Robots de construcción: abordando la escasez de mano de obra con innovación

Ante la creciente escasez de mano de obra, la industria de la construcción recurre cada vez más a los robots. Descubra qué son los robots de construcción y qué pueden hacer.

El gasto mundial anual en bienes y servicios relacionados con la construcción se estima en unos 10 billones de dólares en 2021. El sector de la construcción representa alrededor del 13 % del PIB mundial. Sin embargo, el crecimiento de la productividad en este sector ha sido solo de aproximadamente el 1 % anual en los últimos 20 años, según un estudio del McKinsey Global Institute. La industria de la construcción ha sido lenta en adoptar la automatización. Una razón es la complejidad de los trabajos de construcción, que ha dificultado la automatización. La tecnología no ha estado a la altura del desafío.

El número de proveedores que suministran robótica para la construcción sigue siendo reducido. Los robots solo pueden manejar ciertas tareas actualmente.

Pero existen numerosas aplicaciones para las que la tecnología ya está madura. Este artículo explorará los robots de construcción a través de los siguientes temas:

• Robots albañiles
• Robótica para atado de armaduras
• Robots de acabado de paneles de yeso
• Robots de pintura para construcción
• Distribución automática arquitectónica y estructural
• Robótica de inspección de obra
• Equipos autónomos de movimiento de tierras
• Cómo elegir el robot de construcción ideal para su organización

Robots albañiles

La albañilería es un trabajo exigente. Los estudios del sector muestran que los albañiles tienen la tasa de lesiones más alta entre los trabajadores de la construcción. Los albañiles robóticos pueden reducir las tasas de lesiones. Y pueden aumentar la productividad en un 400 % o más, según un estudio de la Universidad Politécnica Estatal de California.

El robot levanta el ladrillo y aplica automáticamente el mortero. Luego coloca el ladrillo en su lugar con gran precisión. Pero el albañil robótico no reemplaza al albañil humano. Una persona trabaja con el robot para limpiar el exceso de mortero y mejorar el acabado. El resultado neto es un notable aumento de la producción combinado con mayor calidad. Y el trabajo de los operarios se vuelve más fácil.

Otro enfoque consiste simplemente en ayudar al albañil con el levantamiento. El proveedor suministra una pequeña grúa de obra que ayuda al albañil a levantar bloques de cemento pesados. Los trabajadores logran más con menos fatiga y menor riesgo de lesión.

Solo hay unos pocos proveedores que ofrecen soluciones robóticas de albañilería. Sin embargo, han demostrado la tecnología en aplicaciones reales. Y parece lista para escalar.

Solicite ofertas sobre robots albañiles a proveedores

Robótica para atado de armaduras

Las estructuras de hormigón armado necesitan que las varillas de refuerzo se aten con alambre. El atado de las armaduras no aumenta la resistencia estructural. Simplemente mantiene las varillas en su lugar cuando se vierte el hormigón. Aunque es necesario, es un trabajo agotador y repetitivo. Automatizar esta tarea es una buena aplicación para robots equipados con visión. El equipo robótico circula sobre raíles a ambos lados del puente. Advanced Construction Robotics afirma que su Tybot puede realizar 1.100 atados por hora.

Actualmente, esta tecnología solo existe para puentes. Y el número de proveedores parece limitarse a uno. Las empresas constructoras deben esperar a que haya robots que puedan realizar esta tarea para otras estructuras.

Robots de acabado de paneles de yeso

Los trabajadores que acaban paneles de yeso tienen una alta tasa de lesiones laborales. Las agencias gubernamentales de EE. UU. informan que los instaladores de paneles de yeso sufren con mayor frecuencia sobreesfuerzo y caídas. Trabajar con paneles de yeso también es un trabajo polvoriento y sucio.

Los primeros resultados en la automatización de esta tarea muestran gran promesa. El robot de paneles de yeso de un proveedor puede acabar los paneles hasta un nivel 5+. Este es el nivel más alto de suavidad y apariencia. Sin embargo, el robot no es totalmente autónomo. Un operario guía el robot, llevándolo a la zona de trabajo y equipándolo con el efectador final adecuado. Utilizando visión por computadora asistida por IA, el robot puede colocar cinta y aplicar masilla. Y también lija la pared, capturando el 99,9 % del polvo. La captura de polvo hace que el lugar de trabajo sea más seguro y agradable.

Un trabajador puede gestionar varios robots de paneles de yeso a la vez.

