¿FICCIÓN O REALIDAD? YA ESTÁ AQUÍ LA MAQUINARIA AUTÓNOMA julio 24, 2018 – Posted in: I+D+i, Minipost – Tags: ,

Nuestro sector cambia a un ritmo vertiginoso, la tecnología entra de lleno en la construcción movido por la necesidad de incrementar la productividad. En este post las claves de esta nueva era, la automatización de los procesos constructivos y la robotización de la obra marcan el futuro de nuestra profesión. De nosotros depende formar parte de este futuro lleno de fantásticos retos y oportunidades.

El bajo incremento de la productividad en la Construcción

Según Mckinsey1, tres son las tendencias que han ido marcando estos últimos años en la construcción a nivel mundial, y se espera que lo sigan haciendo en los próximos años. En primer lugar, la inversión está creciendo de una manera acelerada: En 2013 la inversión en energía, infraestructuras, minería e inmobiliaria estaba en torno a 6 trillones de dólares y está previsto que, en 2030, esta inversión alcance los 13 trillones de dólares. En segundo lugar, está inversión vendrá en gran medida alineada con la realización de Megaproyectos que superarán los billones de dólares. Y en tercer lugar la industria de la construcción apenas finalizará estos proyectos a tiempo, según el presupuesto asignado y de acuerdo con las especificaciones originales de proyecto: el 98% de los megaproyectos sufren sobrecostes de más del 30% y el 77% finalizan al menos un 40% más tarde de lo previsto

Existen muchas razones que avalan estas conclusiones, pero el motivo principal es la productividad. O más bien es la falta de ella. La productividad en la Construcción ha registrado incrementos nulos durante los últimos años de acuerdo con Mckinsey1. Sin embargo, en otros sectores como el de “manufacturing” por el contrario, la productividad se ha ido multiplicando casi por dos en el mismo período. La mejora continua ha sido el imperativo.

Esto nos lleva a hacer una reflexión interna sobre cuáles han sido los motivos por los cuales en el sector industrial sí que se han producido incrementos importantes de productividad y, sin embargo, en el sector de la construcción, esto no se ha producido.

En los sectores industriales ha habido un elemento que ha sido vital y que ha hecho que la productividad se multiplicara, al contrario de lo ocurrido en la construcción, y este ha sido la Automatización de los procesos.

Según Mackinsey2 la automatización de procesos y la digitalización ha cambiado radicalmente muchas de las industrias tradicionales. Como ejemplo se puede indicar que, según el Índice de Digitalización MGI3, en Estados Unidos la construcción es el sector menos digitalizado de todos, quedando el segundo por el final. Este mismo índice sitúa en Europa a la Construcción como el último de la lista.

Un poco de esperanza

Afortunadamente en los últimos años se está percibiendo un cambio en el sector de la construcción que arroja bastantes esperanzas, asomando un cambio que se vislumbra como definitivo y que está marcando la agenda de la evolución tecnológica en este campo.

 

Por un lado, la crisis económica que ha sufrido nuestro país ha obligado a muchas de las empresas españolas cuyo negocio estaba centrado tradicionalmente en la construcción a reconvertirse e innovar digitalmente. Esto ha motivado que aquellas empresas de tamaño mediano o grande que han tenido que salir fuera de España para sobrevivir, se han dado cuenta que muchos de sus clientes (especialmente en países anglosajones) ya les requerían la incorporación de tecnologías digitales en sus ofertas y posteriormente en la ejecución de sus obras. Otras empresas no tan grandes que han permanecido en nuestro país, han tenido que sufrir una competencia feroz, que les está obligando a transformase a gran velocidad para poder diferenciarse de sus competidores. Esto lo están logrando gracias a las tecnologías digitales que buscan la diferenciación tecnológica, así como la eficacia en la realización de los procesos de diseño y construcción. Este ha sido el motivo principal del fuerte desarrollo de una tecnología muy conocida por todos nosotros y que afecta directamente a la organización de los procesos a nivel de diseño y posteriormente en obra, como es el BIM (Building Information Modelling). Desde hace unos años, impulsado ya especialmente por estas empresas constructoras tractoras y por las administraciones públicas, se está empezando a instaurar en nuestro sector y empezando a convertirse en un estándar de referencia para la realización de proyectos, así como para la ejecución de las obras. Llegados a este punto, nos encontramos en una situación donde ya los clientes que van a explotar la infraestructura demandan que dichas infraestructuras se exploten y mantengan sobre la base de un modelo BIM, lo cual es un avance muy importante en lo que a digitalización de procesos se refiere.

