Cómo el control de máquinas ayuda a los profesionales de la construcción a recuperar el control de la precisión y los residuos de los proyectos

El nuevo informe de AEM, Beneficios de las tecnologías de la construcción y su impacto en la sociedad, detalla cómo cuatro innovaciones clave están ayudando a que las obras de construcción sean más seguras y productivas, al tiempo que reducen su huella medioambiental.
Una de esas tecnologías, el control de máquinas, está cambiando la forma de realizar las tareas de movimiento de tierras y pavimentación. Se están alcanzando niveles de precisión y eficacia antes inimaginables, lo que se traduce en obras más seguras y productivas, y en proyectos que se completan más rápidamente y con menos residuos.
"El control de máquinas es un sistema tecnológico que calcula la posición de la maquinaria", explica Brad Viernow, director de OEM para Construcción Pesada en Norteamérica de Leica Geosystems, proveedor de sensores, software y servicios para inteligencia de datos geoespaciales. "Para determinar la ubicación exacta, el control de la máquina utiliza datos de medición procedentes de satélites (por ejemplo, GNSS) o de un instrumento topográfico in situ denominado estación total. A continuación, el control de máquinas puede comparar esos datos de posicionamiento con el diseño de un proyecto".
Con toda esa información, el control de la máquina puede guiar y ayudar a la persona que maneja el equipo. Es muy sencillo: Una mejor información conduce a mejores resultados.

"Por término medio, el 52 % de los reprocesamientos en todo el mundo se deben a la falta de datos y de comunicación", afirma Viernow. Compartir datos actualizados a través de la conectividad en la nube permite al operario ver toda la información de diseño en el panel de la cabina mientras trabaja". Yendo un paso más allá, la automatización de la máquina también puede entrar en juego. El control de la máquina puede realmente quitar parte del trabajo de las manos del operador, al tiempo que logra la precisión deseada aún más fácilmente."
Las aplicaciones de movimiento de tierras y pavimentación se prestan bien al control de máquinas. Los operarios tienen que trabajar con tolerancias muy estrictas en aspectos como la colocación del material, la pendiente, la inclinación transversal y la densidad de compactación. Por este motivo, las motoniveladoras, los bulldozers, las excavadoras y las pavimentadoras se encuentran entre los equipos que más utilizan el control de máquinas en la actualidad. Sin embargo, el potencial del control de máquinas va mucho más allá.

"No hay maquinaria en el sector de la construcción en la que no se utilice este tipo de tecnología de alguna manera", afirma Adam Woods, director general de innovación y estrategias de cartera de productos de LBX Company, fabricante de equipos de excavación Link-Belt. "Incluso algo como un compactador, que parece un producto relativamente sencillo que simplemente rueda de un lado a otro, se beneficiará del control de la máquina. El control de la máquina ayuda a determinar cuánto se ha compactado y si es necesario compactar más para cumplir las especificaciones deseadas. La automatización permite incluso que las máquinas lo hagan por sí solas. Todo con el objetivo de hacer que las obras sean más eficientes".
Lo mismo puede decirse de las obras y los equipos más pequeños. "La utilidad de algo como una cargadora compacta de orugas, unida a las ventajas de una tecnología como el control de rasante, es realmente una combinación ganadora", dijo Sean Mairet, jefe de producto del grupo de control de rasante de John Deere.

MENOS REPETICIONES, MENOS RESIDUOS
Todo comienza con la precisión que ayuda a conseguir un sistema de control de máquinas. Por ejemplo, el control de calidad. El sistema más avanzado, el control de calidad 3D, recibe merecidamente muchos elogios. Pero incluso un sistema 2D más básico produce resultados significativos.
Un sistema de control de rasante 2D ayuda a eliminar la excavación imprecisa guiando al operador mientras excava. El operador especifica parámetros clave como la profundidad y la pendiente en el software. A continuación, un sistema sensorial de la máquina mide esos puntos de datos a medida que la máquina excava, proporcionando indicaciones visuales y/o acústicas al operador a través de una pantalla de visualización en la cabina.
"Este nivel de control de la máquina se basa en el plano y la pendiente", explica Mairet. "Es una solución ideal para proyectos que no requieren un diseño complejo, como un terreno inclinado alejado de una casa. El operador le dice a la máquina que quiere mantener una pendiente del 2%, por ejemplo, y el sistema de control de rasante 2D controla la hoja o la cuchara para conseguirlo. Desde este punto de vista, incluso un sistema 2D puede ayudar a ahorrar mucho tiempo y material al no cortar ni excavar en exceso".

La moderna gestión de pendientes en 3D lleva la precisión a otro nivel. De hecho, algunos sistemas pueden ayudar a los operarios a conseguir una precisión de hasta un milímetro. Los sistemas 3D también son más sofisticados. Los sistemas 3D se vinculan a la información de posición y al diseño del emplazamiento para determinar con exactitud dónde se encuentra una máquina en todo momento. La información de posición la proporcionan los satélites (GNSS) o un instrumento topográfico in situ denominado estación total. Cada uno tiene sus propias ventajas. En cualquier caso, la precisión del control de rasante en 3D puede aumentar aún más la eficacia y la optimización de los recursos.
Por ejemplo, las estimaciones del sector sugieren que los proyectos de construcción experimentan una reducción del 10-20% en el uso de materiales cuando se utiliza el control de rasantes. Esto significa que la cantidad de asfalto y hormigón que se ahorra cada año en los proyectos de construcción de carreteras públicas es suficiente para pavimentar una autopista de dos carriles de Chicago a Phoenix. Esto tiene una repercusión financiera directa no sólo para las empresas de construcción, sino también para los ciudadanos de a pie. Al aumentar la precisión y reducir los residuos, los contribuyentes ahorraron aproximadamente 3.600 millones de dólares en costes de materiales en proyectos de construcción de carreteras públicas solo en 2022.

