5 innovaciones tecnológicas en el sector de la construcción

El sector de la construcción y su nivel de progreso es uno de los principales índices de desarrollo de un país ya que influye en el resto de los sectores. Por ejemplo, es necesario una buena red de infraestructura (puestos, ferrocarriles, carreteras, etc.) para que no aumenten los costes logísticos del sector Retail, se necesitan buenas obras de generación eléctrica para cubrir la demanda del país al menor coste posible, se necesitan buenas técnicas constructivas para desarrollar los proyectos mineros con un presupuesto razonable, etc.

La construcción en infraestructuras representan uno de las actividades industriales que mueve más dinero a nivel mundial (el 3% del PIB a nivel mundial, que equivale a 2 trillones de dólares estadounidenses) y supone el 7% de la fuerza de trabajo mundial remunerada. Actualmente algunos de los países con un mayor crecimiento económico están invirtiendo altos porcentajes de su PIB en infraestructuras, como China (20%) o la India (6%).

La importancia de la construcción a nivel mundial es indiscutible y su efecto multiplicador con las demás industrias encadenadas y su capacidad de generar nuevos puestos de trabajo son ejemplos de ello. Por lo tanto debe ser un sector de primer nivel, con las últimas tecnologías e innovaciones incorporadas, aplicando prácticas de industria 4.0, desarrollando nuevos materiales, disminuyendo su impacto en el Medio Ambiente, reduciendo costes y aumentando su productividad.

Los mayores impactos ambientales del sector de la construcción están relacionados principalmente con el espacio que transforma, el agotamiento de recursos no renovables en la extracción de materias primas, la emisión de contaminantes y la disposición de residuos. Por ejemplo, según datos del ITeC, se necesitan más de 2 toneladas de materias primas por cada m2 de vivienda construida, la cantidad de energía asociada a la fabricación de los materiales que componen una vivienda puede ascender aproximadamente a un tercio del consumo energético de una familia durante un periodo de 50 años o la producción de residuos de construcción y demolición supera la tonelada anual por habitante.

Consciente de su importancia en la sociedad como sector base para los demás, el sector de la construcción está en continuo desarrollo de innovaciones y en búsqueda de nuevas soluciones. Estas innovaciones se centran, principalmente, en los impactos medioambientales, mejora de la producción y reducción de costes. En este sentido es indudable que la construcción modular y la fabricación integrada en la construcción desempeñan un papel cada vez más importante en todo el mundo. En Suecia, por ejemplo, el 84% de las viviendas unifamiliares construidas utilizan elementos prefabricados.

Además del ejemplo anterior de construcciones modulares de viviendas, te presentamos a continuación 5 innovaciones tecnológicas en el sector de la construcción desarrolladas a través de desafíos de innovación abierta. También puedes visitar nuestra página de innovación abierta donde mostramos ejemplos de innovación en ingeniería resueltos por nuestra comunidad.

Importantes multinacionales del sector de la construcción han encontrado o desarrollado nuevas soluciones tecnológicas para resolver algunos de sus desafíos. Estos casos de éxito demuestran que se pueden resolver desafíos complejos cuando se aplican modelos de innovacin abiertos y se involucra un número amplio y diverso de participantes: freelancers, Pymes, centros tecnológicos, profesorado, ingenieros de otras empresas...

Refuerzo de túneles automatizado en proyectos por ‘Block or Panel Caving’

Los procesos de construcción y refuerzo de túneles en minería subterránea utilizan maquinaria y herramientas modernas disponibles en el mercado actual. Sin embargo, en proyectos de preparación de mina por “Block o Panel Caving” dicha maquinaria no cuenta con espacio suficiente para operar al mismo nivel productivo.

En agosto de 2018, Mas Errázuriz, empresa líder en la ejecución de diversos tipos de obras para la industria minera, de energía e infraestructura de mediana y gran envergadura, decidió buscar soluciones publicando en ennomotive un desafio sobre construcción y refuerzo de túneles.

Se prepararon de manera conjunta tanto la descripción como las especificaciones técnicas del desafío: la excavación del túnel y la protección de la sección mediante una capa de shotcrete, la colocación de una malla metálica sobre la capa de shotcrete y su sujeción y refuerzo mediante pernos helicoidales de acero.

Luego de 7 semanas, más de 40 participantes propusieron soluciones diferentes que incluían nuevas herramientas y maquinaria que automatizara el proceso. 5 participantes de España, Portugal, Reino Unido, Sudáfrica y Ucrania fueron finalistas y la mejor solución (ingeniero de Portugal) fue prototipada para realizar pruebas en un entorno minero real.

Soluciones para el secado de tierras en proyectos de construcción de carreteras

Uno de los principales objetivos en el diseño de un proyecto de infraestructura vial es conseguir el mejor balance en el movimiento de tierras. Es decir, que los materiales excavados en los desmontes compensen, en la medida de lo posible, los materiales de relleno necesarios en los terraplenes.

