¿Cómo influye en el sector?
ING. JUAN ALBERTO PONCE GALINDO
Es Ingeniero Civil con especialidad en Economía de la Construcción, cuenta con la Maestría en Alta Dirección (MBA) y las certificaciones en: Administración de la Construcción, Administración de Proyectos en base a la metodología PMI y Lean Construction. Cuenta también con una amplia experiencia en el sector académico y en el sector público en materia de infraestructura vial. Actualmente colabora en la empresa Soluciones Viales Sustentables.
En la actualidad se habla mucho de la industria 4.0 como un cambio en el estilo de vida y en la forma de hacer negocios; la cuarta revolución industrial involucra muchas tecnologías como la robótica, el Big Data, la nube (Cloud), el internet de las cosas (IoT), la manufactura aditiva, la realidad virtual o realidad aumentada, la ciber seguridad, los sistemas autónomos y la inteligencia artificial para lograr una producción inteligente con decisión autónoma. Pero antes de analizar cómo influye la Industria 4.0 en el sector construcción, es importante conocer como ha sido su evolución a lo largo de la historia.
Al final del siglo XVIII comenzó la mecanización de la producción con el uso de las máquinas a vapor y la energía hidráulica, logrando incrementar la cantidad de producción y reduciendo el costo de los productos, esto fue conocido como la primer revolución industrial. Después, entre los siglos XIX y XX comienza la segunda revolución industrial con la división de tareas y el uso de la electricidad que permitió la producción en masa con líneas de montaje, lo cual repercutió en la reducción de los precios de los productos. Posteriormente a principio de la década de los 70s, se da la tercera revolución industrial con la automatización del proceso productivo y de negocios, basada en el uso de la electrónica e informática. Cabe mencionar que en dichos procesos es necesaria la interferencia humana para el procesamiento de los datos.
La Industria 4.0 es un concepto basado en el uso de sistemas ciber físico, es decir, cuando ya no es necesaria la intervención humana, las personas entonces ya no son mediadoras, se convierten en un tipo de supervisión para mejorar los procesos. Un sistema ciber-físico busca que el mundo digital dirija, perciba y controle el mundo físico, por lo cual todo está interconectado.
Los sistemas ciber físicos se componen de 5 niveles: siendo el primero y el más básico la Conexión, para lo cual se requiere tener acceso a internet para que se pueda dar dicha conexión además de la instalación de una red de sensores en los equipos físicos; el segundo nivel es la Conversión, en la cual se realiza un análisis de la información generada (Big Data) y se pueden determinar las predicciones, prescripciones y correlaciones en base a la misma; con ello se llega a un tercer nivel denominado Ciber, en el cual se tiene el gemelo digital (Digital Twin) que se pueda actualizar a partir de datos en tiempo real y pueda realizar simulaciones; el cuarto nivel es el Cognitivo, el cual trabaja con la herramienta Machine Learning, es decir el sistema tiene inteligencia artificial cuando es capaz de dar respuesta a una interrogante, sin antes haber sido expuesto a ese tipo de información; por último se tiene el nivel de Configuración, siendo éste el más complicado de alcanzar, dado que se elimina por completo la intervención humana y el sistema se autoajusta, auto regula, auto optimiza y auto configura.
El primer cambio que está generando la industria 4.0 en el sector construcción es en el diseño de los espacios en los edificios y viviendas considerando la domótica; la cual es conjunto de tecnologías aplicadas al control y automatización de la vivienda, que permite el uso eficiente de la energía y además aporta a la seguridad y confort de las personas de habitan o trabajan en ellas. Con el uso del internet de las cosas (IoT) se gestionan los dispositivos y las actividades domésticas, dado que se pueden abrir, cerrar, encender y regular aparatos electrodomésticos, la iluminación, climatización, ventilación, sistemas de riego; además de detectar anomalías y recibir la información del funcionamiento de equipos e instalaciones. La domótica aporta también a la seguridad con la vigilancia automática de personas, animales y bienes, además de detectar incendios, fugas o picos de corriente. Cabe mencionar que con el uso de la domótica se facilita el manejo de los elementos del hogar para las personas con discapacidad.
Entre los principales sistemas y herramientas digitales que ya se están usando en el sector construcción y que han generado impactos moderados en las empresas del sector, se encuentran: las nubes, que han permitido trabajar de forma colaborativa al personal involucrado en las diferentes fases del ciclo de vida de los proyectos de construcción, con el adecuado acceso a la información; los drones, que se utilizaron en un inicio para levantamientos topográficos y ahora se han utilizado más para medir los avances en obra. Se han estado aplicando también en el sector construcción la identificación por radio frecuencia (RFID), utilizando para ello pequeñas etiquetas que permiten identificar objetos y su información almacenada en la nube, sin tener que leerlos directamente con un escáner o cámara de un dispositivo móvil. También se han estado utilizando sensores para medir deflexiones, vibraciones, temperaturas, corrosiones, fugas, grietas, etc, durante la operación de las edificaciones e infraestructuras. Y la tecnología BIM, siendo ésta última de gran importancia al ser la columna vertebral para que otros sistemas y tecnologías de la industria 4.0 puedan enlazarse.