Por otro lado, y enfocándonos en la ejecución de obra, la necesidad de transformar el negocio de la construcción, que a día de hoy es altamente intensivo en mano de obra, está impulsando todas las tecnologías que buscan reducir los costes de mano de obra e incrementar la productividad. Por esta razón se están adoptando de manera acelerada muchas tecnologías que hace unos años nos parecían ciencia ficción y que ahora podemos ver de manera habitual en nuestras obras: la robotización y la automatización de los procesos. En este punto nos vamos a centrar y a entrar en más profundidad en este artículo.

¿Qué ha pasado estos últimos años? La Automatización de los Procesos Constructivos.

La verdad es que es una buena pregunta. Nuestro país siempre ha estado a la vanguardia en lo que construcción se refiere, teniendo dentro de nuestras fronteras las empresas constructoras probablemente más importantes e innovadoras del mundo. En los últimos 15 años se han producido grandes avances en el sector, especialmente en el de la obra civil donde la automatización de procesos se ha convertido para estas empresas en un leitmotiv que tenía como objetivo “industrializar” los procesos constructivos en nuestras obras. Estos intentos se centraron en aquellos procedimientos que eran más repetitivos y sistemáticos, así como de mayor repercusión en obra. Así, se produjo la industrialización de los túneles en la década de los 90, en que en España fuimos pioneros en la construcción de túneles con tuneladoras (auténticas “fábricas” de producir “metros de túnel”), definiendo de cierta manera el estándar para la construcción de túneles en entornos urbanos, como por ejemplo las diversas ampliaciones de Metro de Madrid hechas todas con tuneladoras8.

Otro de los sistemas que se ha industrializado en las pasadas décadas es la construcción de obras marítimas. Los barcos cajoneros desarrollados por las más importantes empresas constructoras de nuestro país para múltiples obras marítimas han contribuido también a industrializar el proceso de fabricación de cajones de hormigón utilizando estas increíbles factorías flotantes. En estas técnicas nuestro país se encuentra a la vanguardia del uso de esta tecnología a nivel mundial, compitiendo con otros países como Italia o Japón, también pioneros en el uso de esta técnica. Incluso en los últimos años, se han producido importantes avances tecnológicos que han sido relevantes a nivel mundial y que han estado enfocados a pre-fabricar estos cajones, como es el caso de la realización del primer cajón del mundo prefabricado hecho en fibra de vidrio para ampliar el muelle de cruceros en Puerto del Rosario (Fuerteventura) que fue prefabricado en un taller en Andalucía, transportado a Canarias en barco, ensamblado en puerto y botado al mar con una grúa.

En el campo de la construcción de estructuras de hormigón y acero, las grandes casas de prefabricados han intentado industrializar los procesos de ejecución en ambientes más controlados y seguros, llevando la fabricación de elementos de hormigón en factorías. Esto se ha producido gracias al desarrollo de las técnicas del pretensado en la segunda mitad del siglo pasado y a la creación de sólidas empresas de prefabricados, que se especializaron rápidamente en la prefabricación de elementos constructivos para edificación y para obra civil.

En resumen, estos últimos años se han producido importantes avances en lo que podríamos denominar “Automatización de los Procesos Constructivos” intentando unir el mundo más tradicional de la construcción con el mundo industrial, alcanzando grandes logros y generando grandes avances en nuestro sector, mejorando la productividad de nuestras obras y profesionalizando las actividades que allí se realizaban.