Para poder reutilizar estas tierras deben cumplir unas normas en cuanto a clasificación mecánica del suelo y otros factores como la humedad. Si no se cumplen, deben de ser tratadas para llegar al estándar o ser rechazados y transportados a vertedero.

En noviembre del 2018, Acciona, una multinacional del sector de la construcción con presencia en los cinco continentes lanzó un desafío para encontrar soluciones alternativas al secado de tierras que**,** hasta ahora, se realiza con cal.

El proceso tradicional requiere de una gran cantidad de horas y depende de la disponibilidad y coste de la cal en cada localización del proyecto, aumentando en muchas ocasiones los costes globales. En este desafío de innovacion en ingenieria civil participaron 54 ingenieros de los 5 continentes, proponiendo diferentes soluciones entre sí.

Algunas estaban basadas en el uso de otros aditivos que mejoran a la cal, desarrollo de maquinaria adaptada para un secado continuo, equipos tecnológicos de separación fase sólida-líquida, etc. 3 finalistas han aportado soluciones que permiten un secado continuo de tierras más productivo, amigable con el Medio Ambiente y a menor coste.

Control de sedimentos en balsas de regulación de centrales hidroeléctricas

Las centrales hidroeléctricas de pasada requieren una balsa de regulación del caudal aguas arribas de la misma. Estas balsas, y especialmente en algunos terrenos con gran cantidad de arenas y arcillas, acumulan importantes volúmenes de sedimentos que hacen reducir el volumen útil de regulación, impidiendo generar mayor electricidad cuando el precio es más elevado.

En septiembre de 2018, una empresa líder en Sudamérica de generación eléctrica con fuentes renovables quiso probar nuestro modelo de innovación abierta para resolver la acumulación de sedimentos en una de sus balsas, que en la época de verano llega a ocupar hasta el 70% del volumen total.

El objetivo, un nuevo proceso o tecnología que permita reducir los altos costes de la solución actual mediante dragadoras. En el desafío para la mejora de operaciones en centrales hidroelectricas se compartieron datos técnicos de la solución actual, sus costes, planos y esquemas de la balsa, caudales de entrada y salida, caracterización granulométrica de los sedimentos, etc.

Finalmente, y con una participación de 85 solvers de todo el mundo, se está actualmente en el pilotaje sobre la solución ganadora entre tres finalistas: dos argentinos y un sudafricano con soluciones que evitan la entrada a la balsa de estos sedimentos.

Asfaltado de carreteras bajo lluvia intensa

Una de las actividades más críticas en la construcción de carreteras es la parte del asfaltado. Tiene que realizarse manteniendo unas condiciones concretas de temperatura y humedad para conseguir la calidad y resistencia que demandan las normas técnicas.

Por eso, bajo condiciones de lluvia extrema, este proceso con las técnicas actuales tenía que detenerse impactando significativamente los costes del proyecto por aumento de plazos, costes de mano de obra y de maquinaria.

En abril de 2018 Sacyr, importante multinacional del sector de la construcción, decidió lanzar un desafío para encontrar soluciones que permitan continuar con el proceso de asfaltado independientemente de las condiciones meteorológicas.

Se buscaba un nuevo proceso o mezcla asfáltica que evitara el aumento de humedad de la misma y mantuviera su temperatura en los primeros diez minutos tras su puesta en obra. Además, la solución tenía que adaptarse fácilmente al proceso actual y maquinaria disponible y con el mejor Business Case posible.

En seis semanas se consiguió la participación de 35 ingenieros, resultando como ganador de este desafío de innovacion en construcción de carreteras a Henrique Miranda, académico de Portugal con una solución muy innovadora que resolvía el problema adaptando la maquinaria actual y, además, mejoraba la sustentabilidad del proceso.

Fábrica modular y transportable para prefabricados de hormigón

En los grandes proyectos deobras civiles se construyen fábricas temporales para la fabricación de  piezas de hormigón prefabricado. Estas instalaciones son costosas y requieren un tiempo elevado de montaje y desmontaje por lo que solo se justifican en proyectos grandes de < 5 años.

En febrero de 2016, Pacadar (subsidiaria de la constructora multinaciona OHL) decidió lanzar un desafío para encontrar un diseño de fábrica temporal de menor coste, mayor agilidad en el montaje y desmontaje y que además se pudieran reutilizar la mayor cantidad de material posible. De esta manera la compañía podía optar a proyectos de menor magnitud con una solución rentable.

Tras el lanzamiento de este desafío, rápidamente se inscribieron ingenieros, compañías, freelancers y startups de Canadá, España, Arabia Saudí, Israel, EEUU, Australia, etc.

Finalmente la solución ganadora fue diseñada por una startup de ingeniería con un diseño completamente modular y con unos costes reducidos de transporte.

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