El control de la pendiente también puede influir positivamente en la programación del proyecto. El tiempo es oro en los proyectos de construcción. Woods ha observado que algunas empresas de construcción mejoran su productividad entre un 30 y un 50% cuando utilizan equipos con control de máquinas.
"Piense en un proyecto como un canal de riego", explica Woods. "Si ese canal tiene una longitud de 1.000 pies y una pendiente del 0,3%, esa pendiente no cambia mucho de un punto a otro. El control de la máquina puede comprobar constantemente esa pendiente para que sea precisa. Ahí es donde la productividad puede aumentar realmente, porque el operario no tiene que parar repetidamente para comprobar la pendiente. Ya es casi inaudito, pero algunos contratistas incluso están terminando proyectos antes de lo previsto cuando utilizan esta tecnología."
"Hemos descubierto que el 35% del tiempo de trabajo en una obra se dedica a actividades que no añaden valor", añade Viernow. "Además, el retrabajo puede crear una media del 10% de crecimiento en el cronograma. El control de las máquinas ayuda a reducir muchos de estos residuos a lo largo del proceso de construcción. Simplemente moviendo la tierra correcta la primera vez, realmente se puede reducir una gran cantidad de residuos en una obra."

EL CONTROL DE LA SEGURIDAD
Las tecnologías de control de máquinas como el control de rasantes también pueden ayudar a reducir los incidentes relacionados con la seguridad en una obra.
"Sin este tipo de tecnología, los topógrafos, ingenieros civiles y otras personas de la obra tendrían que comprobar constantemente la pendiente", explica Woods. "Están constantemente caminando alrededor de la máquina. A menudo trabajan dentro de una zanja. Con la tecnología de control de rasantes, se reduce la necesidad de que estas personas se sitúen en estos entornos potencialmente inseguros".

También hay funciones de control de máquinas específicas para la seguridad que están ayudando a mejorar los lugares de trabajo. Lo primero que viene a la mente es un sistema de cámaras. Las cámaras ofrecen a los operarios una mayor visibilidad alrededor de la máquina y, a menudo, llaman la atención sobre personas y objetos que se acercan peligrosamente a la máquina.
Por muy importante que sea este tipo de sistema de guiado del operario, el control de la máquina puede hacer mucho más. La tecnología es capaz de detener una máquina cuando se detecta una posible colisión. Además, según Viernow, pueden crearse zonas de evitación en 3D aprovechando otra tecnología clave de la construcción, la geovalla.
"Supongamos que una persona está manejando una excavadora en una zona en la que hay una línea eléctrica justo encima", explica Viernow. "Mediante la geovalla basada en la ubicación, el operador podría establecer una parada automática para que el brazo de la excavadora no pudiera extenderse más allá de un punto determinado". Esto hace que las cosas sean mucho más seguras y menos estresantes para el operador, que es uno de los principales objetivos del control de máquinas.
RELLENAR LA RESERVA DE OPERARIOS CUALIFICADOS
Además de hacer que los equipos sean más seguros y productivos, el control de máquinas también facilita su manejo. Al mejorar la precisión y hacerse cargo de ciertas funciones, el control de máquinas puede ayudar a los operarios a adquirir destreza en menos tiempo y a fatigarse con mucha menos frecuencia.
"No es fácil subirse a un equipo de construcción y empezar a hacer lo que se pide a los operadores", afirma Mairet. "Una tecnología como el control de pendientes puede ayudar a los operadores a sentirse cómodos y a ser productivos mucho más rápido. Incluso las personas que llevan muchos años manejando equipos se beneficiarán de una tecnología que aligere su carga de trabajo. Esto hace que los operadores estén más contentos y sean más productivos".

"Con el guiado de la máquina, se puede coger a un operario competente y convertirlo en distinguido", añade Woods. "Con el control de la máquina, un operario novato podría aprender a cortar grado en un día o así de uso del equipo. Sin este tipo de tecnología, la formación necesaria podría llevar meses, si no años".
En este sentido, el control de máquinas es una solución a la creciente escasez de mano de obra cualificada a la que se enfrenta el sector de la construcción. El control de máquinas permite a los operadores de equipos confiar en los datos en tiempo real y en el funcionamiento semiautónomo, en lugar de en la intuición y en décadas de perfeccionamiento de habilidades.
"Las tecnologías de control de máquinas están modernizando el flujo de trabajo", afirma Mairet. "Los buenos operadores y topógrafos siempre han sido capaces de mantener la pendiente. El control de máquinas está haciendo que el proceso sea mucho más seguro y eficaz. El control de máquinas es realmente un enfoque moderno de cómo damos forma a nuestro mundo".