CURSOS - LIBRERÍA - Pdf DE LA CONSTRUCCIÓN, URBANISMO E INMOBILIARIO.

PARTE  PRIMERA

Automatización en la construcción.

Robótica en la construcción.

Robótica en infraestructuras.

Robótica en la edificación.

Tipología de robots en la construcción y edificación.

• 120 páginas. No imprimible.

La construcción cuenta con un nivel relativamente bajo de automatización comparado con otros de similar importancia, como puede ser el automóvil. 

La construcción ha sido una de esas industrias que requieren mucha mano de obra y que aún no se han beneficiado del auge de la robótica. 

Parte del reto de adoptar la robótica se debe al carácter no estructurado y a menudo impredecible de las obras de construcción, en contraposición con las líneas de producción de fabricación, que son más estructuradas. 

En su informe, "Robótica de construcción y demolición", Tractica afirma que cada vez más empresas de construcción han recurrido a la industria de la robótica para resolver la escasez de mano de obra cualificada, mejorar la velocidad y la eficiencia, aumentar la seguridad en la obra y obtener mejores ganancias. 

Los robots de construcción prometen cambiar la forma en que la industria crea viviendas, edificios e infraestructura. 

Todavía estamos en las primeras etapas. En este momento, a estos robots se les está encargando la demolición, la albañilería, la perforación, la impresión en 3D e incluso soldar barras de refuerzo. También estamos empezando a ver algunos exoesqueletos y robots para ayudar a levantar cargas pesadas.

Y a medida que el mercado de los robots de construcción se expanda, veremos más medianas empresas de construcción que optan por esta tecnología. 

Esto obedece a que la robótica de la construcción se integra completamente con los sistemas de automatización de edificios y modelado de información de edificios (BIM). 

Las medianas y grandes empresas de la construcción están comenzando a utilizar estos robots para resolver problemas relacionados con la escasez de mano de obra cualificada, la seguridad, la velocidad, la precisión y la integración con la automatización de edificios y el modelado de información de edificios (BIM).

El sector de la construcción ha comenzado a adoptar la automatización y la robótica, como el acondicionamiento de soluciones autónomas en carretillas y excavadoras tradicionales. Esto puede aumentar tanto la productividad como la seguridad del entorno de trabajo.

Existen ventajas obvias al incorporar tecnologías de automatización a la construcción, entre las que se incluyen una calidad del producto uniforme, la precisión, la rapidez y la seguridad. 

Los drones, las excavadoras robóticas y las impresoras en 3D pueden integrarse bien en las obras de construcción del futuro. 

Además de la robótica, las empresas de construcción también están empezando a utilizar drones aéreos y software de inteligencia artificial en las obras como una forma de mejorar el análisis y la eficiencia operativa.

Además de mejorar la seguridad del trabajador, un mayor grado de automatización podría solventar los problemas de escasez de trabajadores de obra cualificados. La robótica colaborativa podría permitir que los profesionales de la construcción trabajaran junto a robots, tanto en las fábricas como en las obras de construcción, con el fin de aumentar la productividad y modernizar la construcción.

Un mayor uso de métodos de construcción modernos ha dado lugar a la posibilidad de fabricar de forma externa. Se trata de construir unidades o módulos en un entorno de fábrica controlado lejos de la obra para después transportarlos hasta el emplazamiento y realizar allí el montaje final.

Los robots móviles son los más indicados para el ámbito de la construcción dada su naturaleza, ya que son capaces de adaptarse a un entorno en constante cambio. Esta tecnología ya se ha introducido con drones para obtener una visión aérea del constante cambio en las obras de construcción, además de aportarles la tecnología necesaria a las excavadoras robóticas para que puedan explorar. 

La velocidad y dirección de la pavimentación moderna utiliza equipos regulados por un sistema de control. Ya se están empleando pavimentadores de carreteras y asfalto semiautónomos. No obstante, el proceso sigue requiriendo gran cantidad de mano de obra humana, dado que el robot solo es capaz de realizar una única función. Un robot completamente autónomo mejoraría el proceso.

En los próximos años la robótica se habrá integrado completamente en el sector de la construcción. Es imprescindible anticiparse a esta revolución tecnológica.

Automatización en la construcción.

1. Automatización en la construcción.
 
a. Del proyecto a la obra.
b. Más productividad y más seguridad en la obra.
• Productividad
• Mano de obra
• Seguridad
• Calidad


2. Ventajas de la automatización y robótica en la construcción.

• Una Industria de la construcción más segura
• Realización de tareas repetitivas y tediosas
• Mejora de la calidad
• Ahorro energético
• Sostenibilidad
• Tecnologías de productos y servicios orientadas al cliente.
• Competitividad del sector de la construcción.
• Menor dependencia de mano de obra no cualificada.


