Tilt-Up Future Think 2.0, organizado por HD Supply Construction & Industrial White Cap y el Instituto Tecnológico de Massachusetts, fue el segundo evento de este tipo que reunió a contratistas de construcción con hormigón prefabricado, arquitectos, ingenieros, proveedores y fabricantes en un almuerzo de networking, seguido de una serie de charlas centradas en tecnologías emergentes e ideas con una aplicabilidad prometedora para el sector de la construcción con hormigón prefabricado.
El evento, que tuvo lugar el 20 de junio en el hermoso Pinnacle Club del Grand Hyatt de Denver, Colorado, consistió en una serie de charlas organizadas en tres sesiones: mano de obra, fabricación y hormigón. Cada sesión constó de dos presentaciones de 15 minutos, seguidas de una mesa redonda en la que expertos mundiales en diseño, ingeniería y construcción de estructuras tilt-up debatieron sobre el potencial de cada idea y cómo podría influir en el avance de esta técnica. Future Think 2.0 fue diseñado como una revisión específica de estas tecnologías, y las opiniones del panel sobre cada una de ellas sirven para informar a nuestros miembros sobre los limitados recursos orientados a la investigación.
Población activa
La escasez de mano de obra es una preocupación para el sector de la construcción. Esta situación lleva a muchos a preguntarse: ¿qué nos depara el futuro y cómo podemos ayudar a resolver el problema ahora mismo? He aquí a los trabajadores de la construcción biónicos y basados en la tecnología: una nueva serie de robots y sistemas de drones que las empresas están desarrollando para crear nuevas posibilidades en el mundo de la construcción.
Estas tecnologías pueden aumentar la productividad de la fuerza laboral, ya que requieren menos trabajo manual y suponen menos riesgos para las personas. Además, permiten realizar diversas tareas relacionadas con la construcción de forma más rápida y económica.
La primera presentación de la sesión dedicada a la fuerza laboral fue “Trabajadores de la construcción biónicos”, de Sarcos. Sarcos es una de las empresas que trabaja para combinar la inteligencia, el instinto y el criterio humanos con la fuerza, la resistencia y la precisión robóticas. Con sede en Salt Lake City, desarrolla y despliega robots para realizar algunas de las tareas más peligrosas y complejas del mundo en áreas donde la seguridad humana está en riesgo. La empresa ha invertido 1.430 millones de dólares en tecnología durante los últimos 25 años, gran parte de la cual tiene aplicaciones para la industria de la construcción.
Kristi Martindale, vicepresidenta ejecutiva y directora de marketing de Sarcos, destacó la línea de sistemas robóticos ’Guardian“ de la empresa, que incluye:
- Guardian S: Una herramienta de vigilancia e inspección capaz de desplazarse con fiabilidad por terrenos difíciles y facilitar la comunicación bidireccional en tiempo real de vídeo, voz y datos desde una distancia segura
- Guardian GT: Un robot de dos brazos controlado por una persona que ayuda a un solo operador a realizar más tareas, como levantar de forma segura hasta 450 kg
- Guardian XO: Un exoesqueleto industrial motorizado y sin cables que mejora la fuerza y la resistencia humanas sin limitar la libertad de movimiento del operador
Los ponentes se mostraron especialmente entusiasmados con las ventajas del Guardian XO. Martindale señaló que un traje Guardian XO asignado a un trabajador equivale al trabajo de entre 4 y 10 personas, lo que, según ella, resuelve de inmediato la actual escasez de mano de obra en el sector.
La segunda presentación de la sesión dedicada a la mano de obra se tituló “Drones automatizados para el atado de barras de refuerzo”. Aunque se le conoce comúnmente por sus capacidades de reparto y grabación de vídeo, el dron es otra herramienta de alta tecnología que se está incorporando al sector de la construcción. Eohan George, director ejecutivo y cofundador de SkyMul, explicó cómo el nuevo concepto de dron SkyTy de esta empresa emergente puede constituir una solución eficiente y escalable para el atado de barras de refuerzo.
