Por: Arq. Johnny Mora, Managing partner | Blue AEC Studio
Hablar de tecnología y construcción es algo que difícilmente lo hemos relacionado a lo largo del tiempo y esto lo confirma un informe publicado por McKinsey & Company en el 2018, llamado “comprensión del ecosistema de tecnología de la construcción” que indica que la industria de la construcción es el sector con menos avance y uso de tecnologías en la industria mundial debido a sus indicadores en investigación y desarrollo.
Ante este panorama, la industria de la construcción ha empezado a dar pasos a un proceso de transformación digital acelerado, donde el paradigma de construcción 4.0 y sus nuevas metodologías, han sido un agente de cambio para lograr la adopción de procesos y herramientas, que tecnifican y apoyan los procesos digitales en este sector, por eso es importante citar los principales agentes de cambio y herramientas que agilizan y mejoran el desempeño de una industria que definitivamente para responder a las necesidades mundiales de competitividad y comunicación necesita optimizar todas sus áreas con el fin de mejorar el retorno de inversión de sus proyectos.
Es relevante comprender que para este sector debemos agrupar algunas tecnologías que nos entusiasman y que a su vez derivan en el uso de herramientas que hoy se utilizan de una forma consciente y estructurada, que son:
La inteligencia artificial.
Los gemelos digitales.
La robótica e impresión 3D.
Como mencioné, estos se pueden considerar los tres grandes grupos donde podemos encontrar soluciones que son parte del día a día de nuestra industria relacionados a metodologías y herramientas digitales.
La inteligencia artificial
Hablar de cómo la inteligencia artificial está revolucionando la forma en la que abordamos los proyectos de construcción es clave, ya que gracias a esta tenemos cada vez más datos disponibles, la inteligencia artificial nos da la oportunidad de que las computadoras analicen y procesen estos datos para poder vaticinar posibles escenarios, mejorar aspectos claves en la toma de decisiones optimizando la gestión de proyectos y la forma en que interactuamos entre el mundo digital y el mundo físico a nivel de datos que a través del análisis de estos que realizan los ordenadores a una velocidad cada vez mayor se puedan ir anticipando eventualidades de los proyectos.
Por lo cual hablar del término neural networks es clave para entender cómo a través de la capacidad que tiene la inteligencia artificial en conectar datos entre ellos creando una red de información similar a una red neuronal permite a las computadoras procesar miles de escenarios y soluciones a gran velocidad itinerando entre las diferentes soluciones que ayudan a anticipar o reaccionar a tiempo ante la toma de medidas o análisis de situaciones puntuales.
Con estos escenarios de soluciones, tanto propietarios como empresas participantes de un proyecto, podrán tener información estructurada para comprender y manejar mejor temas que van desde la factibilidad, la planificación, los avances o reducir el impacto de las posibles órdenes de cambio que un diseñador, contratista o subcontratista genera por la mala interpretación de las solicitudes de trabajo o las necesidades reales del proyecto.
Por lo que hoy hablar de trabajar en planificación apoyado en herramientas que permitan tomar los datos y apoyar los procesos de factibilidad, así como asignar contingencias de manera proactiva e implementar planes que mejoren el retorno de la inversión desde fases muy tempranas del proyecto, es la gran oportunidad de mejora que provee la inteligencia artificial a los proyectos.
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Estas aplicaciones pueden ir desde herramientas de análisis básico como power BI para los ingenieros y arquitectos en fases de un diseño específico, hasta implementar soluciones de lenguas de programación como una solución estructural basada en varios criterios, incluido el costo total de propiedad, el cronograma de ejecución y la probabilidad de errores de construcción durante la ejecución hasta el uso de algoritmos de aprendizaje supervisados y no supervisados que pueden aumentar la tasa de éxito de proyectos de una empresa, así como mejorar los márgenes de ganancia y garantizar el valor del proyecto.
Para hablar de la inteligencia artificial debemos relacionar directamente ésta con el desarrollo de información en temas de:
Big data.
Diseño computacional.
Simulación / análisis.
Construcción industrializada.
Machine learning.
Internet de las Cosas (IoT).
