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IA en la construcción: salvar vidas, reducir costes y elevar la calidad

Transformación de la construcción con IA: optimización de la programación, la asignación de recursos y las medidas de seguridad para la eficiencia y la productividad.

La IA está transformando la construcción con una mayor seguridad, una programación más inteligente y un mejor control de calidad. Exploremos cómo estos avances garantizan un futuro más seguro y eficiente para la industria.

La IA está cambiando la construcción al optimizar la programación de proyectos, la asignación de recursos y la gestión de tareas, lo que se traduce en notables ganancias de eficiencia y productividad. Su papel fundamental en la mejora de la seguridad, la toma de decisiones y el control de calidad se está volviendo indispensable en las prácticas de construcción modernas.

A pesar de los desafíos de adopción, se espera que el mercado de la construcción de IA, valorado en más de $ 2.5 mil millones en 2022, se dispare a $ 15.1 mil millones para 2032. Este aumento está impulsado por la capacidad de la IA para reducir los plazos y los costos, lo que promete un futuro más inteligente, seguro y eficiente para los actores de la industria en todo el mundo.

Figura 1. IA en el mercado de la construcción, estadísticas globales. 

Reducción de accidentes en obras de construcción con IA

Según la Organización Internacional del Trabajo de las Naciones Unidas, la construcción es el segundo sector más peligroso después de la agricultura.

En 2022, la industria de la construcción de EE. UU. enfrentó una pérdida de 1,069 profesionales que murieron mientras trabajaban, lo que marca un aumento de 83 muertes en comparación con el año anterior. La tasa de mortalidad del sector en los EE. UU. ha rondado las 10 muertes por cada 100,000 trabajadores durante más de una década, lo que destaca la necesidad crítica de mejorar las medidas de seguridad en esta industria de alto riesgo.

La integración de la IA en la industria de la construcción mejora significativamente las medidas de seguridad en las obras de construcción. Algunas de las principales ventajas son:

· El monitoreo en tiempo real implica una vigilancia continua de las actividades de construcción, lo que permite la detección inmediata de riesgos potenciales, como cableado eléctrico expuesto, andamios no asegurados o barreras de seguridad inadecuadas. Esta supervisión constante mediante sensores o cámaras garantiza que las situaciones peligrosas se identifiquen y aborden con prontitud antes de que se conviertan en incidentes graves.

· La detección de riesgos puede detectar rápidamente peligros, como debilidades estructurales, superficies inestables o uso inadecuado de equipos con algoritmos avanzados y técnicas de análisis de datos. Esto garantiza una resolución inmediata para mantener la seguridad de los trabajadores y prevenir accidentes.

· El cumplimiento normativo exige el cumplimiento estricto de las normas de seguridad mediante la evaluación continua de si se siguen los protocolos de seguridad. Esto no solo reduce el riesgo de accidentes, sino que también garantiza un entorno de trabajo más seguro para todo el personal.

Figura 2. Más trabajadores de la construcción de EE. UU. murieron en el trabajo en 2022 que en cualquier otro sector industrial. 

Toma de decisiones con IA en la construcción

En la industria de la construcción, los plazos ajustados de los proyectos, los entornos de trabajo dinámicos y la necesidad constante de coordinar múltiples equipos y recursos de manera eficiente son la norma. Dado el ritmo acelerado del sector, la capacidad de tomar decisiones informadas de forma rápida y precisa es primordial.

Aquí es donde entra en juego la toma de decisiones basada en datos, que transforma la forma en que se planifican y ejecutan los proyectos de construcción. Al aprovechar las tecnologías avanzadas de IA, la industria puede analizar grandes volúmenes de datos de construcción con una velocidad y precisión sin precedentes. Modelos de IA como Ultralytics YOLOv8 han revolucionado la industria proporcionando ayuda en la detección de objetos, la segmentación y el seguimiento de objetos, impulsando el cambio y las mejoras en los flujos de trabajo dentro de la industria de la construcción a través de la visión artificial.

