El futuro de la maquinaria de construcción es autónomo, cognitivo y verde

La maquinaria de construcción vive un momento de transformación fascinante como no ha vivido, seguramente, desde tiempos pretéritos cuando el descubrimiento de la máquina de vapor, el desarrollo de los motores de combustibles fósiles o el conocimiento avanzado de la mecánica, hidráulica y neumática cambiaron de forma sustancial la capacidad productiva de los equipos que estaban en las obras.

El  nuevo vector de cambio para el siglo XXI es el dato, y con él la maquinaria de construcción se adentra en unos años de metamorfosis excitada por una evolución tecnológica vertiginosa durante la última década y un sector que, por fin, ha asimilado que es necesario adecuar a los nuevos tiempos sus formas de hacer.

Construcción 4.0: Una construcción industrial y digital

Este nuevo paradigma es denominado como ‘Construcción 4.0’ y consta de dos pilares fundamentales: la industrialización de los procesos constructivos y la digitalización de la obra. En este nuevo contexto, la maquinaria de construcción va a tener un papel central como principal capacidad productiva de un sitio de construcción.

Con este enfoque industrial y digital, hay dos evoluciones naturales para la maquinaria que se condensan en (1) una mayor automatización de los procesos constructivos a través de dotar de autonomía a la maquinaria y (2) el desarrollo de unas capacidades cognitivas con el fin de que la máquina pueda interactuar con el entorno constructivo que, por sí solo, se ha convertido en un espacio colaborativo con una única fuente de la verdad, compartida y en tiempo real, permitiendo que los diferentes participantes en una obra puedan trabajar de forma coordinada, eficiente y segura.

La descarbonización de las obras

Existe una tercera forma de evolución natural para la maquinaria, exógena a este sector pero común a todos los sectores industriales, que tiene que ver con la intensa y creciente concienciación social por el uso eficiente de los recursos naturales. No está muy lejano el día que las obras se conviertan en espacios con “cero emisiones” y donde la (reducción) huella de carbono sea un atributo muy considerado sino imprescindible. En esta tendencia imparable, la maquinaria deberá adaptarse a esos requisitos medioambientales hasta no hace mucho tan poco considerados.

Por tanto, la descarbonización de las obras se ha convertido en otro precepto por el que la maquinaria de construcción está obligada a evolucionar. Y en este mandato hay tres cuestiones capitales desde el punto de vista tecnológico: (1) la electrificación de los sistemas que integran las máquinas, (2) la reducción de los consumos y (3) el uso de fuentes de energía verdes.

Por tanto, el futuro de la maquinaria es autónomo, cognitivo y verde. Y ya hay iniciativas potentes, como el «Electric Site Research Project» de Volvo y Skanska,  desarrollando tecnología con esta triple visión.

Evolución tecnológica de máquina actual vs. nuevo concepto de máquina

Surge también un dilema que enfrenta dos visiones diferentes sobre cuál va a ser la evolución conceptual de la maquinaria. Si irá hacia un desarrollo tecnológico potente de los equipos actuales, convirtiéndoles en equipos más productivos, más eficiente y más seguros o, por el contrario, se abrirán paso nuevos conceptos de maquinaria que cuestionen o mejoren sustancialmente los procesos constructivos actuales.

Esta disyuntiva se visualiza perfectamente con la irrupción de la fabricación aditiva aplicada para la construcción. ¿Conseguirán las impresoras de hormigón arrinconar a los procesos de encofrado por mucho que mejoren éstos últimos?  O por el contrario, ¿Se seguirán desarrollando nuevos moldes de materiales más ligeros y eficientes que mejoren los actuales? Seguramente la respuesta no pueda ser categórica pero sí ha de hacernos reflexionar sobre qué procesos constructivos van a sobrevivir y, por tanto, qué maquinaria dejará de tener sentido por mucho que se la tecnifique.

Nuevos modelos de negocio. ‘MachineSharing’

Al igual que ocurre en otros sectores que se están ‘uberizando’, la tecnología va a permitir repensar los modelos de negocio para los fabricantes de maquinaria de construcción. A este respecto, ya es posible tener información veraz y confiable, en tiempo real y casi desde cualquier punto del mundo, del uso que se le está dando a una máquina. Esto abre un tremendo potencial para desarrollar nuevos modelos de negocio en lo que se denomina la “servitización” de la maquinaria. Poder establecer contratos con clientes o distribuidores más relacionados con el tipo o tiempo de uso que se le da a la máquina (pay per use, pay per productivity, …) que con el propio valor del bien. Así es como no tardarán en llegar conceptos ya presentes en el ámbito de la movilidad dirigidos a establecer el precio por un servicio más que por el coste de la propia máquina.

Dentro de este concepto de “servitización”, el mantenimiento de la máquina es otro océano azul donde desarrollar ideas en base a la gestión inteligente de los datos que genera la máquina y en ese ámbito hay mucha innovación tecnológica que desarrollar.