La integración de estas aplicaciones o conceptos reducirían drásticamente los ciclos en la toma de decisiones en un proyecto de construcción de una frecuencia mensual o cíclica a una frecuencia diaria, a través de la automatización completa de la programación del proyecto y la actualización del presupuesto en la combinación de capacidades de interpretación de datos y la real utilización de estos datos a través de un manejo integral del concepto de implementación de datos como son big data y como el diseño computacional puede trabajar con éstas creando las simulaciones de escenarios, condiciones o analizando el riesgo; que durante su construcción se puedan implementar procesos de construcción industrializada que permitan al proyecto automatizar y mejorar el desempeño de la construcción.
Ahora bien, es importante tomar en cuenta que todos estos procesos deben ser implementados teniendo la capacidad de incorporar procesos de aprendizaje como lo plantea la disciplina científica del machine learning o utilizar herramientas que en su código permitan replicar procesos, aprender de ellos y mejorarlos para que cada fase que se ejecute esté controlada y optimizada, el secreto en el sector construcción es poder interactuar entre el usuario y el activo físico, es ahí que la aplicación o integración de componentes IOT permite mantener conectado al mundo digital con el mundo físico y crear una interacción dinámica, basada en datos que nos permita analizar la usabilidad de los espacios o mejorar como un usuario interactúa con estos, lo cual solo se puede lograr a través de una inteligencia artificial interconectada entre ambos mundos .
Los gemelos digitales
Toda la interacción que se da hoy en día entre el mundo físico y el mundo digital más allá de los datos se basa en la correlación espacial tridimensional física y la reproducción de estas en condiciones o predicción del comportamiento en un gemelo digital de los elementos, por eso cuando hablamos de gemelos digitales, hablamos de réplicas exactas de un proyecto, que incluyen las dimensiones y ubicaciones de todos los componentes del proyecto para comparar objetos digitales con objetos físicos.
El uso de estas técnicas metodológicas y aplicaciones reducirían drásticamente el análisis y toma de decisiones en un proyecto de construcción, ya que gracias a la combinación de metodologías de modelado como el Building Information Modeling (BIM), o escaneo por drone o láser permitirá ir de un gemelo al otro tomando en consideración que el modelado de información para la construcción (BIM) o el escaneo digital permiten un avance rápido en la precisión de los datos y su interpretación sean modelados o escaneados, lo que facilita la incorporación de datos integrados en un ambiente 3D para actualizaciones de progresos automatizados en tiempo real.
También es importante entender la mezcla de aplicaciones a la hora de hablar de gemelos digitales y la experiencia inmersiva que se puede dar, en esto también está relacionado directamente a la realidad aumentada y cómo los usuarios interactúan virtualmente con la “realidad mixta” del modelo de diseño 3D y la configuración construida, por lo cual podemos hablar del concepto de Model of Truth o modelo del mundo real, lo que se refiere a hardware y software que son diseñados con inteligencia artificial para la recolección de datos estadísticos y de producción, para optimizar la construcción y operación del proyecto y aquí es donde logramos una real integración de los gemelos y su conectividad absoluta.
La robótica e impresión 3D
Hablar de tecnología en construcción nos lleva al reto de quebrar el paradigma de la producción manual o clásica que la construcción ha desarrollado por cientos de años, por lo que hoy ante las tecnologías incipientes de impresión 3D podemos empezar a hablar e implementar procesos de prefabricación totalmente automatizados, siendo esto la fabricación robotizada y automatizada para convertir un dibujo 2D o un modelo 3D en un componente de construcción prefabricado y optimizado reduciendo el desperdicio de materiales, reduciendo el tiempo de mano obra, permitiendo cuantificar al detalle la inversión y la construcción de elementos desarrollados bajo estos procesos. Por lo que en la construcción robotizada y la impresión 3D debemos resaltar que como objetivo específico es poder fabricar directamente a partir de modelos 3D o dibujos de taller en sitio.