3. Situación internacional de la automatización y robótica en la construcción.

a. Organismos internacionales de investigación de automatización y robótica en la construcción.
b. Japón líder en automatización y robótica en la construcción.

4. Desarrollo actual de la automatización en la construcción.

a. Automatización en las infraestructuras (maquinaria de obra pública).

b. La automatización de la edificación industrializada: ensamblaje automático de módulos edificatorios prefabricados.

1. Falta de profesionales cualificados para la construcción.
2. La baja productividad de la mano de obra en construcción.
3. Colaboración entre la industria de la construcción y los fabricantes de robots.

1. Implementar robots y automatización es un ahorro de costes operativos.
2. Los cobots, o robots colaborativos. El mejor ayudante del trabajador de la construcción.
3. Exoesqueletos de trabajo.
4. Mejora de la eficiencia en tareas repetibles.
5. Acabado de obra fácilmente modificable.
6. Logística y gestión: el supervisor ya es un sistema de inteligencia artificial.

TALLER DE TRABAJO
La robótica y sus aplicaciones básicas.

TALLER DE TRABAJO
Robótica. Operadores para su movilidad y arquitectura básica de un robot.

1. ¿Qué es un robot industrial? 
2. Clases de robots industriales. 
• a. Robot industrial 
• b. Robots de servicio y teledirigidos 
3. Partes de un robot. 

a. Estructura mecánica 
b. Transmisiones y reductores. 
c. Articulaciones y accionamiento directo. Actuadores y motores. 
4. Funcionamiento de motores en la robótica. 
5. Sensores en la robótica. Ventajas e inconvenientes de los captadores. 
a. Sensores internos 
b. Sensores de posición 
c. Sensores de velocidad 
d. Sensores de presencia 
e. Elementos terminales 

6. Programación de robots 
7. Arquitectura de control hardware y software. Célula robotizada. 
8. Seguridad en el manejo de robots. 
9. Modelos industriales de robots relacionados con la construcción.

a. Robots para usos de metales a altas temperaturas. 
b. Robots de soldadura 
c. Robots pintores. 
d. Robots para aplicación de adhesivos 
e. Robot de contacto directo con maquinaria peligrosa o contaminante. 
f. Robots de montajes de piezas. 
g. Robots de corte (oxicorte, plasma, láser) 
h. Robots de carga, montaje y paletización. 
i. Robots comparativos de productos o de control de calidad 
j. Robots teledirigidos. Brazos robotizados. 

10. Robots construidos especialmente para la construcción. 

TALLER DE TRABAJO 
Clases de robots industriales. 

TALLER DE TRABAJO
Robótica industrial. Robots industriales. Robótica en relación con la domótica.
 

• El controlador del robot
• Materiales y ensamble piezas. Los tipos de pinzas 
• Tipos de configuraciones 
• Volumen de Trabajo 
• Precisión de Movimientos 
• Sistemas de Impulsión (impulsión hidráulica, impulsión eléctrica e impulsión neumática)
• Objetivos de la robótica industrial (aumento de la productividad y mejora de la calidad)
• Tipos de Robots (robots inteligentes, robots de macro, robots manipuladores, robots de secuencia variable) 
• Aplicaciones de la Robótica Industrial 
• Robótica en relación con la domótica.
• ¿Qué es la domótica? Automatización y Control 


TALLER DE TRABAJO 
Programación de robots y control de robots por ordenador. 

TALLER DE TRABAJO
Ejemplos de la automatización en la construcción.

• Edificios autoconstruibles.
• Maquinas en superficie hormigonada

Robots pintores en fachadas. 

1. Inteligencia Artificial
2. Robótica e inteligencia artificial en el diseño, fabricación y utilización de máquinas automáticas programables.
3. La máquina inteligente a día de hoy autodiagnóstico y autorreparación

1. Maquinas y robots multifunción.
2. Ejemplos de multifuncionalidad en máquina herramienta.
3. La máquina no es importante, sino la pieza aplicada a la máquina.
4. La teleasistencia integrada a la máquina.
5. La máquina digitaliza el exterior (sensores) y lo envía a una pantalla de ordenador.
6. La máquina empieza a decidir (ej. frenados automáticos contra orden humanas).
7. Nuevos procedimientos que facilitarán la automatización de la construcción.

1. La lenta asimilación de nuevas tecnologías.
2. Las constructoras necesitan técnicos de automatización y robótica.
3. La competitividad en la construcción pasa por la automatización.

