La presa china fabricada por un robot e impresa en 3D estará lista en dos años
China está utilizando la inteligencia artificial para convertir un proyecto de presa en la meseta tibetana en la mayor impresora 3D del mundo, según los científicos que participan en el proyecto. La central hidroeléctrica de Yangqu, de 180 metros de altura, se construirá trozo a trozo -utilizando excavadoras no tripuladas, camiones, excavadoras, pavimentadoras y rodillos, todo ello controlado por la IA- en el mismo proceso de fabricación aditiva utilizado en la impresión 3D.
Cuando esté terminada en 2024, la presa de Yangqu enviará casi 5.000 millones de kilovatios hora de electricidad al año desde el curso superior del río Amarillo a Henan, cuna de la civilización china y hogar de 100 millones de personas. La energía viajará a través de una línea de alta tensión de 1.500 km construida exclusivamente para la transmisión de energía verde.
Según el científico principal del proyecto, Liu Tianyun, en un artículo publicado en el Journal of Tsinghua University (Science and Technology), la construcción de presas y la impresión en 3D son «idénticas por naturaleza». Tras años de pruebas de desarrollo, la tecnología de impresión en 3D para grandes infraestructuras rellenas ha madurado lo suficiente para su aplicación masiva y «liberará a los humanos de trabajos pesados, repetitivos y peligrosos», dijo.
Liu, investigador asociado del laboratorio estatal clave de hidrociencia e ingeniería de la Universidad de Tsinghua, y su equipo tuvieron la idea de «imprimir» proyectos de construcción a gran escala hace unos 10 años. Pensaron que toda una obra de construcción podría convertirse en una impresora gigante, con un gran número de máquinas automatizadas que funcionaran a la perfección como diferentes componentes.
La impresora 3D se desarrolló inicialmente como una forma menos derrochadora de fabricar componentes de materiales preciosos. La impresión -o adición- de materiales produce menos residuos que el corte y la molienda. Desde entonces, algunos arquitectos han empezado a aplicar la tecnología a los edificios, aunque los proyectos han sido hasta ahora pequeños. El primer edificio de oficinas impreso en 3D, la sede de la Fundación Futuro de Dubái, mide apenas 6 metros.
Los ingenieros civiles chinos no son ajenos a la IA, que se utilizó para construir Baihetanla segunda presa más grande del mundo, en sólo cuatro años. Pero hasta ahora, ha desempeñado principalmente un papel de coordinación en los proyectos. Las pruebas realizadas con esta tecnología en proyectos de construcción anteriores sugieren que las máquinas inteligentes podrían hacer un mejor trabajo que los humanos, «especialmente en algunos entornos duros y peligrosos», afirman Liu y sus colegas.
Liu no respondió inmediatamente a las preguntas sobre el progreso de la presa de Yangqu, pero según los informes de los medios de comunicación estatales las obras comenzaron a finales del año pasado en la prefectura autónoma tibetana de Hainan, en la provincia de Qinghai. Después de «trocear» un modelo informático de la presa en capas, la IA que constituye el núcleo del proyecto asignaría a un equipo de robots la tarea de añadir una capa cada vez, según el documento.
Las excavadoras no tripuladas podrán identificar y cargar los materiales de un patio de acopio en una flota de camiones automatizados, algunos de ellos impulsados por electricidad. Siguiendo una ruta optimizada calculada por la IA central, los camiones entregarán los materiales adecuados en los lugares correctos, en el momento adecuado, para que sean localizados por bulldozers y pavimentadoras robóticas y convertidos en una capa de la estructura de la presa.
Los rodillos automatizados prensan la capa añadida hasta que está tensa y firme, pero también están equipados con sensores. La IA central los utiliza para controlar la calidad de la construcción analizando las vibraciones del suelo y otros datos. Los avances en la tecnología de la IA, incluido el aprendizaje profundo por refuerzo, hacen que las máquinas puedan reconocer casi todos los objetos del lugar, hacer frente a las incertidumbres de un entorno cambiante y realizar diversas tareas con flexibilidad, según el documento.
Tampoco cometen errores humanos. Liu dijo que los conductores de camiones solían entregar los materiales en el lugar equivocado, mientras que los golpes y las fuertes vibraciones impedían a los operarios de los rodillos mantener una trayectoria perfectamente recta. Y la mayoría de los trabajadores eran incapaces de leer correctamente los documentos técnicos de diseño, añadió.
Pero donde las máquinas brillan es en su capacidad para trabajar en un entorno de riesgo vital, sin sufrir dolores de cabeza por falta de oxígeno o agotamiento tras trabajar de forma continuada durante 24 horas, según los investigadores.
No todos los trabajos de la construcción de la presa serán realizados por máquinas. El equipo dijo que la extracción de rocas de relleno de las montañas cercanas se haría manualmente debido a la complejidad de la tarea. El equipo de Liu dijo que la tecnología también podría utilizarse en otros proyectos de infraestructuras, como la construcción de aeropuertos y carreteras.
«La IA basada en el conocimiento, la información y los datos es una nueva herramienta (…) que dará forma a nuestro futuro», dijeron.
Un científico de ingeniería civil con sede en Nanjing, que pidió no ser nombrado debido a su papel en la evaluación técnica de algunos grandes proyectos de infraestructura, dijo que la tecnología de impresión en 3D tenía límites, pero que encontraría más usos en el futuro.
«No puede imprimir una estructura formada por diferentes materiales, como el hormigón armado de acero y cemento», dijo el científico. «Un ejército de robots de la construcción puede compensar el fuerte descenso de la mano de obra provocado por la baja natalidad», añadió.
*Publicado en South China Morning Post