Robots autónomos y gemelos digitales: la construcción del futuro

Las tecnologías más relevantes que llegarán al sector de la construcción en los próximos meses serán los robots autónomos y gemelos digitales impulsados por datos sintéticos. Estas son las conclusiones del informe «TECH REPORT 2024» elaborado por la Comisión Europea, desde donde ven a estas innovaciones como una solución para transformar los procesos constructivos tradicionales y acelerar la productividad y mejorar la sostenibilidad en proyectos de todas las escalas.

En los últimos años, la evolución tecnológica en el sector constructivo ha alcanzado niveles sin precedentes. El auge del BIM ha hecho que los profesionales tengan que enfrentarse al desafío de adaptarse rápidamente a estos nuevos flujos de trabajo BIM y herramientas para mantener su competitividad. Sin duda, las empresas y profesionales que no incorporen estas tecnologías corren el riesgo de quedarse rezagados en un mercado cada vez más digitalizado y automatizado.

Sin embargo, el BIM no es la última tecnología. Ni mucho menos. Hay otras que también prometen transformar un sector que se encuentra entre los menos digitalizados del mundo. En opinión de la Comisión Europea, la robótica autónoma y los gemelos digitales están redefiniendo los métodos de trabajo, mejorando la eficiencia y creando nuevas oportunidades que transformarán la industria en los próximos años.

Robótica autónoma en la construcción

“La robótica autónoma está preparada para transformar el sector de la arquitectura, la ingeniería y la construcción (AEC) al ejecutar de forma independiente tareas complejas como la preparación del sitio, la manipulación de materiales, la soldadura y el vertido de hormigón”. Así de contundente se muestra el informe sobre los robots autónomos que, según afirma el informe, son capaces de ejecutar tareas complejas de forma independiente en obras de construcción. 

En este sentido, destaca que la precisión de estas máquinas puede llegar a superar a menudo la del trabajo manual, garantizando los mejores resultados en condiciones adversas. Para lograr esta eficiencia, estos sistemas robóticos utilizan Building Information Modelling (BIM) y Robot Operating Systems (ROS) para trabajar en entornos dinámicos no estructurados. 

En concreto, los algoritmos permiten a las máquinas interpretar datos del entorno en tiempo real y tomar decisiones autónomas. Asimismo, los sensores integrados identifican obstáculos, ajustan trayectorias y adaptan sus acciones según las condiciones cambiantes de la obra.

Impacto de los robots en la industria de la construcción

En cuanto a las consecuencias de su uso en el sector de la arquitectura, ingeniería y construcción, el informe “TECH REPORT 2024” prevé que la implementación de robots autónomos impulsará la automatización en la construcción, fomentando innovaciones en prefabricación, impresión 3D y optimización de recursos. 

Así, recuerda que estos sistemas robotizados trabajan continuamente sin fatiga, reduciendo los tiempos de ejecución, lo que ayudará a aumentar la productividad y mejorar la calidad de las construcciones. Además, los robots también se ven como una solución a la hora de abordar la escasez de mano de obra. 

Desde el punto de vista de la prevención de riesgos laborales, estos robots mejoran notablemente la seguridad en obra. No en vano, la idea es que las máquinas asuman tareas peligrosas a las que tradicionalmente se exponían los trabajadores. En cuanto a la sostenibilidad, los robots ayudarán a reducir los residuos de material hasta en un 30% y disminuirán las emisiones contaminantes asociadas al proceso constructivo.

Mundos virtuales impulsados por gemelos digitales hiperrealistas

Los gemelos digitales son la otra tecnología que se impondrá en la industria de la construcción. Estos integran datos de diseño, información de sensores IoT y datos sintéticos para crear modelos avanzados que replican estructuras físicas. En estos ecosistemas virtuales es posible visualizar, analizar y simular el comportamiento de edificios completos antes y durante su construcción. 

En estos modelos destaca la precisión, lo que facilita la detección temprana de problemas potenciales y la optimización de procesos constructivos. Según el informe “TECH REPORT 2024”, la principal novedad de esta tecnología radica en el uso de datos sintéticos para simular escenarios complejos y predecir el comportamiento de edificios bajo diversas condiciones. 

“Las tecnologías de realidad aumentada (AR) y realidad virtual (VR) facilitan la interacción con estos gemelos digitales”, detalla el estudio, lo que facilitará a los profesionales visualizar e interactuar con los modelos tridimensionales desde cualquier ubicación, facilitando la colaboración remota y la toma de decisiones.

Ventajas del uso de gemelos digitales

Asimismo, prosigue el informe, la implementación de gemelos digitales optimiza el ciclo de vida completo de los edificios, reduciendo costes y mejorando la asignación de recursos. En concreto, los análisis predictivos detectan ineficiencias antes de que ocurran, permitiendo correcciones tempranas que evitan costosas modificaciones posteriores. 

