Inteligencia artificial aplicada a la construcción 4.0

La inteligencia artificial (IA) se basa en la capacidad de una máquina para analizar una acción, sacar conclusiones y actuar en función de las mismas. La tecnología de la IA se basa, a la vez, en enormes bases de datos, el Big Data, y en la movilización de la potencia de cálculo de las computadoras. Estas definen algoritmos, que se basan en el hecho de destacar recurrencias significativas e integrar métodos de aprendizaje.

La inteligencia artificial se ha convertido en una realidad que no se puede ignorar. De muchas maneras, ya estamos utilizando desde el feed de noticias que leemos en nuestros teléfonos inteligentes hasta el software que nos permite comprar en línea de forma segura. Ya no vemos a la inteligencia artificial como un concepto extraño que se resigna a nuestra imaginación, sino como algo que estamos experimentando y beneficiándonos de cada día.

Las ventajas de la inteligencia artificial son ilimitadas y permean no sólo en nuestra vida cotidiana, sino en todas las industrias. Para la industria de la construcción. Los primeros adoptantes ya están utilizando la tecnología para aumentar la eficiencia, seguridad y calidad de los proyectos de construcción.

La industria de la construcción se encuentra en una fase de transformación digital, su principal reto es incrementar su productividad mediante la mejora de sus procesos mediante herramientas digitales. The Boston Consulting Group, estima que para 2025, la digitalización a gran escala generará un ahorro entre un 13% y un 21% en las fases de diseño y construcción, y entre un 10 % y un 17 % en la fase de operación.

La inteligencia artificial convierte años de datos recopilados sobre gestión de proyectos en información útil con predicciones, que permiten a las constructoras ajustar sus costos a fin de ser más competitivas. La inteligencia artificial es ya una realidad en la optimización de procesos del sector de la construcción. A continuación, realizamos la descripción de algunos de ellos:

• Previsión de sobrecostos en proyectos: Las redes neuronales permiten utilizar datos de proyectos anteriores, a fin de establecer modelos predictivos en futuros proyectos, mediante el análisis de los diferentes procesos de la construcción y el establecimiento de hitos claves.
• Optimizar el diseño de edificios: BIM es un modelo único que integra los diferentes planos del edificio, incluyendo la información estructural, arquitectónica y de instalaciones. Los diferentes agentes implicados en la construcción del edificio, deben volcar toda su información a este modelo único, a fin de mediante la utilización de algoritmos de aprendizaje automático, poder predecir posibles conflictos, minimizar sus efectos y generar alternativas válidas.
• Mitigación de accidentes: La construcción es el sector económico que mayor tasa de accidentabilidad presenta. La inteligencia artificial se está utilizando para realizar una monitorización y evaluación continua del espacio de construcción, y así evitar y mitigar los posibles riesgos.
• Planificación de proyectos: Mediante el uso de robots y sistemas de monitorización de planta, es posible analizar la evolución de una obra. Utilizando diferentes técnicas de inteligencia artificial, como el aprendizaje por refuerzo, se pueden establecer diferentes planes de ejecución de un proyecto y seleccionar aquellos escenarios de ejecución más óptimos, tanto por tiempo, costo o nivel de seguridad.
• Control de mano de obra: Las empresas de construcción están también utilizando el aprendizaje automático para planificar mejor la distribución de mano de obra y maquinaria en los puestos de trabajo. Un robot evalúa constantemente el progreso del trabajo y la ubicación de cada uno de los operarios y equipos. Con esta información, una red neuronal decide cual es el lugar óptimo de cada trabajador en cada una de las fases de la construcción.

Como aplicar la inteligencia artificial en la construcción:

• Aprendizaje reforzado

Los algoritmos se pueden usar para realizar estudios de prueba y error sin riesgos. Esto ayuda a encontrar la mejor forma de ejecutar una acción. Esto es ideal para tareas de planificación y programación.