En la construcción se están desarrollando equipos de robótica y automatización de vanguardia para la industria, como son robots de albañilería, robots de soldadura, así como impresión de concreto o líneas de producción de componentes o acabados a la medida en sitio y asociados a un costo bajo. Gracias a la maquinaria autónoma en construcción se logra tener un proceso más seguro, rápido y asequible, pero también los operarios de la construcción cada vez podrán tener capacidad de desarrollar tareas más complejas gracias al desarrollo de exoesqueletos o robótica portátil, que permite crear exoesqueletos para mejorar la movilidad de las personas y evitar lesiones, hasta brazos robóticos, para un mayor desarrollo de la mano de obra humana que en nuestra industria nunca podrá ser reemplazada al 100%, a lo cual debemos pensar que nuestro personal en sitio esté listo para integrarse en procesos robotizados compartiendo el esfuerzo físico con máquinas que faciliten su trabajo
Ahora bien, para hablar de impresión 3D también tenemos que considerar que en los últimos años esta tecnología incipiente llegó para quedarse y hoy podemos ver como cada vez está más presente más allá del plástico, así que hablar de impresión en metal o concreto, la impresión de artículos claves de larga duración, puertas, muros, accesorios y acabados, cada vez permitirá personalizar las construcciones así como reducir la cadena de suministros dando posibilidades al constructor de fabricar en sitio muchos de los materiales que estábamos acostumbrados a adquirir en tienda o ordenar en un plazo de tiempo.
Tomando en cuenta estas ventajas de la impresión 3D no podemos dejar por fuera lo que a geometrías mejoradas digitalmente se refiere ya que esto permite a los diseñadores potencializar el diseño de geometrías en proyectos y que gracias a la impresión 3D esta permite crear componentes de alta complejidad y alto rendimiento, debido a la automatización del diseño que cada vez permite construir componentes o edificaciones más eficientes y rentables.
Luego de hablar de los beneficios en la inclusión de nuevas tecnologías, procesos o metodologías en nuestra industria es importante mencionar los valores que la inclusión de estos tres elementos de transformación digital han logrado impactar en otros sectores o industrias por lo cual vale mencionar algunos aspectos para no tener miedo al cambio y empezar a familiarizarnos e implementar estos temas en nuestra industria.
Lo digital transfiere un valor económico desproporcionado a los clientes mejorando su ROI.
Las barreras entre las industrias se están rompiendo y cada vez tenemos más relación con la manufactura y la producción de herramientas digitales para los procesos de construcción.
La industria busca más actores especializados que empresas que monopolizan el sector.
El trabajo colaborativo es clave para las dinámicas de diseño, construcción y operación, por lo cual es importante concentrarse en el cambio y en cómo están cambiando las ofertas y las demandas de nuestra industria para trabajar de una forma más integral.
Las compensaciones tradicionales son obsoletas ya que los costos de transacción se reducen a cero y la transparencia aumenta en la ejecución de las actividades.
La estrategia y la ejecución (especialmente la cultura) deben ser co-creadas.
No se puede elegir entre transformar el núcleo o innovar nuevos modelos de negocio, se necesitan ambas cosas.
Las transformaciones digitales también deben tener que ver con la excelencia operativa y requerirán transformaciones culturales y técnicas simultáneas.
Viendo esto, es importante entender que para hablar de innovación e implementación de tecnología hay algunos habilitadores que harán que lo digital sea exitoso en la ejecución de un proyecto de construcción y hay que tomarlos en cuenta como son:
Base de datos sólida
Todos los participantes del proyecto deben trabajar con una red troncal de datos compartidos en un sistema.
Incluso el diseño conceptual inicial debe realizarse en al menos un 3D BIM nivel 1, de lo contrario, la cantidad de reprocesos posterior será prohibitiva.
Los datos deberán estar disponibles para todos los participantes del proyecto, con el acuerdo de todos y con total transparencia.
Creación de capacidades básicas
Invertir en la capacitación del personal, ya que los roles tradicionales de gestión de proyectos cambiarán a digitales.
Contratar nuevos talentos e integrarse con el equipo central para desarrollar una unidad digital, con un balance entre experiencia técnica y juventud con conocimientos digitales amplios.
Estrategias de contratos de apoyo
La participación digital debe ser parte de los contratos de licitación para todos los participantes del proyecto.
El proyecto digital emula una configuración de IPD (Integrated Project Delivery), esto debe aprovecharse en los contratos para evitar el surgimiento de una cultura de reclamaciones.
Si bien no existe una “solución única” para implementar o mitigar los riesgos asociados con el uso de nuevas dinámicas digitales, es importante que el uso de una tecnología o metodología relacionada a productividad tan potente como las que he mencionado se realice de manera responsable; por ello, una integración progresiva es lo más recomendable.
Por lo que está claro que el mejor modelo será el que consiga un equilibrio entre una implementación adecuada de la tecnología y las cualidades humanas.