“SkyTy requiere un 84 % menos de mano de obra que los métodos tradicionales”, afirma George. “Además, es 1,9 veces más rápido que el trabajo manual y un 13 % más barato”.”
Se pueden añadir o retirar drones del proyecto para adaptarse a las necesidades de cualquier proyecto y al tamaño de la zona de trabajo, incluso en aquellos con plazos muy ajustados.
El sitio web de SkyMul indica que cada dron SkyTy podrá aterrizar, acoplarse y despegar independientemente de los demás drones. Si uno se daña o se rompe su dispositivo de acoplamiento, se puede sustituir por uno de repuesto, lo que da lugar a un sistema flexible y robusto. La empresa tiene previsto tener listos los prototipos de SkyTy para su evaluación a finales de año.
Aunque las perspectivas que ofrecen los robots y los drones parecen prometedoras, varios ponentes plantearon inquietudes importantes, entre ellas la reacción que podrían tener los trabajadores sindicalizados del sector ante estas novedades tecnológicas.
Martindale señaló que, al fin y al cabo, tanto los trabajadores sindicalizados como sus empleadores buscan la seguridad de todos, y productos como los de la serie Guardian contribuirán a ello. El panelista Tim Manherz, vicepresidente sénior de operaciones de TAS Commercial Concrete Construction, animó al sector de la construcción con paneles prefabricados a adoptar los nuevos equipos. “Todas estas novedades suponen un cambio revolucionario en el mercado actual”, afirmó.
A medida que siguen apareciendo nuevas tecnologías, una cosa es segura: la combinación de herramientas inteligentes y la automatización flexible de la robótica tiene el potencial de transformar el sector del hormigón estructural.
Fabricación
La tecnología está ampliando los límites de lo posible en la fabricación de hormigón prefabricado. Aunque aún se encuentran en una fase inicial, se está trabajando para mejorar tecnologías como los procesos de impresión 3D y las formas creativas de los muros prefabricados. Si bien ambas tecnologías pueden utilizarse, el sector aún no las ha adoptado de forma generalizada.
El primero en intervenir en la sesión sobre fabricación fue Henrik Lund-Nielson, fundador y director ejecutivo de COBOD. Parece que se puede fabricar cualquier cosa con una impresora 3D, y un edificio no es una excepción. A 31 de diciembre de 2018, había un total de 81 proyectos en curso (entre edificios y otras estructuras) en todo el mundo realizados mediante impresión 3D para la construcción.
Lund-Nielsen señaló que los edificios impresos en 3D son cada vez más comunes y que existe el potencial para construir más edificios utilizando este método.
Su empresa imprimió en 3D el primer edificio de Europa, donde se han construido cinco edificios mediante impresión 3D para la construcción. En Estados Unidos, solo se han construido tres utilizando este método: dos proyectos militares y uno comercial.
En la actualidad, la impresión 3D para la construcción y el método tilt-up pueden combinarse, de modo que la impresión 3D se utiliza para las zonas curvas y el tilt-up para los paneles rectos. De cara al futuro, Lund-Nielsen prevé utilizar varias impresoras para fabricar todos los paneles con mayor rapidez. Según él, esto permitiría construir un almacén completo de 50 000 pies cuadrados en una semana, con solo el 25 % de la mano de obra que se emplea actualmente.
La segunda ponencia de la sesión sobre construcción, titulada “Formas curvilíneas repetibles para bordes en la construcción Tilt-Up”, corrió a cargo de Jeffrey Brown, director ejecutivo y socio fundador de Powers Brown Architecture.
Aunque actualmente no es posible fabricar de forma fiable un muro inclinado con bordes curvos, Brown explicó cómo se está cambiando esta situación.