• Pronóstico y gestión del riesgo

Con la Inteligencia Artificial, se pueden realizar pruebas sobre la viabilidad de las soluciones y la eficacia de los materiales. Por ejemplo, Autodesk ha lanzado BIM 360 Project IQ, un software que utiliza datos conectados y aprendizaje automático para pronosticar y priorizar problemas de alto riesgo y proporcionar una idea de los principales desafíos que enfrentan los gerentes de construcción.

• Prefabricación

La inteligencia artificial puede mejorar la coordinación de la cadena de suministro, controlar sus costos y el flujo de dinero.

• Machine Learning

Un ejemplo de esto es el uso de brazos robóticos, que aprenden de las simulaciones para poder prefabricar material o realizar tareas de mantenimiento de forma efectiva. La industria AEC está utilizando el aprendizaje automático para el diseño generativo, con el fin de identificar y evitar choques entre los diversos modelos creados por los equipos en la fase de planificación y diseño.

• Reconocimiento de imagen

Cuando la Inteligencia Artificial se aplica con drones e imágenes en 3D, los ingenieros pueden comparar lo que se está desarrollando (e incluso el producto final) con los planos y diseños iniciales. También es posible identificar riesgos de seguridad en los sitios del proyecto.

Cambios que realizara la inteligencia artificial en la industria de la construcción

Entre los nuevos medios tecnológicos que están a disposición de la industria, se podrían destacar los siguientes.

• Robótica colaborativa

Robots y humanos trabajando conjuntamente en un proceso determinado. Estos robots son capaces de ser programados por una persona sin necesidad de tener conocimientos de programación.

• IoT (internet de las cosas)

Conectar objetos corrientes a internet para poder monitorearlos y controlarlos de forma remota a través de otros dispositivos que estén conectados a internet. Hoy existe una compañía estadounidense que integra en los chalecos de obras tecnología capaz de evitar accidentes.

IIoT (Internet Industrial de las Cosas)

Uso del IoT en las fábricas de producción. Muchos de los fabricantes de materiales pueden mejorar la precisión de sus procesos utilizando estas herramientas como ya están haciendo otros sectores.

Cloud computing

Conectarnos, desde nuestros dispositivos, a servidores que se encuentran en internet, que usamos para almacenar información y realizar tareas de forma remota. Las tecnologías BIM son el mejor ejemplo de la practicidad en nuestro sector de esta fórmula.

• Impresión 3D

Consiste en crear objetos, maquetas o modelos volumétricos a partir de diseños 3D mediante un dispositivo específico que utiliza la adición de capas de plástico o derivados. Son conocidos algunos casos de éxito en España (como el de un puente). Pero sobre todo la capacidad de dar forma a volumetrías difícilmente construibles hasta la fecha.

• Redes neuronales artificiales

Sistemas de procesamiento de la información que consisten en un gran número de elementos simples de procesamiento que están organizados en capas. Cada neurona está conectada con otras neuronas mediante enlaces de comunicación, y pueden aprender a llevar a cabo diferentes tareas. En un futuro no muy lejano la optimización de los materiales de una estructura o de una fachada las realizará muy probablemente un algoritmo basado en estas redes.

Fuentes:

• apliqa (2017). Inteligencia artificial en la industria de la construcción (4.0), ¿qué cambiará? Recuperado el día sábado 14 de noviembre del 2020 de https://apliqa.es/inteligencia-artificial-construccion/
• Olaizola. J. (2019). Cómo la inteligencia artificial está irrumpiendo en el sector construcción Recuperado el día sábado 14 de noviembre del 2020 de https://ctecinnovacion.cl/como-la-inteligencia-artificial-esta-irrumpiendo-en-el-sector-construccion/
• Zigurat (2018). Inteligencia Artificial en la construcción Recuperado el día sábado 14 de noviembre del 2020 de https://www.e-zigurat.com/blog/es/inteligencia-artificial-en-la-construccion/

Por: Patricia Alejandra Vitorino Bravo