Tendencias tecnológicas para el futuro de la Maquinaria de Construcción

Existen tendencias tecnológicas trasversales a la industria que van a catalizar esta transformación necesaria para la maquinaria de construcción y que protagonizan ya innovaciones disruptivas en el sector de la construcción. Las más destacadas por su impacto y capacidad transformadora son las siguientes:

• Hidrógeno. Especialmente en los equipos voluminosos o para la maquinaria pesada, la tecnología basada en hidrógeno será una alternativa energética de mucho interés para el sector. Las grandes marcas ya trabajan en desarrollos con el fin de avanzar hacia la neutralidad climática. Su naturaleza silenciosa, de alta eficiencia energética, su fácil escalabilidad o su escaso mantenimiento convierten al hidrógeno en una opción realmente interesante para el sector de maquinaria de construcción.
• Gemelos Digitales y BIM. En un ecosistema constructivo plenamente digitalizado, la maquinaria podrá integrarse en él y aprovechar la información que dispone del entorno para, a través de tecnologías de tratamiento masivo de información, desarrollar servicios relacionados con su propia operativa o función. En este aspecto, el BIM es un estándar donde la maquinaria tiene que convivir mediante una relación bidireccional con el resto de objetos que integran esta metodología, pudiendo desarrollar diferentes algoritmos para mejorar las prestaciones de la maquinaria, como por ejemplo, en el mantenimiento de la misma o la coordinación con otras máquinas dentro de la cadena de producción de una obra.
• 5G. La quinta generación de tecnologías de telefonía móvil va a facilitar de forma crucial la digitalización de la construcción y la implementación en la maquinaria de construcción de tecnologías como la Robótica, el Big Data o la Inteligencia Artificial. Su gran ancho de banda permite enviar material multimedia con un alto grado de detalle, una latencia ínfima que abre la puerta a poder teleoperar máquinas a miles de kilómetros además de unas condiciones favorables de coste, mantenimiento y consumo energético, sitúan al 5G como una de las grandes oportunidades para dotar de autonomía y capacidades cognitivas a las máquinas.
• Robótica. Nuevos robots o la robotización de la maquinaria actual reducirán la siniestralidad de las obras así como mejorarán sustancialmente la productividad de aquellas tareas tediosas, repetitivas o peligrosas para los operarios. Especialmente interesante será la colaboración segura entre robots y operarios para lo que aún falta resolver cuestiones relacionadas con la seguridad.
• Inteligencia Artificial. En un entorno digital y conectado, la Inteligencia Artificial gozará del escenario ideal para desarrollar todo su potencial. Así es como paulatinamente las máquinas imitarán las funciones cognitivas que desde siempre han estado asociadas a las mentes humanas, como por ejemplo: «percibir», «razonar», «aprender» y «resolver problemas», de modo que una máquina será capaz de diagnosticarse sus fallos y autorrepararse, de aprender de su operativa a fin de hacerla cada vez más eficiente o de identificar su entorno para tomar decisiones de forma autónoma, por ejemplo, en cuestiones relacionadas con la seguridad de la obra.
• Impresión 3D. La fabricación aditiva con materiales de base cerámica o cemento es ya una realidad que va a afectar a la propia naturaleza de todos los equipos que interaccionan con el hormigón en una obra. A medida que vayan mejorando las prestaciones estructurales y los acabados de este proceso constructivo que imita a la impresión tradicional, muchas de las máquinas que hoy en día copan las obras (bombas, vibradores, fratasadoras, hormigoneras…) corren el riesgo de ser arrinconadas si no consiguen adaptar su operativa a este nuevo proceso constructivo.
• Blockchain. En aquellos procesos, constructivos o de negocio, en los que sea necesario, o merezca la pena, generar confianza entre las partes implicadas, el blockchain será una tecnología a tener muy en cuenta. Para la maquinaria tendrá impacto directo en aquellos desarrollos relacionados con (1) la trazabilidad y el aseguramiento de la calidad en una cadena de suministro, por ejemplo, en todas las maquinas que intervienen en el suministro del hormigón en una obra, (2) el registro del uso de un equipo para el tratamiento de las garantías de la máquina en caso de mal uso o accidente, (3) los nuevos modelos de negocio que necesiten generar confianza entre los participantes del mismo, y (4) el aseguramiento del uso o productividad de  una máquina en el caso de tener que demostrar ante un tercero los rendimientos o capacidad productiva de la máquina.

Construyes! 2020

Muchas de las cuestiones comentadas en este artículo fueron debatidas hace un par de semanas en la III edición de construyes!, el evento de referencia en innovación tecnológica aplicada a la Maquinaria para la Construcción y Minería.

En esta ocasión, y debido al contexto de pandemia provocado por la covid-19, construyes! 2020 se realizó a través de streaming y ya están disponibles en su sitio web todas las ponencias que tuvieron lugar.