Actualmente, este sistema robótico solo está disponible en una geografía limitada. Ahora que el concepto se ha demostrado, parece probable que más proveedores de robótica entren en el campo.

Solicite ofertas sobre robots de acabado de paneles de yeso a proveedores

Robots de pintura para construcción

Los robots de pintura se llevan usando muchos años en la industria automotriz. Ahora comienzan a introducirse en el sector de la construcción.

Para pintura interior, hay un buen número de proveedores que ofrecen soluciones. Los robots funcionan con batería y su brazo robótico puede alcanzar la parte superior de la mayoría de las paredes. La pintura de techos es una tarea especialmente ardua para las personas. Para los robots pintores, no supone ningún problema.

Los robots de pintura interior están equipados con cámaras y escáneres. Escanean las superficies a pintar y luego operan sin intervención humana. Pero una persona debe seguir supervisando la operación. El operario recargará la pintura y moverá el robot a la posición antes de iniciarlo. Una persona puede atender muchos robots, amplificando el aumento de productividad.

Los robots de pintura interior también pueden aplicar otros materiales, como un acabado ignífugo. El acabado es una mezcla de lana de roca y cemento. Es una tarea desagradable para las personas y conlleva riesgos para la salud. El uso de robots reduce el riesgo sanitario y hace el trabajo más fácil y rápido.

Para pintura exterior, no hay muchas opciones. Se han propuesto y probado drones para pintura exterior. Pero no parece que existan soluciones comerciales. Están en desarrollo robots de pintura exterior que pueden trepar paredes. El robot usa un vacío para adherirse a la pared.

Solicite ofertas sobre robots de pintura a proveedores

Distribución automática arquitectónica y estructural

La automatización de la distribución de un edificio muestra un gran potencial para aumentar la productividad.

Los arquitectos modernos usan Modelado de Información de Construcción (BIM) para grandes estructuras. El BIM crea un modelo 3D del edificio completo.

En el momento adecuado, los trabajadores crean el suelo de la planta baja. Luego, un encofrador debe imprimir un plano en el suelo mostrando dónde colocar los muros. Las herramientas usadas actualmente para este trazado incluyen una cinta métrica y una línea de tiza. Los equipos de construcción usan las líneas como guía. Este proceso de distribución es lento y propenso a errores. Un error de incluso un centímetro puede hacer que un armario o equipo no quepa en una habitación. Tales errores pueden ser muy costosos.

Existe ahora una forma automatizada de imprimir la distribución en el suelo. Funciona así: primero, el BIM del edificio se descarga a un robot móvil autónomo (AMR). El AMR recorre el suelo de hormigón. Traza líneas que muestran la posición exacta de los muros. El robot también imprime la ubicación de aberturas para instalaciones mecánicas, eléctricas y de fontanería (MEP). Incluso etiqueta estas aberturas y añade otra información útil.

Este tipo de AMR puede reducir el tiempo para producir una distribución de una semana a dos días, según un capataz de Swinerton, una empresa de construcción comercial en EE. UU. Los encofradores deben crear una distribución para cada piso de un edificio de gran altura. Por tanto, el ahorro de tiempo puede ser considerable.

La tecnología robótica aplicada a la distribución de edificios reduce errores y acelera los plazos.

Solicite ofertas sobre robots móviles para imprimir distribuciones de edificios a proveedores

Robótica de inspección de obra

El uso de robots para inspección es común en muchas industrias. Y la industria de la construcción comienza a sumarse a la tendencia. Varios proveedores fabrican robots de inspección para uso en construcción.

Para el interior de un edificio, las empresas constructoras pueden desplegar rovers robóticos sobre ruedas. Para inspección externa, los contratistas pueden usar drones aéreos.

Muchos proyectos de construcción implican infraestructuras como carreteras y puentes. La obra abarca una gran área. Los drones aéreos pueden volar sobre todo el sitio, tomando fotos y grabando video. Pueden subir fácilmente a la altitud necesaria. Obtener una visión general regular da a los planificadores la información que necesitan para detectar problemas. Sin un dron, tal inspección es cara, difícil o económicamente inviable.

La detección temprana de errores puede ayudar a reducir los sobrecostes.

La inteligencia artificial (IA) avanzada puede compilar análisis detallados de costes y tiempos. Estos análisis permiten una evaluación precisa del progreso del proyecto. Los datos que proporciona el dron son críticos.