¿Qué es lo que está pasando y pasará en los próximos años? La Robotización de la Obra

Sin embargo, en la actualidad se está produciendo un cambio con la llegada de las nuevas tecnologías digitales. Un nuevo paradigma que, al igual que en otros ámbitos, está afectando a numerosas industrias en sus cimientos y que también está llegando al sector de la construcción. Se está produciendo lo que denominamos “la democratización de la tecnología”. La innovación que hace unos años estaba en manos de grandes corporaciones y empresas tecnológicas, hoy en día se está produciendo de una manera acelerada en toda la industria, incluso en la de la construcción. Estas tecnologías de coste reducido, muy asequibles y que están al alcance de todo el mundo están cambiando la manera tradicional de hacer las cosas. Uno de los ejemplos que muestra lo que está pasando y lo que será una realidad en los próximos años, vendrá de la mano de una tecnología la Robótica que, aunque no es novedosa, está entrando en una fase de disrupción y está posicionándose, tanto a nivel de desarrollo tecnológico como de bajo coste, para impactar de una manera profunda en muchas de las actividades más convencionales de la construcción.

Todos conocemos la rápida expansión que en muchos sectores está teniendo la tecnología de los “vehículos no tripulados” (UAVs), más conocidos como drones. El uso de este tipo de dispositivos en construcción, que fue hace unos años muy innovador, hoy en día se ha convertido en un instrumento más que podemos ver en nuestras obras. Ya no sólo se pueden utilizar estos medios para la toma de fotografías aéreas para el seguimiento de obra, sino que ahora, a través de las técnicas de fotogrametría, somos capaces de generar modelos 3D (nubes de puntos) con una alta precisión de grandes extensiones de terreno en unas pocas horas. Esto ha hecho imbatibles estos sistemas a la hora de tomar mediciones periódicas del terreno, realizar seguimientos de obras o para la toma de decisiones a nivel de anteproyecto basadas en datos reales de campo, frente a sistemas tradicionales basados en topografía clásica. Plataformas de software como “Skycatch” están inundando de manera literal el sector de la construcción con drones comerciales, como los de la marca DJI, que por un precio reducido pueden ser adquiridos a nivel comercial. Concretamente en Japón se están modificando 1.000 drones comerciales DJI para ser usando de manera estándar en labores de topografía4. Grandes empresas como Komatsu también están utilizando drones como apoyo a sus flotas de maquinaria de movimiento de tierras, llegando hasta el punto de hacer la compra más grande realizada hasta la fecha de drones DJI de la historia5.

Existen también sectores clásicos de la construcción como son el de la edificación donde la robotización y automatización de procesos está llegando de manera acelerada. Una parte importante de los procesos clásicos en la construcción de viviendas, donde los distintos oficios hacían labores intensivas en mano de obra como la construcción de muros y tabiquería de ladrillo, ya pueden ser realizados por robots. La start up norteamericana Construction Robotics6 recientemente ha desarrollado su primer robot capaz de construir muros de ladrillo en obra a una velocidad equivalente a la de una cuadrilla de 6 albañiles7. Este robot, denominado SAM (Semi-Autonomated Mason), tiene una productividad media diaria de 3.000 ladrillos y un coste de alquiler mensual de en torno a 3.000$. Esta empresa con sede en Nueva York afirma que puede reducir los costes de ejecución de muros y tabiques de ladrillo en un 50%. Sin duda es un cambio de paradigma en un sector tan tradicional como es el de la construcción de viviendas.

 

La tecnología de la robótica va a tener un claro impacto también en la construcción de obra civil. Una actividad tan clásica como es la de la ejecución de un movimiento de tierras en una obra ya ha sido también robotizada. La maquinaria de movimiento de tierras se empezó a automatizar y a robotizar hace unos años en otro sector, el de la minería, donde se lograron importantes incrementos de la productividad como en la minería en Chile10, y ahora le ha llegado al sector de la construcción. Los grandes fabricantes de maquinaria de movimiento de tierras llevan trabajando varios años precisamente en la incorporación de la tecnología que se empleaba en grandes equipos de movimiento de tierras para minería, a los vehículos y equipos más comúnmente empleados en la obra civil. Los primeros prototipos de esta tecnología han estado centrados en el telemando y la teleoperación de maquinaria desde fuera de la cabina de las máquinas, como es el sistema de operación remota de Caterpillar para túneles, lo que redunda en un incremento muy importante en la seguridad del trabajador, así como en la productividad obtenida en estos ambientes extremos 11.