CHECK-LIST 

¿Qué es un robot de construcción?
¿Es posible automatizar el proceso de construcción?
¿Qué ahorro en tiempo y mano de obra ofrece la automatización y robotización de la construcción?
¿Cuáles son las áreas de I + D que requiere la automatización y robotización de la construcción?
¿Cuál es el modelo a seguir para la automatización de la construcción?
¿Cuándo será un hecho la automatización y robotización de la construcción?

• Robótica en la construcción.

1. Si bien todos los robots son máquinas, no todas las máquinas son robots.
2. Clases de robots de la construcción.

a. El brazo mecánico

• Aplicaciones: “corte por hilo caliente” para desarrollar complicadas formas de hormigón a doble curva.

b. Robot albañil. Robot de impresión de ladrillos en 3D y colocación de los mismos.
c. Robots ferrallistas.
d. Robots con cámaras y sensores de alta definición para explorar el interior de la obra.
e. Cobots. Robots asistentes del profesional de la construcción.
f. Robots transportadores de grandes cargas en la obra. Excavadoras, etc.

1. El pasado: en la obra se hace de todo, el robot sólo hacía 1 cosa. El futuro: robot multifuncional.
2. Ventaja nº 1: el robot no se accidenta, trabaja de noche y no se equivoca colocando ventanas.

1. La baja estructuración en el elevado número de tareas que se realizan en una  obra. 
2. Ventajas de la robotización en el sector de la construcción. 
3. Robots en Obra civil. 

a. Apisonadoras, niveladoras y asfaltadoras están controladas  con GPS, sensores de densidad y compactación 
b. Guía  automática de  la  tuneladora,  mediante  láser  y  giróscopos. 
c. En la construcción de puentes, robotizar el posicionamiento automático de segmentos y posicionamiento  vertical de los pilares. 
d. Robots teleoperados para que la excavación sea automática o asistida. 

4. Robots en la Edificación.

a. Grúas  robotizadas  para  el  transporte  y  ensamblado de pilares y vigas de estructura metálica, con robots de soldadura, de  reparto y compactación de cemento de los forjados. 
b. Robots para solado, colocación de ventanas, pintura de paredes y proyección de cemento. 

5. Robots para la Inspección  de  obras  civiles  y  edificios. 
6. Robots en la Demolición. 

1. ¿Cómo es la robótica avanzada en la construcción 4.0?

a. Garantizar la seguridad de las personas que comparten el lugar de trabajo con los robots.
b. Los robots contribuirán a reducir el esfuerzo relacionado con la realización de nuevas tareas en la construcción.

2. Estándares internacionales de automatización y robótica en la construcción.

ISO TC 184
ISO TC 299
ISO 10218-1:2011
Robots y dispositivos robóticos. Requisitos de seguridad para robots industriales.
Sistemas robot e integración
ISO TS 15066:2016
Robots y dispositivos robóticos. Robots colaborativos.

3. Estandarización para la Industria de la construcción 4.0. La cuarta revolución industrial.

1. Maquinaria automatizada no robotizada.
2. Robots de la construcción.
3. Telecontrol de maquinaria de obras públicas.

a. Control remoto.
b. Georeferenciadores.
c. Monitorización.
d. Autodiagnóstico y autoreparación.

1. En sensor interno del propio robot.
2. Sensores utilizados en la automatización del proceso constructivo.

a. Sensores de situación / localización.
b. Láser.
c. Sensores internos de la máquina de la construcción.
d. Sistemas de intercomunicación entre sensores y redes informáticas centralizadas. Control remoto.

3. El robot exterior de localización y de visión artificial.

a. Localizadores GPS.
b. Ultrasonidos en excavadoras.
c. Láser.
d. Reconocimiento. Sistemas de visionado artificial.
e. Sensores celulares para detectar estado de materiales manipulados (ej. sobrecalentamiento, condensación, etc.)

TALLER DE TRABAJO
Robótica móvil y sensores.

1. Los sistemas de posicionamiento y control de máquinas.

• Excavadoras: Sistema sistemas de referencia láser y sistemas gravitacionales (posición y aceleración de partes móviles)
• Tractores-motoniveladoras: láser, ultrasonidos y escáner 3D, y tecnologías GPS.
• Pavimentadoras y extendoras: estaciones totales.
• Compactadoras: Se utilizan GPS diferenciales o GPS cinemáticos.