Por otra parte, la inteligencia artificial ya se está se utilizando en otros países para aumentar la seguridad, a través de la monitorización y evaluación de los procesos constructivos y del equipamiento del estado físico y de salud del personal se logra evitar y mitigar los posibles riesgos en las actividades que estén ejecutando. Sin embargo, las ventajas de la inteligencia artificial son ilimitadas y se pueden adoptar para mejorar la calidad y eficiencia de las obras; dado que podrían analizar de una manera rápida la gran cantidad de datos, normativas, condiciones climatológicas y demás variables que intervienen en una obra para la toma de decisiones, por ejemplo: en los horarios de colado para minimizar los efectos del viento y la temperatura en el mismo, predicciones en el costo de la obra, en el mantenimiento de la maquinaria, en el manejo de inventario, en la asignación de recursos o en los programas de ejecución de obra para elegir aquellos escenarios más óptimos en tiempo, costo y seguridad que permitan a las empresas constructoras ser más competitivas y por ende maximizar su utilidad.
El Metaverso o mundo virtual se puede aplicar al sector construcción con la creación de entornos virtuales que partan de gemelos digitales para la mejorar la capacitación, especialización y certificación del personal de la construcción en procedimientos constructivos, manejo de maquinaria, seguridad e higiene en las obras, así como para el cuidado del medio ambiente en los procesos de construcción; accediendo al metaverso mediante dispositivos de realidad virtual y realidad aumentada.
Un gran cambio que puede generar la industria 4.0 en el sector construcción es la integración de las tecnologías de información y la comunicación en la manufactura; por ejemplo, ya se han empezado a utilizar los archivos en formato CAM (manufactura asistida por computadora) en lugar del CAD, los cuales pueden ser leídos por las impresoras 3D; esto es una tecnología emergente e incipiente que se ha utilizado para la construcción de viviendas de interés social; sin embargo todavía, “todavía” es necesario la intervención de mano de obra para los detalles de instalaciones y equipamiento. Dicha mano de obra podría ser remplazada en un futuro por robots autónomos con machine learning y por la automatización de la maquinaria de obra, para que con la instalación de sensores y tecnología GPS, además de una adecuada conexión digital, puedan realizar la ejecución de los trabajos de obra replicando el gemelo digital y alimentando a este con la información en tiempo real de los volúmenes que se ejecutan y los consumos de los materiales, permitiendo llevar un eficiente control de inventarios, garantizando que siempre se cuente con la cantidad de material suficiente en tiempo. Logrando así, que cada vez menos personas sean necesarias en la manufactura, lo cual es de suma importancia teniendo en cuenta que para 2030 un 40% de la mano de obra del sector construcción en el país, estará en edad de retiro.
Por otra parte, el uso de los ecosistemas digitales de la industria 4.0 en el sector construcción, también generan grandes beneficios como ahorro de costos y tiempo en la post-construcción, es decir en la operación y mantenimiento de los inmuebles.
La implementación de estas tecnologías de la industria 4.0 al sector construcción requiere de velocidad y gestión del cambio continua y eficaz; éstas representan una disrupción en la forma como se viene administrando los proyectos y su construcción en México, donde la gestión es una mezcla de metodologías tradicionales con métodos ancestrales de construcción. Es por ello que la industria 4.0 influye en el sector construcción migrando a una producción inteligente con decisión autónoma, usando para ello tecnologías tales como el internet de las cosas (IoT), la inteligencia artificial, el Big Data, la nube, la robótica, la manufactura aditiva y la realidad aumentada entre otras. Cabe mencionar que para conseguir que los procesos de la Industria 4.0 se diseñen y ejecuten con eficiencia en el sector construcción, será necesario aplicar las metodologías de Lean Construction y Agile.
La construcción tradicional requiere optimizarse, al usar las metodologías ágiles o Lean se aportan varios beneficios, toda vez que dichas metodologías buscan reducir o eliminar actividades que no agregan valor en el proceso constructivo, entre los principales beneficios se encuentran: reducción de los costos, entrega de las obras en plazo, mejor integración, comunicación y cumplimento de compromisos entre los subcontratistas, mejor gestión de riesgos, mejorar la productividad, calidad y seguridad, creando un entorno basado en el aprendizaje y la mejora continua que permitan al final generar valor y la satisfacción del cliente.
Sin embargo, los desafíos son grandes, dado que para poder llegar a un mayor desarrollo e implementación de las nuevas tecnologías de la industria 4.0 y éstas influyan de manera substancial en el sector construcción, se requiere de una mayor coordinación y cooperación entre las empresas del sector construcción y las investigaciones que realizan las universidades e institutos. Así como la incursión en los programas de estudio de las carreras y postgrados afines al sector construcción de nuevas materias relacionadas con la industria 4.0, como lo es la robótica, programación de inteligencia artificial, Lean Construction, etc.
La resistencia al cambio en el sector construcción, es innegable, por lo que es necesario que la alta dirección de las empresas del sector construcción tome la iniciativa de implementar estas nuevas tecnologías de la industria 4.0 y metodologías Lean y Agile para la gestión de los proyectos de construcción poco a poco, evidenciando los grandes beneficios que se tienen frente a las metodologías tradicionales, de tal manera que pasen a ser parte de la cultura organizacional de las empresas del sector construcción.
Por último, si bien la aplicación de BIM representa un gran adelanto en la digitalización del sector construcción hacia la innovación, este cambio debe de darse en todos los participantes que están ligados en la industria de la construcción: sector público, instituciones educativas, desarrolladores, empresas constructoras y consultoras, gremios y empresas tecnológicas, entre otros.