En nuestro país se ha producido recientemente un avance muy importante en este ámbito, al realizar una empresa española, Acciona, las primeras pruebas de maquinaria ya no telemandada, sino autónoma. En su parque de maquinaria de Noblejas (Toledo) se aplicó por primera vez en España en construcción, con la conducción de un dumper de movimiento de tierras CAT773F de 50 toneladas12. Esta tecnología proviene de la que actualmente se está desarrollando en otros sectores, como es el de la conducción autónoma de vehículos de carretera. Esto representa sin duda un avance muy importante en nuestro sector y nos permite visualizar cómo esta tecnología va a impactar y a revolucionar nuestro sector en los próximos años.

 

Existe otro ámbito muy relevante para la construcción donde se están produciendo importantes avances a través de la automatización y la robotización: el de la fabricación de elementos de hormigón a través de la impresión 3D. Esta técnica, a pesar de ser conocida desde hace años, en la última década ha sufrido un importante desarrollo gracias a la liberalización de las patentes de las primeras impresoras 3D de estereolitografía. En la construcción, se han producido los mayores avances en lo que a impresión 3D a gran escala se refiere, destacándose dos técnicas a nivel mundial: Free Shape y Contour Crafting. Considero que la primera de ellas es la que mayores logros y avances ha tenido en los últimos tiempos, a pesar de no ser la más extendida, ya que permite la libertad total de formas geométricas, uniendo el mundo de la arquitectura y de la ingeniería. El primer puente peatonal del mundo impreso en 3D con tecnología Free Shape fue inaugurado a finales de 2016 en Alcobendas, representando un hito a nivel mundial en el campo de la ingeniería civil13. La segunda de estas técnicas, sin embargo, es la más extendida principalmente por las bajas barreras de entrada para su uso. Esta técnica consiste en un brazo robótico que va extendiendo sucesivamente un cordón de mortero, uno encima de otro, formando lo que se denomina un contorno de impresión 3D, que posteriormente se rellenará interiormente con hormigón convencional. Un buen exponente de esta técnica en la actualidad es la empresa francesa Xtreee, asociada a la constructora francesa Vinci a través de su filial Freyssinet.

 

El Futuro está en nuestras manos

Como hemos podido observar el futuro de la construcción pasa por la industrialización de sus procesos constructivos. Esto se deriva de la necesidad de incrementar la productividad en el sector, y se ha puesto de manifiesto en las últimas décadas con el desarrollo de procesos industriales aplicados en obra a relevantes procesos constructivos. Pero en estos momentos se está produciendo un cambio tecnológico disruptivo motivado por la democratización de la tecnología y por la adopción de la tecnología de la Robótica, antes sólo presente en factorías industriales, y ahora ya presente en el día a día de nuestras obras.

Esto puede generar debate sobre la idoneidad o no de incorporar la robotización a nuestros procesos productivos. En multitud de ocasiones, se asocia como una agresión al ser humano y a los puestos de trabajo, pero no lo es. La Robótica permite al ser humano dedicarse a aquellas tareas no repetitivas y que realmente aportan valor al trabajo. Hace años cuando se tenía que realizar una excavación en roca para construir una carretera, se hacía con herramientas manuales (“a pico y pala”) y se necesitaba mucha mano de obra que, en muchas ocasiones, trabajaba largas jornadas de trabajo y en unas condiciones de trabajo no muy buenas. Posteriormente con el desarrollo de las herramientas hidráulicas de demolición para romper la piedra y con la maquinaria de excavación en roca que se desarrolló posteriormente, la necesidad de mano de obra para excavar en roca disminuyó y las condiciones de trabajo se mejoraron notablemente. En paralelo se generó una nueva industria, la de la maquinaria de excavación en roca, creando nuevos puestos de trabajo en la industria de mayor valor añadido. Este es un caso claro donde la automatización y la robotización de tareas no destruye el trabajo, sino que lo transforma.