2. Sistemas de control de nivel por geolocalización en tiempo real
3. Sistemas que regulan la posición de las palas de una niveladora de acuerdo a una consigna determinada.
4. Sistemas para que la máquina genere un perfil determinado.
5. Sistemas para asfaltado con un sensor de densidad de asfalto, basado en tecnología de las microondas y sistemas que valoran la compactación a la vez que registra posición (HAMM).
6. Sistema de monitorización continua de cargas y posición en una grúa de torre.

1. El objetivo de las tecnologías de automatización son la supervisión y el control.
2. Clases de sensores en la construcción.
3. Sistemas de control en la construcción.

• Robótica en infraestructuras.

1. La automatización en las infraestructuras.
2. Robótica en obra civil. Maquinaria pesada para infraestructuras.
3. Robótica en carreteras.
4. Robótica en túneles.
5. Robótica en puentes.
6. Robótica en excavación y movimiento de tierras.

ROBÓTICA EN TÚNELES. 

TALLER DE TRABAJO
Robótica en túneles. Tuneladoras.

TALLER DE TRABAJO
Robótica en túneles. Tuneladoras. Secuencias y planificación del proceso de perforación.

GUÍAS RELACIONADAS
 

INGENIERÍA GEOTÉCNICA Y MINERÍA.

INGENIERÍA DE INFRAESTRUCTURAS,  CARRETERAS, PUENTES, VIADUCTOS, TÚNELES Y PUERTOS.

ROBÓTICA DE INSPECCIÓN DE INFRAESTRUCTURAS. ROBOTS AÉREOS. 

TALLER DE TRABAJO
Robótica de inspección de infraestructuras. Robots aéreos.
1. Drones utilizados para realizar inspecciones de sitios y monitorear el inventario.
2. Inspección con drones de antiguas infraestructuras.

TALLER DE TRABAJO
Los robots DRONES en la construcción e infraestructuras. Vehículos aéreos no tripulados UAV para vigilancia en construcción e infraestructuras.

TALLER DE TRABAJO.
Ciudades autorreparables: impresión 3D + robótica: escaneo en 3D de la superficie de la carretera por un dron que reparará el daño del asfalto de manera autónoma con técnicas de fabricación.

TALLER DE TRABAJO
Fabricantes de robots de la construcción en obra pública e infraestructuras.
1. Movimiento de tierras
2. Excavación e instalación automática con sistema de muros pantalla
3. Grúas compactas automatizadas para la colocación de hormigón.
4. Robots especializados en la construcción de presas. Automatización en la construcción de diques, vaciados, etc.
5. Robots para el hormigón (transporte,  revestimiento en túneles, robots instaladores de módulos prefabricados de hormigón, proyectores de hormigón, revestimientos, etc.)
6. Robot tuneladora. Funcionamiento del sistema automático para la tuneladora.

a. Monitorización del túnel. Ventilación y automatización preliminar.
b. Escudos y tuneladoras automatizadas. Escudos robotizados integrados con control automático.

7. Robots de construcción de estructuras. Colocación automática de de refuerzos de acero.  Robots de soldadura de vigas de acero. Sistema Automatizado de construcción. Sistema Automatizado de hormigón armado
8. Robótica de acabados de construcción (comprobación de aislamiento en caso de incendios, conexiones en paredes, robots de alisado, robots pintores, robots de instalación de placas en fachadas, robots de aplicación en losa de hormigón acabado, robots guiados por láser guiada para comprobar fugas, detalles, etc.)
9. Robótica en prefabricados edificatorios. Automatizado de pre montaje y montaje de módulos edificatorios.
10. Robots de instalación de pavimentos. Automatización del asfaltado.
11. Robots para la automatización de excavación. Sistema neumático de control remoto.
12. Robots láser de medición, navegación y uso de Topografía en tiempo real.
13. Robots de inspección y vigilancia. Sistema de Monitoreo en túneles, inspección de tuberías con corrosión, inspección de azulejos, inspección de planta de energía.
14. Robots de mantenimiento, limpieza, pintura, transporte en obra y diversos.

TALLER DE TRABAJO
Robots para el hormigón. Proyectores de hormigón. Bomba - robot de proyección de hormigón para gunitado de túneles y taludes.

TALLER DE TRABAJO
Robot de rehabilitación de tuberías. Robots de fresado hidráulico y neumático.

TALLER DE TRABAJO
Robots de construcción de estructuras. Soluciones matemáticas a la problemática del ensamblaje de piezas estructurales (secuenciación y algoritmos).

• Robótica en la edificación.

1. Industrialización de la edificación. Módulos edificatorios prefabricados.
2. Robotización del proceso edificatorio en obra.
3. Robots a píe de obra: robots para ensamblar encofrados, pintores de fachadas, transporte en obra por carretillas, etc.