Figura 3. Ejemplo de Ultralytics YOLOv8 empleado para la detección de objetos.

Los beneficios clave incluyen:

  • Planificación informada y proactiva. La IA permite a los gestores de proyectos anticiparse a los posibles problemas antes de que surjan, ya sean errores de diseño, problemas de rendimiento de los subcontratistas, fallos de los equipos o escasez de materiales. Tecnologías como YOLOv8 en la visión artificial puede ayudar en el seguimiento del inventario mediante el conteo y monitoreo precisos de materiales. El aprendizaje automático permite ajustar el cronograma en función de la información en tiempo real, lo que ayuda a mitigar los riesgos, garantizar una ejecución más fluida del proyecto y reducir los retrasos y los sobrecostos.
  • Building Information Modeling (BIM): La tecnología BIM en la construcción facilita la toma de decisiones basada en datos al proporcionar representaciones digitales detalladas de las características físicas y funcionales. BIM e IA juntos ofrecen información que ayuda a optimizar los procesos de planificación, diseño y gestión, lo que conduce a una ejecución de proyectos más eficiente.
  • Optimización de recursos. La IA también ayuda a evaluar la disponibilidad y el uso de equipos, mano de obra y materiales, lo que garantiza la máxima utilización sin desperdicios. Esto no solo aumenta la productividad y reduce los costos, sino que también promueve la eficiencia y la responsabilidad ambiental, fomentando prácticas de construcción sostenibles.
  • Análisis de datos. Al analizar los datos históricos y las métricas actuales del proyecto, la IA puede predecir posibles retrasos debido al clima, los cuellos de botella en la regulación, las condiciones del sitio, la escasez de mano de obra, etc. El analisis estrategico permite la reasignación metódica de mano de obra y materiales para garantizar que se mantengan los cronogramas del proyecto.

El papel de la IA en el control de calidad de la construcción y la detección de defectos

El control de calidad es un aspecto crítico de cualquier proyecto de construcción, y la IA desempeña un papel importante en el mantenimiento de altos estándares de construcción. Al aprovechar las tecnologías avanzadas, la IA garantiza que cada fase del proceso de construcción cumpla con estrictos parámetros de calidad. 

Figura 4. La industria de la construcción está cada vez más digitalizada. 

Esto no solo garantiza la integridad de la estructura final, sino que también mejora la seguridad y durabilidad general del proyecto.

Estas son algunas de las formas específicas en que la IA contribuye al control de calidad en la construcción:

  • Garantiza altos estándares de construcción: Los sistemas de IA están diseñados para monitorear y evaluar continuamente las actividades de construcción, asegurando que todo el trabajo se adhiera a los estándares y regulaciones establecidos. Esta supervisión continua ayuda a mantener la más alta calidad durante todo el ciclo de vida del proyecto.
  • Reduce la necesidad de volver a trabajar: Al identificar los defectos a tiempo, la IA reduce significativamente la necesidad de volver a trabajar. Esto no solo ahorra tiempo y recursos, sino que también garantiza que el proyecto se mantenga dentro del cronograma. 
  • Agiliza las inspecciones: Los drones y sensores impulsados por IA automatizan los procesos de inspección, identificando posibles problemas con mayor velocidad y precisión. 
  • Facilita el mantenimiento predictivo: Los algoritmos de IA analizan los datos de los equipos para anticiparse a las necesidades de mantenimiento, lo que reduce el tiempo de inactividad y garantiza un rendimiento óptimo.

IA en la construcción: los desafíos

A pesar de su tamaño, el sector de la arquitectura, la ingeniería y la construcción (AEC), valorado en 12 billones de dólares , se ha quedado tradicionalmente rezagado en la adopción de tecnologías digitales y prácticas innovadoras. Esta industria, que es una de las más grandes a nivel mundial, apenas está comenzando a ponerse al día con otros sectores en términos de modernización y avance tecnológico.

