Flota de drones “constructores”: Una nueva manera de construir con hormigón impreso 3D

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El trabajo en conjunto entre el Departamento de Aeronáutica del Imperial College de Londres y el Laboratorio Federal Suizo de Ciencia y Tecnología de Materiales (Empa) generó un nuevo sistema constructivo completamente automatizado en el que drones fabricarán y evaluarán los elementos producidos en tiempo real, minimizando riesgos y incrementando productividad.

Es innegable que la construcción con hormigón impreso 3D se encuentra en un momento crucial en cuanto a su desarrollo. Desde aplicaciones de laboratorio a usos industriales, la tecnología va en franco ascenso y son cada vez más las innovaciones que pueden hallarse en el campo: desde fabricación de mallas que pueden utilizarse como moldaje a usar robots in-situ para la construcción de represas, por mencionar algunas.

Asimismo, estas tecnologías podrían -según estudios- mejorar en aspectos de sostenibilidad y productividad de las obras, por lo que su uso para proyectos de diversa índole ya sea habitacional, infraestructura o de otro tipo, garantizaría obras más verdes y en menor tiempo.

Siguiendo esa línea, un reciente trabajo colaborativo entre el Imperial College de Londres y el Empa (Laboratorio Federal Suizo de Ciencia y Tecnología de Materiales), juntó a la construcción con impresión 3D (incluyendo al hormigón impreso 3D) con robots voladores automatizados o drones, abriendo un nuevo campo de desarrollo para el sector.

“Ejambre” de drones para la construcción

En este nuevo desarrollo, los drones son los encargados de realizar las labores de construcción ya que estarán equipados con equipos de impresión 3D, lo que les permitirá fabricar los elementos in-situ. El sistema, denominado como Aerial-AM (Aerial Additive Manufacturing) estará formado por dos tipos de drones: los que construyen y otros que revisan la calidad del elemento fabricado.

Mirko Kovac, académico del Departamento de Aeronáutica del Imperial College, director del Centro de Robótica para Tecnología y Materiales del Empa y líder del proyecto, detalló que “logramos probar que los drones pueden trabajar de forma autónoma y en tándem para construir y reparar edificaciones, al menos así se demostró en el laboratorio”.

Foto: Los “BuilDrones” (derecha) van construyendo con el material impreso 3D, mientras que los “ScanDrones (izquierda) verifican el proceso. Crédito: Gentileza Imperial College de Londres

¿Cómo funciona el sistema Aerial-AM? El académico comentó que se inspiraron en los métodos constructivos que pueden hallarse en la naturaleza, en insectos como las abejas y las avispas. De esta manera, los drones se programan para trabajar de manera colectiva desde un boceto simple, adaptando sus técnicas a medida que van ejecutando la obra.

Si bien la flota de drones -tanto los constructores como los de control de calidad- es completamente autónoma, existe un monitoreo humano que revisará el progreso de la obra e intervendrá de ser necesario, basado en la información que entreguen los mismos drones.

Ensayos prometedores

Como se mencionó antes, la flota que conforma al sistema Aerial-AM consiste en dos tipos de drones: los “BuilDrones”, que son los que depositan los materiales constructivos durante su vuelo, y los “ScanDrones”, encargados del control de calidad y de medir de forma continua lo realizado por los “BuilDrones” e informar sus próximos pasos constructivos.

Para testear esta nueva metodología, los investigadores desarrollaron cuatro mezclas cementicias hechas a la medida para los drones. Luego, estos comenzaron la construcción y consiguieron la geometría deseada en tiempo real, adaptando su comportamiento para cumplir con las especificaciones de construcción, todo con una manufactura precisa (5 mm).

Foto: Una de las posibles aplicaciones de este sistema es el construir elementos estructurales en lugares de acceso complejo. Crédito: Gentileza Imperial College de Londres

Dentro de los elementos que se fabricaron en el ensayo, se incluyen un cilindro de 2,5 metros de alto, para el que se utilizaron 72 capas de material tipo espuma de poliuretano y, en el caso de construcción con hormigón impreso 3D, un cilindro de 18 centímetros, en el que se imprimieron 28 capas del mortero cementicio.

De acuerdo con el equipo liderado por el profesor Kovac -quien destacó la escalabilidad del proyecto- este nuevo sistema constructivo ofrece grandes posibilidades tanto para la construcción como reparación de estructuras, además de minimizar riesgos en las obras.

Revisen más sobre este nuevo desarrollo en el siguiente video

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