En la misma línea, las simulaciones avanzadas realizadas con gemelos digitales permitirán evaluar el uso de materiales, la eficiencia energética y los impactos de las emisiones de dióxido de carbono, promoviendo prácticas más sostenibles. Sin embargo, el informe también alerta sobre la importancia de abordar retos importantes sobre propiedad de datos, privacidad y derechos de propiedad virtual. 

De ahí que las empresas que trabajen con esta tecnología deban establecer protocolos claros para gestionar la información sensible y proteger los activos digitales que, en definitiva, representan inversiones en el mundo físico.

Desafíos y oportunidades en la adopción de la robótica y los gemelos digitales

La integración de la robótica autónoma y los gemelos digitales impulsados por datos en el sector de la arquitectura, ingeniería y construcción (AEC) presenta tanto desafíos significativos como oportunidades transformadoras.

TIPOS	DESAFÍOS
Técnicos	-La interoperabilidad entre los sistemas BIM (Building Information Modeling) y ROS (Robot Operating Systems) es crucial para garantizar una comunicación y ejecución de tareas sin problemas. -Adaptación a entornos no estructurados y dinámicos requiere un desarrollo continuo de la capacidad de los robots para navegar y tomar decisiones en condiciones impredecibles.
Económicos	-La inversión inicial en robótica avanzada y tecnología de gemelos digitales puede ser alta, lo que podría ser una barrera para las pequeñas y medianas empresas. -Se requiere una evaluación cuidadosa del retorno de la inversión (ROI) para justificar la adopción de estas tecnologías y garantizar que generen valor a largo plazo.
Sociales	-La re-capacitación de la fuerza laboral es esencial para adaptarse a la automatización, lo que implica invertir en programas de formación para que los trabajadores adquieran nuevas habilidades. -Es necesario abordar las preocupaciones sobre el desplazamiento laboral y garantizar una transición justa para los trabajadores afectados por la automatización. -Consideraciones sobre la propiedad de los datos, la privacidad y los derechos de propiedad virtual se vuelven importantes a medida que se integran más datos personales y de ubicación en los gemelos digitales.

En el lado de las oportunidades, el estudio apunta hacia la previsible generación de nuevos modelos de negocio. En concreto, prevé que la robótica autónoma facilitará y acelerará la prefabricación fuera del sitio y la construcción modular, reduciendo los costes y los tiempos de construcción.

Del mismo modo, la capacidad de los gemelos digitales para informar sobre áreas como la optimización del ciclo de vida del edificio, permitirá a los propietarios y gestores tomar mejores decisiones sobre el mantenimiento y la renovación de construcciones, lo que también ayudará a crear empresas especializadas en este campo. 

En este sentido, el informe también prevé que estas tecnologías suponen una nueva oportunidad para la impresión 3D in situ, ya que ayudarán a construir estructuras complejas de forma más rápida y eficiente.

En lo que se refiere a la competitividad, el estudio es consciente y defensor de que la automatización y la digitalización aumentarán la eficiencia y la productividad en la construcción, lo que podría traducirse en que las empresas ofrezcan precios más competitivos y plazos de entrega más cortos.

Asimismo, el informe prevé que la adopción de prácticas sostenibles puede mejorar la imagen de marca de las empresas y atraer a clientes que valoran la responsabilidad ambiental. 

En cuanto a la capacidad de simular y predecir el comportamiento de los edificios con gemelos digitales, el estudio de la Comisión Europea alaba que esta tecnología “puede reducir los riesgos y mejorar la toma de decisiones para que las empresas sean más resilientes y puedan adaptarse a los cambios del mercado”.

Retos políticos y normativos

Desde el punto de vista normativo, la popularización de estas tecnologías requiere establecer marcos regulatorios claros que aborden cuestiones de seguridad, protección de datos y responsabilidad en el uso de la robótica autónoma y los gemelos digitales. Por ello, el informe declara que se necesitan incentivos y programas de apoyo para fomentar la innovación y la adopción de estas tecnologías, especialmente entre las pequeñas y medianas empresas.

Asimismo, aboga por la colaboración entre la industria, los gobiernos y las instituciones académicas para desarrollar estándares y mejores prácticas que permitan una implementación segura y responsable de estas tecnologías.

En concreto, las políticas deben promover la interoperabilidad entre diferentes plataformas y sistemas para evitar la fragmentación del mercado y garantizar que los beneficios de estas tecnologías se distribuyan de manera equitativa.

Las tendencias y tecnologías como los robots autónomos y los gemelos digitales están transformando el sector de la construcción al optimizar procesos, mejorar la seguridad y aumentar la eficiencia en los proyectos. La adopción de estas herramientas es esencial para enfrentar los desafíos actuales. No hay duda de que la innovación se convertirá en un pilar fundamental, permitiendo a las empresas adaptarse a un entorno en constante evolución. Aquellos que integren estas tecnologías podrán liderar el mercado, ofreciendo soluciones más efectivas y sostenibles. Por ello, es crucial que los profesionales del sector se adapten y adopten estas tecnologías. La construcción de un futuro más eficiente, seguro y sostenible depende de la disposición a innovar.