analiza estos riesgos en términos de diseño, calidad, seguridad y gestión del proyecto y permite a los usuarios crear un panel en el que los problemas se clasifican por factores de riesgo, tanto en el ámbito de un proyecto individual como entre proyectos.

Por ejemplo, Construction IQ indicará qué subcontratistas han generado riesgos de seguridad en el pasado o priorizará la urgencia de las solicitudes de información, todo ello desde Autodesk Construction Cloud. Construction IQ ofrece a los equipos del proyecto información útil de los problemas que podrían surgir en un futuro, de manera que los jefes de obra sepan exactamente dónde y cuándo intervenir.

El éxito de la robótica como tecnología de la construcción depende de los avances que se produzcan en otros sectores relacionados y de la forma en que se integren entre sí. Sea cual sea la tarea física que desempeñe un robot en el entorno digitalizado de la construcción de hoy en día (cartografía e inspección de la obra, entrega de materiales o instalación de componentes), ese trabajo solo puede realizarse correctamente si esos robots comprenden dónde se encuentran en el espacio físico, de qué forma cambian las condiciones a su alrededor y cómo encaja su trabajo en el plan general de construcción. Esto implica una integración perfecta con plataformas de captura de la realidad, software de gestión de la construcción, IA, BIM y mucho más.

En la actualidad, los robots con inteligencia artificial solamente son capaces de realizar una tarea, y a menudo carecen de flexibilidad. Por ejemplo, el robot perforador Jaibot de Hilti está diseñado específicamente para taladrar agujeros en techos. Entiende cómo cambiar el par para perforar distintos materiales y sabe qué hacer si se encuentra con barras de refuerzo. El Tybot de Advanced Construction Robotics anuda barras de refuerzo horizontales a una estructura de pórticos. El robot de transporte y entrega de doble oruga BUNKER, de Weston Robot, utiliza el sistema de teledetección LIDAR para desplazarse, puede transportar cargas de hasta 60 kg y su batería dura cuatro horas.

Uno de los roles más habituales de los robots en los sitios de construcción es el de inspector autónomo de obras. viBOT, de viACT, un escáner 3D montado en un quad, es capaz de detectar el uso de EPI y la presencia de humo y fuego, supervisar el progreso de la obra, reconocer caras y advertir del riesgo de resbalones, tropiezos y caídas. Otro robot comercial llamado Spot, de Boston Dynamics, utiliza sus patas articuladas para acceder a lugares donde los robots con ruedas no pueden.

La construcción conectada consiste en digitalizar todas las actividades de construcción, lo que está acelerando la forma de traducirlas en datos. El término “construcción conectada” se refiere, en general, a las tecnologías que permiten controlar y organizar mejor los datos de la construcción. El ámbito de estas tecnologías puede ser genérico (seguimiento y gestión de los plazos del proyecto, flujo de materiales y uso de equipos) o más específico.

La solución Takeoff, que forma parte de Autodesk Construction Cloud, examina de qué forma los jefes de obra calculan las cantidades de materiales que necesitan para un determinado proyecto. Esta herramienta es capaz de analizar planos y modelos y hacer recuento de todos los componentes definiendo un área o una proyección lineal. También puede aplicar costos unitarios para proporcionar estimaciones de costos.

En términos de aplicación más amplios, los usos más comunes de la gestión digital de proyectos son la representación cartográfica de la realidad, o reality mapping, y la integración de datos. Plataformas como Evercam, NavVis, Oculo y OpenSpace observan lo que ocurre en una obra y verifican el avance en el proceso.

Parecida a la realidad virtual (RV) ―una representación visual sintética e inmersiva de un determinado entorno― la realidad aumentada (RA) superpone modelos virtuales en 3D de elementos de construcción a emplazamientos del mundo real. Gracias a este gran avance, los constructores pueden llevar sus modelos BIM a la obra y moverlos libremente por el espacio.

El proceso tiene lugar a distintos niveles de inmersión, dependiendo del dispositivo ―smartphones y tabletas, o cascos y gafas, que determinan el campo de visión del usuario―. Estas representaciones de realidad aumentada sirven para evaluar la seguridad de las obras y el curso de las operaciones, así como para detectar posibles conflictos.

GAMMA AR superpone modelos BIM 3D en la obra con ayuda de la realidad aumentada, lo que permite detectar errores antes de construir el edificio y reduce los errores y las innecesarias idas y venidas entre las distintas partes interesadas. Además, sirve para visualizar modelos y diseños antes de la construcción.

Los equipos de construcción que usan GAMMA AR para supervisar el progreso de las obras pueden vincular los datos recogidos sobre el terreno con los de Autodesk Build. Una vez vinculados, los datos sobre el progreso de GAMMA AR recopilados in situ pueden visualizarse directamente en modelos BIM 3D gestionados en Build.