Mediante un proceso de la empresa, cuya patente está en trámite, están trabajando en la creación de un perfil curvilíneo de bordes que se pueda reproducir de manera confiable para el moldeo in situ. Brown señaló que habría 4,7 millones de combinaciones posibles de bordes. “Es una propiedad transformadora”, señaló. “Con una inversión mínima, hay muchas posibilidades”.”
Para que el mercado masivo pueda disponer de perfiles curvilíneos fiables y reproducibles, Brown señaló que es necesaria la participación tanto de los arquitectos como de los contratistas dispuestos a experimentar con esta tecnología.
Las capacidades tanto de la impresión 3D para la construcción como de las formas repetibles de bordes curvilíneos aún se encuentran en una etapa inicial, y hay mucho margen para el crecimiento y la mejora. Tanto Lund-Nielsen como Brown señalaron que el mercado de estas tecnologías también tiene aún un largo camino por recorrer.
Hormigón
Los enfoques innovadores en la fabricación y el montaje del hormigón están impulsando al sector del hormigón prefabricado hacia un futuro más ecológico y eficiente. Avances como la mineralización del CO₂ y el montaje en movimiento no son solo temas de actualidad en la agenda de los eventos, sino tecnologías reales y aplicables que están ganando terreno entre diseñadores y prescriptores de todo el mundo.
La primera de las dos ponencias de la sesión dedicada al hormigón, titulada “Mineralización del CO₂ y hormigón”, explicó cómo la tecnología de CarbonCure está transformando la forma en que se fabrica el hormigón.
El hormigón es el material artificial más abundante del planeta, pero tiene un costo en lo que respecta a las emisiones. Solo el cemento genera hasta el 7 % de las emisiones mundiales de dióxido de carbono, ya que por cada libra de cemento producida se libera una libra de dióxido de carbono, explicó Ted Jones, vicepresidente de ventas y mercadotecnia de CarbonCure. Pero, ¿y si, en lugar de liberar dióxido de carbono, el hormigón pudiera capturarlo para siempre antes de que llegue a la atmósfera?
Ahí es donde entra en juego CarbonCure. La empresa desarrolla una tecnología para los productores de hormigón que inyecta dióxido de carbono en el hormigón fresco mientras se mezcla en una mezcladora central o en el tambor de una hormigonera. El resultado: el dióxido de carbono se transforma químicamente en un mineral mediante un proceso denominado «calcinación inversa», lo que mejora la resistencia a la compresión del hormigón.
Gracias a esta mejora en la resistencia, los productores pueden reducir la cantidad de cemento en la mezcla. Cada yarda cúbica de concreto mezclada con esta tecnología evita la emisión de 25 libras de dióxido de carbono que, de otro modo, se liberarían a la atmósfera: un ahorro de 210 libras de dióxido de carbono por camión, lo que equivale a plantar dos árboles nuevos.
Hasta la fecha, la tecnología de CarbonCure ha producido más de 2,5 millones de yardas cúbicas de hormigón carbonatado en Norteamérica. “La mayoría de las personas que aparecen en el mapa [de los lugares donde se ha suministrado hormigón carbonatado] están ahí porque quieren poder utilizarlo”, afirmó Jones. “Cuando tenemos un producto de concreto que tiene el mismo precio y es sostenible, ¿por qué no hacerlo? Nadie quiere ser el primero y nadie quiere ser el tercero, pero estamos llenando el mapa”.”
La última presentación del día, “Walking Assembly”, corrió a cargo de Brandon Clifford, director y cofundador de Matter Design y profesor adjunto en el MIT, y Davide Zampini, de CEMEX Global R&D.
Las losas de montaje inclinado son una forma eficiente y confiable de levantar muros, pero una “nueva” estrategia de construcción se inspira en la construcción de estructuras antiguas erigidas antes de que existieran las grúas. El montaje a pie invita a los constructores a colocar grandes piezas de hormigón en su sitio caminándolas. Las piezas son pesadas, pero se pueden mover gracias a un diseño que tiene en cuenta los centros de gravedad y la curvatura.