De cualquier manera, es cierto que todos los cambios tecnológicos, especialmente aquellos que tienen mayor impacto, no están exentos de polémica, pues son profundamente transformacionales. Es por ello, que se han de hacer con prudencia, con sumo cuidado y permitiendo que las personas y el ser humano se adapten progresivamente. Aproximadamente un 85% de los trabajos que existan en 2030 no han sido inventados aún.  Tecnologías como la inteligencia artificial o realidad virtual transformarán la vida y el mismo trabajo 14.

Con la democratización de las tecnologías y con la llegada de la robótica a obra, claramente el sector de la construcción se está viendo transformado poco a poco. Esto es algo que se viene ocurriendo desde hace años a partir de la necesidad de mejorar nuestra competitividad e incrementar la productividad de nuestros proyectos. Por ello los avances que se produzcan en la técnica han de ser adoptados sin pausa por nuestras empresas. Siempre se ha de estar en la vanguardia tecnológica, viendo lo que está pasando en el mundo (“la mejor manera de innovar, es viajar”, decía un Catedrático de Edificación de la escuela de Caminos de Madrid) y adaptando estas técnicas a la idiosincrasia y la manera de funcionar de cada compañía. El avance tecnológico no se puede negar si no se quiere quedar relegado a un segundo escalón. Nuestras empresas siempre han estado a la vanguardia de la técnica y de la innovación, y es por ello que en esta nueva “ola tecnológica” que es la de la Automatización y la Robotización no se deben quedar atrás.

Claramente, el futuro está en nuestras manos.

 

COLABORADOR

José Daniel García Espinel Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos.

Director del Advanced and Digital Innovation Hub en ACCIONA

https://www.linkedin.com/in/josé-daniel-garcía-espinel-97755917

 

REFERENCIAS:

[1] The construction productivity imperative. July 2015. Sriram Changall, Azam Mohammad and Mark van Nieuwland. https://www.mckinsey.com/industries/capital-projects-and-infrastructure/our-insights/the-construction-productivity-imperative

[2] Reinventing construction through a productivity revolution. Febrero 2017. Filipe Barbosa, Jonathan Woetzel, Jan Mischke, Maria Joao Ribeirinho, Mukund Sridhar, Matthew Parsons, Nick Bertram, y Stephanie Browna. https://www.mckinsey.com/industries/capital-projects-and-infrastructure/our-insights/reinventing-construction-through-a-productivity-revolution

[3] Digital America: A tale of the haves and have-mores. Diciembre de 2015. James Manyika, Sree Ramaswamy, Somesh Khanna, Hugo Sarrazin, Gary Pinkus, Guru Sethupathy, y Andrew Yaffe. https://www.mckinsey.com/industries/high-tech/our-insights/digital-america-a-tale-of-the-haves-and-have-mores

[4] Skycatch Is Modifying 1,000 DJI Drones for Construction Surveying Purposes in Japan. Marzo 2018. Marco Margaritoff. http://www.thedrive.com/tech/19535/skycatch-is-modifying-1000-dji-drones-for-construction-surveying-purposes-in-japan

[5] Komatsu places “largest commercial drone order in history” with DJI for its autonomous eart. Mayo 2018. Wayne Grayson. https://www.equipmentworld.com/komatsu-places-largest-commercial-drone-order-in-history-with-dji-for-its-autonomous-earthmoving-service/

[6] Construction Robotics. http://www.construction-robotics.com/

[7] Meet SAM, Brick Laying Robot That Does The Work Of 6 Humans. https://www.zerohedge.com/news/2017-03-27/meet-sam-brick-laying-robot-does-work-6-humans

[8] 90 años de Metro de Madrid: de las mulas a las tuneladoras   https://www.casacochecurro.com/90-anos-de-metro-en-madrid-de-las-mulas-a-las-tuneladoras.html

[9] El puerto de ‘composite’ de Acciona recibe el Premio Europeo de Medio Ambiente. http://www.elmundo.es/economia/2014/06/06/5391d106268e3e095d8b4582.html

[10] Camiones autónomos en Gaby: Productividad aumentó en 25% http://www.mch.cl/reportajes/camiones-autonomos-en-gaby-productividad-aumento-en-25/

[11] Command for Underground. Caterpillar. https://www.cat.com/es_US/support/operations/technology/cat-minestar/command/command-for-underground.html