TALLER DE TRABAJO
Ejemplos de automatización y robótica en la construcción / edificación.
1. Transporte automatizado en obra de materiales.
2. Nivelado automatizado de mortero.
3. Proyección automatizada en enfoscado.
4. Colocación automatizada de fachadas ventiladas.
5. Colocación automatizada de muros de hormigón.
6. Colocación automatizada de tejas.
7. Colocación automatizada de muros de ladrillo.
8. Colocación automatizada de solados.
9. Instalación automatizada de cableados.

1. Edificación cristalera y cerámica.
2. Viviendas prefabricadas.
3. Robótica en la edificación. Sistema automatizado de edificación. Robots de ensamblaje edificatorio.
4. Robótica edificatoria, automatización y domótica.

TALLER DE TRABAJO
Robótica aplicada a demolición de obras.

TALLER DE TRABAJO
Robot de hidrodemolición de obras. 

TALLER DE TRABAJO
Construcción automática de fachadas con robot manipulador  de paneles y aplicador de pinturas y espuma de poliuretano proyectado.

TALLER DE TRABAJO
Robótica en la edificación con paneles prefabricados.

1. La robótica en paneles.
2. Robot de proyección. Poliuretano proyectado
3. Robot instalador paneles (Panel aislantes, Panel Sándwich, Muro cortina vidrio, Fachada ventilada cerámica, etc.)

TALLER DE TRABAJO
Casos reales. Ejemplos de edificación con robots.
1. Instalación de fachada de módulos prefabricados con la precisión de un brazo robótico.
Brazo robótico KUKA en montaje de fachada de mampostería no estándar. Montaje automatizado de 72 módulos de fachada.
2. Instalación de módulos prefabricados en altura mediante drones que colocan y pulverizan adhesivos.
3. Construcción mediante brazo robótico con herramienta de fresado y corte de piezas, además de sistema de atornillamiento automático.
4. Impresión 3D mediante brazo robótico que inyecta aglutinante.
5. Construcción mediante brazo robótico que teje fibra de carbono ultrarresistente.
6. Construcción de edificio por brazo robótico siguiendo los estándares de la confección textil.
7. Proyectos de construcción robótica de viviendas de la NASA.

CHECK-LIST 

Automatización de la construcción
1. Todo lo que debe tener un robot de la construcción (láser, GPS, etc.)
2. Valor añadido de la aplicación de la robótica a la construcción.
3. Procesos informáticos. Software de la construcción y edificación.
4. Procesos industriales de prefabricados edificatorios.

• Tipología de robots en la construcción y edificación.

1. Clases de robots soldadores.

a. Tipo de soldadura (eléctrica, gas, láser, etc.)
b. Soldadura de puntos y continua.

2. Robótica en el proceso de soldadura de estructuras metálicas.

TALLER DE TRABAJO 
¿Cuándo conviene automatizar el proceso de soldadura con robots? 

• Ventajas de calibrado y limpiador automático de torcha. 

TALLER DE TRABAJO 
Catálogo comercial de robots de corte y soldadura. 

• Potencia de robótica de soladura y control remoto del robot soldador. 

• Endurecimiento superficial por calentamiento 
• Endurecimiento superficial por deformación 
• Fusión superficial sin aporte de material (laser surface melting). 
• Fusión superficial con aporte de material (laser cladding, laser alloying). 

TALLER DE TRABAJO
Robots de soldadura por láser

1. Robot de proyección de hormigón.
2. Robot para la proyección de gunite, bombeo de morteros, autonivelantes y microhormigón.
3. Robot de demolición.
4. Robot para colocar paneles.
5. Robot cortador y soldador de piezas metálicas.
6. Robot en forjados, cubiertas y fachadas de hormigón.
7. Robot para pintar fachadas.
8. Robot en colocación de bloques prefabricados.
9. Robot escultor. El robot talla en piedra un modelo 3D
10. Robot en fábrica de encofrados.
11. Robot para paletización en fábrica de ladrillos.
12. Robot de manipulación en fábrica de tejas.
13. Robot de manipulación de material refractario en fábrica de chimeneas refractarias.
14. Robot de selección, manipulación y paletización de puertas y marcos de puertas.

TALLER DE TRABAJO
Robótica en taladros, cortes y mecanizados en la edificación.

TALLER DE TRABAJO
Robot para plegado de grandes chapas de acero.

TALLER DE TRABAJO
Robótica aplicada a pinzas instaladoras de montaje y desmontaje.

TALLER DE TRABAJO
Robótica en aplicación de pinturas y adhesivos.