Con la integración de Resolve, los equipos pueden revisar en un entorno de RV los modelos alojados en Autodesk Construction Cloud. Por ejemplo, pueden dejar comentarios con transcripción de voz a texto, consultar documentos importantes en 2D para validar modelos y abrir proyectos grandes de BIM en dispositivos de RV. Resolve permite integrar mejor los proyectos con los datos BIM existentes y construir de manera más segura, eficiente y sostenible.

vGIS.io convierte los datos espaciales (BIM, GIS y de escaneo tridimensional) en gemelos digitales y de RA para el sector de la construcción. vGIS incluye complementos para Autodesk Civil 3D, Revit y Navisworks, y se integra directamente con Autodesk Construction Cloud para reducir o eliminar la necesidad de preparar los datos para la RA.

La herramienta Workshop XR de Autodesk crea una mesa redonda en la que avatares virtuales pueden inspeccionar y explorar modelos BIM a escala real. Mientras trabajan en este espacio virtual, los miembros del equipo pueden ampliar y reducir los modelos, girarlos y quitar capas de datos incrustados para diagnosticar problemas y resaltar cuestiones relativas a las operaciones. Con cascos de realidad virtual, Workshop XR ofrece unos niveles de inmersión y representación revolucionarios, permitiendo a los equipos, representados por sus avatares, introducirse en el modelo para verlo más de cerca. Totalmente integrada con Autodesk Construction Cloud, esta plataforma proporciona un entorno común de datos para los colaboradores técnicos y no técnicos, generando una representación del entorno construido intuitiva y accesible.

Con XYZ Reality, es posible visualizar y posicionar hologramas de modelos BIM en un espacio con una precisión de entre 3 y 5 milímetros, validarlos en tiempo real y adoptar decisiones sobre el terreno durante todas las fases de la construcción. Al combinar tecnología de RA de nivel técnico con controles exhaustivos del proyecto, XYZ Reality ofrece a los propietarios y contratistas una forma precisa y objetiva de gestionar los proyectos, y permite a los equipos construir bien a la primera.

Al igual que la robótica con la que suele asociarse, la IA ocupa un campo de investigación increíblemente amplio que a menudo se aplica a la construcción de forma muy selectiva. La IA alimenta plataformas tecnológicas capaces de detectar y predecir riesgos de seguridad, supervisar calendarios de construcción y señalar retrasos, coordinar redes del Internet de las cosas (IoT), controlar drones y extrapolar nuevas capas de metadatos para incorporarlas a modelos BIM. En la mayoría de los casos, estos algoritmos de IA tienen como objetivo ahorrar tiempo y dinero, así como reducir las emisiones de CO₂.

La plataforma de identificación y compra de productos Bimmatch usa la IA para seleccionar los materiales y componentes más idóneos para un proyecto, y los evalúa teniendo en cuenta el costo, la huella de carbono, etc. La plataforma, que funciona como un complemento de Autodesk Revit , puede generar de forma automática listas de materiales y promete reducir en un 75 % el tiempo dedicado a la búsqueda manual de materiales y componentes.

Los productos BIM, como BIM Collaborate, Revit y Navisworks de Autodesk, están ganando terreno en el campo de las representaciones tridimensionales de proyectos de arquitectura, ingeniería, construcción y operaciones (AECO) conectados a datos procedentes de obra.

Al mismo tiempo, BIM está evolucionando más allá de la pura representación visual. Estas nuevas iteraciones se adentran más en profundidad en la gestión de proyectos. Los niveles (o “dimensiones”) BIM se amplían para incorporar calendarios, presupuestos y otros elementos que aportan nuevos tipos de metadatos al modelo.

Por ejemplo, BIM 4D, que se define normalmente como la integración del cronograma y las secuencias de un proyecto, ofrece a los constructores la posibilidad de ver cómo encajan los distintos elementos en el plan general y verificar su instalación secuencial y correcta en tiempo real.

BIM 5D incorpora también los costos, asignando valores monetarios a los diferentes elementos y actualizando los presupuestos en respuesta a los cambios en la obra. Por ejemplo, en la empresa conjunta Galliford Try Costain and Atkins utilizaron BIM 5D para ampliar una vieja planta de tratamiento de aguas residuales en Liverpool (Inglaterra), que da servicio a 600 000 usuarios. Con ayuda de Navisworks Manage y Autodesk Construction Cloud, el equipo creó un modelo digital para ensayar las secuencias de construcción por adelantado y obtener estimaciones del costo de las estaciones de bombeo y otros elementos.