“¿Cómo se diseña algo para transportarlo en posición horizontal y montarlo?”, pregunta Clifford. Su trabajo tiene como objetivo recopilar los métodos antiguos que se utilizaban para construir estructuras como las pirámides y aplicar esos conocimientos al transporte y el montaje de la arquitectura del futuro.
Las piezas, también conocidas como bloques de mampostería macizos, están fabricadas con hormigón de densidad variable que permite calibrar con precisión el centro de gravedad, de manera que se garantiza un movimiento estable, pero fácil, de cada bloque. Una sola persona puede colocar la pieza en su sitio y alinearla, aunque para moverlas se necesita algo más que un simple toque. “Realmente hay que apoyarse con el brazo y empezar a guiarlas con un movimiento continuo”, explica Clifford.
“Lo que hacemos es construir aprovechando la diferencia entre el centro de masa y el centro de curvatura”, añade. “Siempre que podamos calcular la distancia entre esos dos puntos, podemos guiar estos elementos hasta su posición correcta. Es algo que va en contra de la idea de levantarlos. Lo llamamos construcción tilt-up sin grúa”.”
Simplificar la construcción con bloques de mampostería transitables también facilita la demolición, añade Clifford. Una mayor adopción de esta tecnología podría permitir a los constructores reutilizar los bloques de mampostería de edificios que ya no se necesitan.
“Piensa en cuánta menos energía se necesitaría para desmontar las unidades”, dijo Clifford. “En cuanto a las preocupaciones medioambientales del concreto, el 99 por ciento de los residuos son piedra, ladrillo y concreto, y aunque trituramos una parte, la gran mayoría termina en los vertederos. No pensamos en una vida posterior. Consideramos el concreto como una solución permanente, pero nuestros edificios no son permanentes. Ahora, no solo pensamos en elementos que puedan mantenerse en posición vertical, sino que también puedan desmontarse y reubicarse”.”
La larga vida útil del hormigón lo convierte en una opción ideal para la construcción sostenible, pero tecnologías como estas pueden contribuir a reforzar aún más su credibilidad ecológica. La reducción de las emisiones y la posibilidad de reutilizar los bloques de mampostería llevan al hormigón a nuevas cotas como material de construcción sostenible.
A través de los debates sobre la mano de obra, la fabricación y el hormigón, Tilt-Up Future Think 2.0 fomentó ideas innovadoras y con visión de futuro, así como nuevas conversaciones sobre el futuro del sector.
“Es fundamental que el sector se mantenga bien informado sobre cualquier avance que pueda afectar al sistema de construcción tilt-up”, afirmó Mitch Bloomquist, director ejecutivo de la Asociación de Hormigón Tilt-Up (TCA). “Los debates de nuestro primer evento Future Think ya han dado sus frutos y desempeñan un papel activo en los métodos de diseño y construcción actuales, y esperamos seguir aportando ideas e innovaciones con visión de futuro directamente a los líderes de esta industria para su implementación”.”
La TCA desea expresar su agradecimiento al panel y a los patrocinadores de Tilt-Up Future Think 2.0:
Don Greive, ingeniero profesional – Pinnacle Structural Engineers
John Paesano – HD Supply Construction & Industrial, gorra blanca
Shawn Hickey – SiteCast Construction Corp.
Tim Manherz – TAS Hormigón Comercial
William Palmer Jr., ingeniero profesional, miembro de la FACI – Hanley Wood Business Media
Gorra blanca de HD Supply Construction & Industrial – Patrocinador Platino
Instituto Tecnológico de Massachusetts – Patrocinador Platino
Connect-EZ – Patrocinador Oro
Molde para rocas personalizado – Patrocinador Oro
KB Concrete Systems, Inc. – Patrocinador Oro
Para obtener más información sobre Tilt-Up Future Think 2.0 y consultar los próximos eventos, visite tilt-up.org/events.
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