CDT La robótica y la autonomía están cambiando la cara de la construcción.
Fuente: Construction Technology
En la industria de la construcción actual, la robótica y la tecnología autónoma están emergiendo en todo, desde herramientas eléctricas portátiles hasta camiones mineros gigantes.
Si bien el control remoto es una tecnología establecida, la adición de inteligencia artificial (IA), Lidar (detección de luz y radar), nuevos software y aumentos masivos en el poder de cómputo, prometen grandes cambios, tan grandes, si no más grandes, que la introducción del control de máquina vía GPS hace 20 años más o menos.
Por lo que dicen los OEM de equipos, las máquinas de construcción autónomas y semiautónomas cambiarán radicalmente la industria al crear nuevos niveles de productividad, calidad y seguridad y marcarán el comienzo de una nueva generación de trabajadores de la construcción con conocimientos digitales.
Al igual que con el control de máquinas por GPS, lo que está impulsando esta revolución es la economía. “Excavas más, gastas menos”, dice Erol Ahmed, director de comunicaciones de Built Robotics, que realiza actualizaciones robóticas de posventa para excavadoras. Agregue los beneficios de seguridad, la capacidad de un trabajador para realizar más trabajo de alto valor y la operación en entornos peligrosos y obtendrá una combinación ganadora, dice.
¿Qué es la construcción autónoma?
La autonomía evolucionó a partir de la tecnología desarrollada para el control de máquinas por GPS hace dos décadas, pero está yendo más allá. Con el control de la máquina, el operador aún toma docenas de decisiones todos los días. La autonomía está evolucionando para permitir que la máquina tome más de estas decisiones.
“El siguiente paso es desarrollar software avanzado con niveles más altos de percepción e inteligencia integrados en el producto”, dice Scott Crozier, gerente general de Trimble. “La forma en que llegamos allí es mejorando continuamente los niveles de asistencia”, añade.
Lo que se requiere para la ‘asistencia’ depende de la máquina y el trabajo. Un compactador realiza una operación relativamente simple y un camión minero puede seguir fácilmente una ruta preprogramada desde el área de carga hasta el vertedero. “Pero las máquinas y tareas más complejas requerirán niveles significativos de software para brindar la inteligencia y los sistemas de percepción que los hacen útiles”, dice Crozier.
Finlay Wood, director del área comercial de soluciones autónomas de Trimble, agrega que “estamos asumiendo más de las cosas en las que los operadores tienen que pensar y automatizando esas, todas las cosas en las que un operador experimentado tarda años en dominar.
“Nuestro objetivo es hacer que un operador sin experiencia se desempeñe como un buen operador ayudándolo a tomar esas decisiones, en la máquina pero también a nivel del sitio”.
Beneficios de un proceso automatizado
Con el control de la máquina, excava con precisión hasta el nivel. Con el funcionamiento autónomo o semiautónomo, no solo excavará hasta el nivel detallado en el plano del sitio digital, sino que también excavará con una eficiencia perfecta: cada balde, cada vez, todos los días; sin falta, cansancio, interrupciones o decaimiento de atención.
“Un operador talentoso puede ser rápido durante algunas horas”, dice Crozier. “Pero si lo hace en el transcurso de un período de tiempo más largo, encontrará que el proceso automatizado probablemente funcionará mejor”.
En la construcción, los tiempos de ciclo afectan todo, desde la productividad hasta el consumo de combustible y la depreciación de la máquina. Un ciclo de excavación optimizado, autónomo o semiautónomo superará al control manual analizando instantáneamente y luego optimizando cada variable, desde la geometría del cucharón que penetra en el suelo hasta la capacidad de su bomba hidráulica y dónde se encuentra su motor en la banda de torsión.
Con sensores de posición que rodean la máquina con una rejilla de seguridad digital, puede excavar y descargar a máxima velocidad las 24 horas del día, los 7 días de la semana, sin preocuparse por golpear accidentalmente el camión o las estructuras cercanas.
De hecho, muchos de los desafíos operativos que enfrentan los sitios de construcción hoy, se pueden resolver sin soluciones complejas y costosas basadas en IA. “En cambio, nuestro enfoque se centra en la construcción de productos que resuelvan problemas reales de la manera más sencilla posible, ya sea mediante la creación de flujos de trabajo habilitados por tecnologías en la nube o el uso de nubes de puntos LIDAR y cámaras digitales para diferenciar entre un edificio y una reserva”, comenta. Madera de Trimble.
Crozier agrega que el rendimiento optimizado será aún más importante a medida que entren en juego más máquinas alimentadas por batería, ya que la industria busca reducir sus emisiones y aumentar la sostenibilidad.
“Quieres ser lo más eficiente posible con el uso de ese poder”, dice. “Vamos a ver entrar en juego la automatización inteligente que permite la máxima producción de trabajo con una carga de batería”.
