Construcción, Industrial
7 enero, 2021
Instalación de fachadas mediante sistemas robóticos

La construcción es un sector en el que la mayoría de los procesos relacionados con la ejecución de los edificios se realiza de forma manual con los problemas que esto conlleva en muchas ocasiones (pérdida de calidad en el elemento ejecutado, retrasos, problemas de seguridad, etc.) y en el que la robótica, la automatización y, por ende, la industrialización no ha tenido, de momento, un impacto considerable como sí ha pasado en otros sectores (como el de la automoción, industria, etc.).

Asimismo, y derivado de esta manualidad en los trabajos (en muchos casos peligrosos) es uno de los sectores que presenta mayores problemas de siniestralidad tanto a nivel nacional como europeo. En España, presenta el mayor número de accidentes con baja por cada 100,000 trabajadores afiliados: un número total de 7.739 en 2018 con 2.000 más que el siguiente sector en el ranking.

En el caso concreto de la instalación de sistemas de fachadas existe, además, una mayor problemática al tratarse de trabajos en altura que generan situaciones de mayor riesgo para los trabajadores. Adicionalmente es necesario reseñar, en el caso específico de las fachadas, la escasa automatización del paso final de instalación de este tipo de sistemas (a diferencia de la forma en la que se fabrican), lo que en muchos casos genera problemas relacionados con la calidad de ejecución (humedades, filtraciones de aire, etc.).

Es por ello por lo que, desde diferentes ámbitos, se está planteando la posibilidad de solventar este tipo de problemas introduciendo sistemas que mejoren este último paso automatizando, en la medida de lo posible, los trabajos relacionados con la instalación en el edificio de estos módulos de fachada. De esta manera se contribuye a una mayor industrialización del sector de la construcción con el objetivo final de construir los edificios de la misma manera en la que se fabrica un vehículo, esto es, en un ambiente altamente industrializado y controlado. Un ejemplo de los trabajos que se están realizando con vistas a conseguir este objetivo de alta industrialización-automatización se puede encontrar en el proyecto Hephaestus “Highly automatEd PHysical Achievements and PerformancES using cable roboTs Unique Systems” financiado por el programa de investigación Horizon 2020 de la Comisión Europea y liderado por Tecnalia.

En el proyecto Hephaestus se propone una forma automatizada para instalar fachadas, proporcionando al final una solución completa, no solo altamente industrializada en producción (los sistemas de fachada utilizados son sistemas modulares que se montan íntegramente en fábrica), sino también, en su instalación y mantenimiento. El proyecto Hephaestus también tiene como objetivo introducir la robótica en el mundo de la construcción para incrementar la calidad de los productos finales, aumentar la rapidez de instalación y reducir los riesgos asociados a la instalación de este tipo de sistemas. Con ello se pretende potenciar y fortalecer el sector de la construcción en Europa y posicionar la industria robótica europea en este sector como un actor importante en los nuevos procesos de digitalización y automatización.

El proyecto se basa en la utilización de un robot de cables (fotografías 1 y 2) para el desplazamiento a lo largo de la fachada y dos sistemas de manipulación o “end-effectors”. El primero (fotografías 4 y 5) realiza las tareas de colocación de los anclajes que necesitan el módulo de fachada (perforación de los huecos en los forjados, colocación del anclaje en su posición final y atornillado del mismo al forjado). El segundo recoge y mueve el muro cortina hasta llevarlo a su posición final (fotografías 3 y 6). El sistema cuenta con un control avanzado de todo el proceso, así como su conexión con un modelo BIM (Building Information Modeling) del edificio. El robot desarrollado podrá ser utilizado, con ligeras modificaciones, para realizar el mantenimiento y limpieza de este tipo de fachadas una vez finalizada la instalación sustituyendo las tareas que hacen en la actualidad las grúas tipo “góndola”.

En el proyecto colaboran empresas de diferentes sectores y países: TECNALIA (España): Coordinador del proyecto y a cargo de los trabajos de desarrollo del robot de cables y relacionados con los sistemas constructivos de envolvente; la Universidad de Munich (Alemania) encargada del desarrollo e implementación de los end-effectors; el centro Fraunhofer-IPA (Alemania) y el CNRS-LIRMM (Francia): a cargo del sistema de cálculo y posicionamiento del robot; CEMVISA VICINAY (España): encargado de la fabricación de los motores que mueven el sistema y comercializador futuro de la solución; NLINK AS (Noruega): encargados del desarrollo junto con la Universidad de Munich del end-effector que instala los anclajes; FOCCHI SPA (Italia): a cargo del desarrollo del sistema modular de muro cortina que se ha empleado en el proyecto; ACCIONA Construcción (España): usuario final del sistema y validador del mismo; R2M SOLUTION LTD (Reino Unido): a cargo de las tareas relacionadas con la diseminación y explotación del proyecto.

El proyecto, cuya investigación no ha terminado todavía (lo hará en diciembre del 2020), cuenta ya con resultados en forma de prototipos. Dos demostradores: uno en las instalaciones de Tecnalia en Derio (Bizkaia) (fotografía 1) y el demostrador final en las instalaciones de Acciona Construcción en Noblejas (Toledo) (fotografía 2). En estos demostradores se están realizando las pruebas finales de uso del sistema en condiciones reales para verificar su funcionamiento en un edificio con estructura de hormigón y comprobar la forma en la que se instalan los diferentes paneles en la estructura del edificio y validar que todos los sistemas funcionan correctamente.

El desarrollo del proyecto Hephaestus ha permitido comprobar que es factible utilizar sistemas automatizados para la instalación de fachadas mejorando la seguridad y aumentando la calidad final de los mismos, así como reduciendo los tiempos necesarios de instalación. El proyecto es un primer avance en esta dirección que permitirá que, en los próximos años, este tipo de soluciones puedan empezar a ser utilizadas por el sector de la construcción para aumentar su eficiencia y seguridad.

Más información en la web del proyecto y en el siguiente vídeo en el que se puede ver un resumen de los componentes con los que cuenta el sistema y su funcionamiento en las instalaciones de Tecnalia en Derio (Bizkaia).

Julen Astudillo Larraz

Responsable de Envolventes Activas y Adaptativas en Tecnalia