Las siguientes dimensiones de BIM están menos definidas, aunque BIM 6D se centra más en la gestión de la sostenibilidad y la huella de carbono de los elementos constructivos, y BIM 7D incorpora los datos de mantenimiento, gestión y operativos, incluidos calendarios, garantías, inspecciones, etc.

Con el tiempo, una vez que todas las fases del diseño, la construcción y las operaciones se integren en la esfera digital, BIM abarcará todas las demás tecnologías aquí tratadas, ya que se comunicarán entre sí y pasarán a formar parte de la plataforma.

El Internet de las cosas (IoT) en el sector de la construcción, la conexión en red de las herramientas y equipo usados en una obra, está resultando esencial para coordinar los datos necesarios a fin de gestionar los trabajos respetando los plazos y el presupuesto. Los robots y los drones que examinan una obra para detectar las tareas por completar necesitan el IoT para informar de sus actividades al modelo digital. Los sensores de caídas conectados en red y otras prendas inteligentes pueden hacer que las obras sean mucho más seguras. El IoT sirve también para supervisar el uso de las herramientas y los vehículos de obra, así como para identificar las necesidades en términos de mantenimiento y reparación.

La empresa de construcción sueca Skanska ha desarrollado una plataforma de aprendizaje automático que optimiza la circulación de los vehículos por las obras, conectándolos en red para lograr la máxima eficiencia y reducir los costos. En colaboración con Ditio, una firma de tecnología noruega, Skanska está creando actualmente una plataforma de IA que optimizará las rutas de los vehículos para minimizar los tiempos muertos y al ralentí, el consumo de combustible y los gastos de mantenimiento.

Tenna fabrica dispositivos de seguimiento que pueden colocarse en equipos y vehículos. Los dispositivos incluyen localizadores de vehículos grandes (como camiones) para seguimiento de flotas, localizadores GPS inalámbricos para maquinaria grande, localizadores Bluetooth para equipos más pequeños y códigos QR para artículos aún más pequeños, como herramientas eléctricas. De esta forma, los encargados pueden ver dónde están sus herramientas y equipos en un mapa y consultar su historial de uso y mantenimiento.

Las ventajas de las nuevas tecnologías de la construcción no se limitan a las representaciones visuales de lo que ocurre en la obra. Toda una serie de aplicaciones para gestionar contratos y documentos permiten a los miembros del equipo AECO supervisar los cambios a lo largo del tiempo y en los distintos proyectos, evaluar las competencias de los contratistas, seleccionar proveedores para los proyectos, verificar el cumplimiento de la legislación laboral y compartir información rápidamente con las distintas partes interesadas.

La herramienta Data Connector de Autodesk Construction Cloud permite a los equipos sacar partido de los datos de formas que van más allá de los simples informes básicos y los paneles tradicionales. Data Connector les ofrece la posibilidad de extraer información de la plataforma para hacer análisis más pormenorizados y mejor estructurados en otras herramientas de inteligencia empresarial. Además, se integra a la perfección con Microsoft Fabric para extraer datos de otras fuentes y combinarlos con el fin de exprimir todo su potencial y posibilitar el desarrollo de la IA.

Toric ofrece herramientas de visualización de datos compatibles con BIM que son capaces de integrar e interpretar información procedente de más de 20 aplicaciones, desde Autodesk Civil 3D hasta Pinterest, y organizarla de forma intuitiva en formatos legibles (gráficos, tablas, modelos, texto, etc.) sin necesidad de tener conocimientos de codificación.

Al igual que la robótica, los drones se están convirtiendo poco a poco en herramientas esenciales para los profesionales de la construcción a la hora de maximizar la eficiencia en las obras. El mercado de los drones de consumo ha observado un crecimiento espectacular en los últimos años, y ha aparecido toda una serie de versátiles aplicaciones de fotogrametría que sirven para crear mapas ultradetallados de los emplazamientos y supervisar el progreso.

Pero la autonomía de vuelo de los drones se ha visto muy limitada por la capacidad de las baterías de iones de litio que los alimentan, que, en el caso de los de consumo, solo llega a 30 minutos. Por este motivo, la empresa de pilas de hidrógeno H2GO trabaja en una solución para usar su tecnología de celda de combustible compacta en los drones. Además de seguras y ligeras, las pilas de H2GO duran el triple que las baterías de iones de litio estándar y generan cero emisiones de CO₂.

Una nueva generación de drones incorpora la tecnología LIDAR para crear detallados modelos 3D desde el aire, utilizando drones de ala fija y cuadricópteros. El sistema LIDAR, que genera modelos a partir de nubes de puntos creadas por láseres que proyectan un haz de luz sobre un objetivo miles veces por segundo, ofrece un nivel de detalle de forma y textura mucho más preciso que la fotogrametría típica. Esto lo hace especialmente idóneo para topografía de bosques y zonas con mucho follaje, así como para cartografía de terrenos accidentados. En un futuro, la tecnología LIDAR será esencial también en el caso de edificios con formas complejas y elementos articulados que requieran una inspección periódica.