Robótica en la construcción
Lo ideal con la robótica es tomar una tarea que es tediosa, repetitiva o que tiene altos riesgos para la salud y la seguridad, y agregar un nivel de automatización que permita que el robot se haga cargo de las tareas arduas y repetitivas, dice Aidan Maguire, gerente de la unidad comercial de medición y robótica en la multinacional de Liechtenstein Hilti.
La perforación aérea en concreto es una de esas tareas, pero cualquier cosa que coloque al trabajador en una posición ergonómicamente incómoda o en un área de difícil acceso tiene el potencial de ser automatizada. El Jaibot semiautónomo de Hilti está diseñado para hacer eso y se puede programar para seguir un plan digital que detalla dónde se debe realizar la perforación o el trabajo.
“Hemos automatizado los pasos de la aplicación en los que podemos lograr las mayores ganancias de productividad, como la ubicación de la perforación y el marcado del punto de anclaje”, dice Maguire. “También estamos aprendiendo cómo hacer que los proyectos de construcción sean más amigables con los robots”.
Hilti continúa agregando más inteligencia de campo al Jaibot, lo que le permite analizar situaciones y determinar cuándo un punto de perforación puede tener interferencia o dónde la perforación puede no ser posible, como la sección en ángulo de una plataforma de metal o en el caso de golpes con barras de refuerzo. . “En ese momento, el operador puede usar su conocimiento de construcción para decir: ‘Sí, estoy contento con todos estos movimientos, siga adelante y perfore’”, dice Maguire.
La minería es una de las primeras en adoptar esta tecnología. “La industria minera ha utilizado tecnología autónoma durante más de veinte años, pero hemos llegado tan lejos como podemos con la primera iteración de esta tecnología”, confirma Bibhrajit Halder, fundador de SafeAI.
Agrega que esta segunda generación está impulsada por IA, es versátil y escalable, y traerá un cambio significativo y generalizado a la industria minera.
En marzo de este año, SafeAI anunció que está trabajando con la empresa australiana Position Partners para modernizar una flota mixta de 100 vehículos para MACA, un grupo diversificado de minería y contratación, para crear una de las flotas de equipos pesados autónomos más grandes de Australia. SafeAI ha creado un paquete independiente de la máquina que se puede agregar a cualquier máquina, desde una minicargadora hasta un camión minero.
“Esta tecnología cambia las reglas del juego para nuestro negocio, nuestros clientes y nuestra industria”, dice Shane Clark, gerente general de servicios técnicos y de estimación de MACA. “La solución de SafeAI tiene profundas implicaciones para la seguridad, la eficiencia y la rentabilidad del sitio”.
“La primera Revolución Industrial fue hace más de 100 años, y estamos absolutamente en el comienzo de una nueva Revolución Industrial centrada en la robótica y la inteligencia artificial”, dice Jeremy Searock, quien cofundó Advanced Construction Robotics con Stephen Muck hace cinco años.
La primera creación de su empresa fue TyBot, una máquina automática para atar barras de refuerzo para grandes aplicaciones horizontales, como tableros de puentes y superficies de concreto. En desarrollo hay otro robot que podrá atar barras de refuerzo en aplicaciones horizontales y el IronBot, que recogerá barras de refuerzo largas y las espaciará en una cuadrícula.
Cómo solucionar la escasez de habilidades en la construcción
“Con escasez de mano de obra, la única opción es hacer que una sola persona sea más productiva, y eso es lo que hacen los robots”, dice Searock. “Al trabajar con un robot, una persona puede hacer el trabajo de todo un equipo. El objetivo no es reducir el personal, sino dar a cada persona en el trabajo la oportunidad de realizar tareas de mayor valor”, dice.
La automatización va a cambiar el mundo de la construcción para estar más alineado con los conjuntos de habilidades que los jóvenes tienen hoy, dice Wood. “Sus operadores experimentados nunca van a desaparecer. Pero la robótica y la autonomía van a hacer que los trabajos sean más accesibles para los jóvenes”.
Habrá una transición, dice Crozier, pero no menos personas. En lugar de operadores de máquinas, puede haber operadores de red que gestionen varias máquinas. Las habilidades de ciberseguridad serán más importantes, al igual que la capacidad de diagnosticar y resolver problemas digitales. Es probable que a estos trabajadores se les pague más y se les contrate mucho porque están entregando más valor que un solo operador trabajando con una sola máquina.
“La alfabetización digital tiene que surgir”, dice Maguire de Hilti. “Lo veremos naturalmente con esta nueva generación. Pero la nueva generación no puede desechar el conocimiento y las mejores prácticas del pasado porque esas habilidades básicas son necesarias para usar cualquier tecnología de manera efectiva. Tenemos que encontrar la mejor manera para que los contratistas unan esos dos mundos”.
No hay duda de que los operadores de equipos robóticos son uno de los trabajos del futuro para la construcción y que, incluso si lleva más tiempo de lo que se pensó inicialmente, la influencia de la robótica y la automatización en la construcción seguirá creciendo.
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