Los robots móviles autónomos (AMR) pueden recorrer el interior de los edificios. Algunos AMR de inspección usan ruedas, mientras que otros tienen patas. Equipados con escáneres láser, los AMR pueden tomar y registrar mediciones precisas. Los ingenieros de construcción pueden comparar las dimensiones tal como se construyeron con sus planos. De nuevo, detectar errores antes que después marca una enorme diferencia. No solo la detección temprana reduce costes, sino que también mantiene el proyecto en plazo.

La inspección robótica ayuda a mejorar la seguridad. La inspección de obra muestra dónde los escombros u otras condiciones pueden causar un peligro. Los AMR pueden acceder a zonas demasiado peligrosas o estrechas para las personas.

Se pueden realizar diversos tipos de mediciones. Los planificadores de obra pueden equipar los AMR con sensores de medición térmica. La instrumentación por ultrasonidos puede detectar fugas de gas. El equipo de medición de radiación puede descubrir condiciones peligrosas.

En resumen, la inspección de obra es una faceta de la industria de la construcción para la que existen robots y ofrecen muchos beneficios. Y hay un número sustancial de proveedores para elegir.

Solicite ofertas sobre robots de inspección de obra a proveedores

Equipos autónomos de movimiento de tierras

Los vehículos de construcción autónomos no están aún en uso generalizado. De hecho, en 2021 tendrán una cuota de mercado de menos del 1 % de las ventas totales de equipos de construcción en todo el mundo. Pero el crecimiento en este sector es exponencial. Se espera que el tamaño del mercado se duplique en los próximos dos años.

La Asociación de Fabricantes de Equipos proporciona algunas de las estadísticas presentadas aquí.

Los grandes fabricantes han hecho grandes inversiones en crear equipos autónomos de movimiento de tierras. La mayoría de estos equipos se concentran actualmente en la industria minera. Allí está bien establecido. En marzo de 2021, Caterpillar anunció que había transportado más de 2.000 millones de toneladas en los últimos seis años. Caterpillar dice que sus vehículos autónomos han recorrido más de 42 millones de millas. Esto se hizo sin lesiones con tiempo perdido. El equipo autónomo de movimiento de tierras de Komatsu ha transportado más de 3.000 millones de toneladas.

Basándose en estos resultados, parece que la tecnología está lista para la construcción. Quizás los obstáculos a superar no sean tecnológicos, sino económicos.

Centrándose en la economía, otros proveedores han tomado un enfoque diferente. Ofrecen servicios de modernización para convertir movimientos de tierras manuales en vehículos autónomos. El proveedor instala la IA, sensores y equipo de control en los equipos existentes. La modernización evita el alto coste de comprar equipos nuevos.

Otro enfoque para reducir el coste de entrada es alquilar el equipo. Alquilando, el cliente puede probar el equipo primero. Los usuarios pueden evaluar el retorno de la inversión del equipo antes de comprar.

Otros niveles de automatización se están introduciendo en los equipos de construcción. Las tareas que requieren alta precisión están viendo funciones de asistencia. Por ejemplo, las niveladoras necesitan tener sus cuchillas ajustadas con precisión. El conductor debe hacer muchos ajustes para lograrlo. Ahora, este equipo viene con una unidad GPS cinemática en tiempo real (RTK). La cuchilla se ajusta sola y puede cambiar con el terreno.

Nuevas funciones de seguridad permiten a conductores inexpertos usar equipos costosos con mucho menos riesgo. Cámaras y sistemas de aviso de colisión previenen accidentes. Acelerómetros y otros sensores proporcionan sistemas de alerta temprana contra vuelcos.

Solicite ofertas sobre automatización de movimiento de tierras a proveedores

Cómo elegir el robot de construcción ideal para su organización

HowToRobot es una plataforma global que conecta a usuarios finales con proveedores de robots y automatización en todo el mundo. Tenemos el directorio más grande del mundo de empresas de robótica. Con nuestra guía, puede encontrar el tipo de robot que necesita, idealmente adaptado a su aplicación.

Si busca automatizar una tarea dentro de la construcción, puede obtener propuestas de soluciones a medida de varios proveedores. Simplemente describa su proyecto y empiece a recibir respuestas.

También puede obtener cotizaciones e información de producto para robots de construcción específicos, piezas, componentes, servicios de consultoría, etc. Recibirá información de producto y precios de múltiples proveedores.

Tenga en cuenta que hay expertos imparciales de HowToRobot que pueden ayudarle a navegar por el proceso. Haga clic aquí para concertar una consulta con un asesor experto.