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4 de Abril, 2018

Robots y madera se unen en el primer proyecto colaborativo a gran escala

Los investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich utilizan por primera vez en un proyecto real, y único en el mundo, un nuevo método para la construcción digital con madera. Se trata de módulos prefabricados por robots y ensamblados en el mismo sitio de construcción.

La digitalización ha encontrado su camino en la construcción de madera, con elementos que ya están siendo fabricados completamente por sistemas dirigidos por un computador. La materia prima es cortada a medida por las máquinas, pero en la mayoría de los casos todavía tiene que ser ensamblada manualmente para crear un marco plano.

Bajo los auspicios del National Centre of Competence in Research (NCCR) Digital Fabrication, investigadores de la Cátedra de Arquitectura y Fabricación Digital de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich (ETH) han desarrollado un nuevo método de construcción en madera que amplía el rango de posibilidades para la construcción tradicional de marcos, al permitir la fabricación y ensamblaje eficiente de módulos geométricamente complejos.

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Los Ensamblajes Espaciales de Madera evolucionaron a partir de una estrecha colaboración con Erne AG Holzbau y se usarán por primera vez en el proyecto DFAB HOUSE en el Empa and Eawag NEST, un sitio de innovación en construcción en la ciudad sueca Dübendorf.

Así, DFAB HOUSE se convierte en el primer proyecto arquitectónico a gran escala que utiliza los robots de construcción desarrollados por el nuevo Laboratorio de Fabricación Robótica del ETH.

Con precisión robótica

El robot toma primero una viga de madera y la guía mientras se corta a medida. Después de un cambio automático de herramienta, un segundo robot perfora los agujeros necesarios para conectar las vigas. En el paso final, ambas máquinas trabajan juntas y colocan los haces en la posición precisa basada en el diseño del computador.

Para evitar choques al posicionar los haces de madera, los investigadores han desarrollado un algoritmo que recalcula constantemente la ruta de movimiento de los robots, de acuerdo con el estado actual de la construcción. Los trabajadores luego deben atornillar manualmente las vigas.

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Construcción más duradera y más individual

A diferencia de la construcción tradicional de marcos de madera, los Ensamblajes Espaciales de Madera pueden funcionar sin placas de refuerzo porque la rigidez requerida y el soporte de carga provienen de la estructura geométrica. Esto no solamente ahorra material, sino que también abre nuevas posibilidades creativas.

En este sentido, por primera vez se prefabricarán un total de seis módulos de madera espaciales geométricamente únicos. Los camiones los transportarán al sitio de construcción de la DFAB HOUSE en el NEST en Dübendorf, donde se unirán para construir una unidad residencial de dos pisos con más de 100 m2 de superficie. La geometría compleja de la construcción de madera permanecerá visible detrás de una fachada transparente.

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Arquitectura digital integrada

Los robots usan información de un modelo de diseño que viene desde un computador, para así cortar y colocar las vigas de madera. Este método se desarrolló especialmente durante el proyecto y utiliza diversos parámetros de entrada para crear una geometría que consta de un total de 487 vigas de madera.

El hecho de que los Ensamblajes Espaciales de Madera se utilicen para la fabricación digital y también en el diseño y planificación, ofrece una gran ventaja según Matthias Kohler, profesor de Arquitectura y Fabricación Digital del ETH y líder del proyecto DFAB HOUSE: “Si se produce algún cambio en el proyecto, el modelo que está en el computador se puede ajustar constantemente para cumplir con los nuevos requisitos. Este tipo de arquitectura digital integrada está cerrando la brecha entre el diseño, la planificación y la ejecución”.

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Un concepto exitoso para compartir conocimiento

El ETH ya ha completado una exitosa colaboración con Erne AG Holzbau en el techo de madera que fue construido por robots para el Arch_Tech_Lab, en el campus de Hönggerberg. Gracias a los Ensamblajes Espaciales de Madera, la experiencia de la compañía en la construcción de madera hará una contribución más a la investigación ETH.

Kohler cree en el efecto de sinergia provocado por la asociación: “La fabricación digital depende de la enorme experiencia requerida para la artesanía. Por el contrario, la digitalización puede mejorar la artesanía y abrir nuevas oportunidades”, afirma y también sostiene que el hecho de que las disciplinas científicas vayan de la mano con la industria es esencial si las tecnologías se van a utilizar en proyectos arquitectónicos reales.

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DFAB HOUSE – Diseñada, planeada y construida digitalmente

Ocho profesores del ETH están trabajando junto con socios industriales para construir la DFAB HOUSE, una unidad residencial de tres pisos que es parte de la plataforma de investigación e innovación NEST de Empa y Eawag en Dübendorf.

Así, este proyecto es el primer edificio del mundo que combina múltiples procesos de construcción digital innovadores bajo un solo techo. El sistema automatizado de coordinación de Smart Dynamic Casting ya se ha utilizado en el ETH para prefabricar postes de hormigón, diseñados específicamente para las condiciones de carga de la fachada de vidrio del edificio. La llamada “losa inteligente”, de concreto y estáticamente optimizada, se encuentra actualmente en preproducción. Los investigadores están utilizando la impresión de arena 3D de gran formato para su encofrado. Al unir estos elementos con los Ensamblajes Espaciales de Madera, se materializará una combinación única en la CASA DFAB, que se inaugurará en otoño de 2018.


Texto original de ETH Zürich Imágenes de NCCR Digital Fabrication

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