McKinsey informa que, si bien el sector tecnológico centrado en AEC está progresando, aún no ha alcanzado la escala y la sofisticación que se ven en otros sectores de software establecidos, como la logística, la fabricación y la agricultura. De hecho, los clientes de AEC gastan menos en TI en comparación con otros sectores como la fabricación, la arquitectura y la logística. Esta menor inversión contribuye a los desafíos que enfrentan las empresas tecnológicas de AEC para crecer de manera eficiente. Además, la industria tiene menos scale-ups y unicornios en relación con su tamaño.

Esta reducción de la asignación presupuestaria en TI, junto con la fragmentación del mercado y las prácticas analógicas arraigadas, obstaculiza el progreso. En promedio, las empresas de AEC asignan solo entre el 1 y el 2 por ciento de sus ingresos a TI, significativamente menos que el 3 al 5 por ciento típico en otras industrias.

Los gastos sustanciales asociados tanto con la inversión como con la operación presentan una barrera importante para el crecimiento de la IA en el mercado de la construcción. La implementación de tecnologías de IA en proyectos de construcción exige importantes desembolsos financieros, que abarcan la adquisición de sistemas de IA, el hardware y software necesarios y la experiencia especializada.

Además, los costos operativos y de mantenimiento, como la contratación de personal calificado, la realización de actualizaciones periódicas y la satisfacción de las necesidades de infraestructura, pueden ser considerables. Estos altos costos dificultan que las pequeñas y medianas empresas de construcción adopten soluciones de IA, como destaca Global Market Insights. Sin embargo, comprender cómo usar la IA en la construcción es crucial para que la industria cierre esta brecha y logre una mayor eficiencia e innovación.

Robótica impulsada por IA en la industria de la construcción: una nueva frontera

Imagine un escenario en el que los robots reemplacen a los trabajadores humanos en las obras de construcción, mitigando así el riesgo de lesiones humanas o muerte.

A medida que la industria de la construcción avanza hacia la era digital impulsada por la IA, la robótica está dando vida a la visión futurista en las obras de construcción. Mientras que la IA mejora la toma de decisiones y el control de calidad, la robótica proporciona una encarnación tangible de estos avances.

La robótica, la rama de la ingeniería que integra la informática con la ingeniería mecánica y eléctrica, se ha expandido en el sector de la construcción en los últimos años.  Los robots han existido durante décadas , pero solo recientemente han experimentado un aumento significativo en popularidad, principalmente debido al mayor interés y adopción después de la pandemia de COVID-19. En consecuencia, esto ha desbloqueado una multitud de nuevas posibilidades.

Los robots son capaces de automatizar maquinaria pesada y flotas para tareas como excavación, transporte, elevación de cargas, trabajos de hormigón y demolición. Además, los métodos de construcción avanzados están utilizando la robótica para la gestión de residuos, la automatización de tareas y la construcción industrializada.

El tamaño del mercado mundial de robots de construcción se valoró en 442,5 millones de dólares en 2023 y se prevé que crezca hasta los 1.200 millones de dólares en 2030.

Figura 5. El mercado mundial de la robótica de la construcción está experimentando un rápido crecimiento.

Tres categorías principales de robots de construcción están impulsando esta transformación:

· Robots estacionarios. Estos robots funcionan sin mover su base, incluidos tipos como robots de pórtico, brazos robóticos y robots de cable.

· Robots móviles. Mejoran la eficiencia de la construcción y pueden navegar por terrenos irregulares, con tipos que incluyen robots con ruedas, caminando, volando y nadando.

· Robots de enjambre. Muchos pequeños robots que colaboran para construir diseños de forma autónoma, siguiendo caminos planificados para evitar colisiones.

Reflexiones finales

La IA está cambiando la cara de la industria de la construcción al optimizar la programación de proyectos, la asignación de recursos y la gestión de tareas, lo que lleva a ganancias significativas de eficiencia y productividad. El papel de la IA en la mejora de la seguridad, la toma de decisiones y el control de calidad es cada vez más vital.

A pesar de los desafíos, la integración de la IA, junto con los avances en robótica y tecnología BIM, promete un futuro más inteligente, seguro y eficiente para la construcción.

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