DroneDeploy es una plataforma líder de software para drones que convierte obras, estructuras y edificios en representaciones digitales fáciles de entender y ofrece información valiosa a los constructores. Mediante cartografiado, modelado 3D, análisis e informes, DroneDeploy proporciona una réplica digital detallada y precisa de cualquier emplazamiento (interior o exterior de edificios y movimiento de tierras), permitiendo a los equipos del proyecto intervenir, ahorrar tiempo y reducir costos imprevistos. Los mapas aéreos en alta resolución y las imágenes de 360 grados de DroneDeploy pueden exportarse a Autodesk Build, Autodesk Docs o BIM 360.

Cintoo Cloud transforma los datos de escaneo láser terrestre en datos compatibles con BIM, los cuales se pueden compartir, anotar, visualizar, medir y distribuir. Cada posición del escaneo puede transformarse en una malla 3D hasta 20 veces más pequeña que la nube de puntos de origen para mejorar la precisión de los archivos de diseño. Asimismo, los equipos del proyecto pueden convertir un conjunto de escaneos, un área de trabajo, capas, recortes o incluso todo el proyecto de vuelta a su formato de nube de puntos original para usarlos en aplicaciones como AutoCAD, Revit, o Navisworks de Autodesk.

Hammer Missions es una plataforma de software que produce mapas, modelos e informes de inspección utilizando imágenes de drones. La empresa ofrece un paquete estándar de aplicaciones de inspección para fachadas, cubiertas, turbinas eólicas, antenas de telefonía móvil, paneles solares, etc., además de un componente único para medición de inventario. Este componente permite a los constructores medir el volumen exacto de material (arena, grava, escombros, sal) tras una inspección aérea con tan solo unos clics. El programa también puede crear un plan de vuelo automatizado para un determinado emplazamiento y generar un modelo 3D del mismo. A partir de ahí, el usuario establece los límites de la pila de material y el software calcula su volumen.

La posibilidad de montar edificios con la modularidad intuitiva de las construcciones Lego es un viejo sueño que, en la mayor parte de las ocasiones, no ha llegado a materializarse. No obstante, los pioneros de la construcción prefabricada de hoy han centrado su atención en la ciencia de los materiales y en la robótica para sortear los obstáculos a los que se enfrentaban sus predecesores.

La construcción modular está lejos de estar desfasada. La empresa de ingeniería británica Bryden Wood utilizó procesos de diseño para la fabricación y el montaje (o DfMA, por sus siglas en inglés) para construir una serie de pasillos modulares para los aeropuertos de Heathrow y Gatwick de Londres. Estos pasillos se fabricaron en unas instalaciones cercanas y se instalaron con una grúa.

Varias empresas jóvenes buscan en la impresión 3D la combinación ganadora de estandarización eficiente y flexibilidad de diseño para la construcción modular. Mighty Buildings ofrece un proceso híbrido de impresión 3D y construcción modular fuera de obra. La empresa utiliza un material de construcción patentado de bajas emisiones, compuesto en un 60 % de vidrio reciclado que, según afirman, es un 70 % más ligero que el hormigón, pero cinco veces más resistente. El material se cura in situ con luz ultravioleta y puede adoptar cualquier forma.

Icon Build fabrica casas impresas en 3D con un material llamado CarbonX, un hormigón que genera un 42 % menos de emisiones de CO₂ que la mezcla usada por la empresa anteriormente. Según el MIT Concrete Sustainability Hub (CSHub), se trata del método de construcción con la menor huella de carbono que existe hoy en día. De hecho, produce entre un 2 % y un 6 % menos emisiones que la construcción estándar con entramado de madera. Mientras que el primer robot de impresión 3D que diseñó la empresa era una grúa pórtico para edificios de una sola planta, la última versión ―Phoenix― es un robot de brazo articulado capaz de construir edificios de varias plantas. Mide 33 metros de largo y puede transportarse a la obra en camión. Además, es capaz de construir elementos que no se limitan al armazón del edificio, como cimientos o cubiertas.

A medida que estas tecnologías maduren y adquieran una mayor capacidad técnica, dejarán de percibirse como herramientas y productos individuales, y pasarán a formar parte de un entorno de datos global donde BIM asumirá un papel central. Cuando esto ocurra, BIM dejará de ser una mera herramienta visual para convertirse en un sistema integral de gestión de la construcción.