Un estudio publicado recientemente por un equipo de investigadores de la Universidad Tsinghua de Beijing reveló planes para construir una presa de 594 pies de altura utilizando robots, impresión 3D e inteligencia artificial. Los investigadores afirman que no es necesario emplear mano de obra humana directamente en la construcción de esta estructura masiva: si el plan avanza, la presa produciría 5 mil millones de kWh de electricidad al año. Esta cantidad de energía será suficiente para satisfacer la demanda de energía de 50 millones de hogares en China.
La presa de Yangqu se encuentra en el segundo río más grande de China, el río Amarillo, donde fluye a través de la provincia de Qinghai en la meseta tibetana. Ya existe una represa en el río, por lo que la propuesta pasa por ampliar la estructura existente y aumentar su capacidad de generación de energía, convirtiéndola en una de las represas más grandes del mundo. Si todo sale según lo planeado, la represa de Yangqua se convertirá en la estructura impresa en 3D más grande jamás hecha por IA en el planeta.
Impresión 3D sin impresora
La tecnología de impresión 3D a escala de construcción implica el uso de impresoras 3D gigantes para producir capas de hormigón que forman la estructura. Por el contrario, los investigadores de la Universidad de Tsinghua han desarrollado un método que les permite imprimir concreto en 3D sin una impresora. Planean utilizar un enfoque de fabricación aditiva que emplea un sistema de programación computarizado que tiene en cuenta la estructura 3D. Utilizará robots controlados por IA en lugar de una gran impresora 3D para construir la mejora de la presa de Yangqu.
Según el estudio, el sistema de programación utiliza el modelo de diseño de la presa para determinar la cantidad de material necesario para construir una sección particular de la presa. Los robots de construcción asignados a esa sección luego recolectan el material de relleno y lo descargan en el lugar objetivo. Finalmente, realizan un “pavimentado y rolado inteligente” para convertir el material en una capa impresa en 3D. Repetir este proceso crea múltiples capas que eventualmente completan la sección.
Al explicar el proceso en detalle, el autor principal del estudio y la facultad de la Escuela de Ingeniería Civil de la Universidad de Tsinghua, LIU Tianyun, escribieron: “Una vez que se termina cada capa de construcción, los robots envían información del estado de la construcción al sistema de programación. Luego, el proceso de llenado completo se imprime paso a paso bajo el control del sistema de programación de impresión 3D”. Durante la construcción, cada robot trabaja como mano de obra y como entrada al sistema de programación; colectivamente, los robots funcionan como una gran impresora 3D.
Este enfoque único podría ahorrar tiempo y recursos, permitiendo la construcción de varias secciones de la represa de Yangqu a la vez y sin una impresora 3D voluminosa que puede requerir asistencia humana continua. La represa de Yangqu hecha por robots está programada para estar operativa en 2024, menos de dos años a partir de ahora. Puede contrastar eso con dos de las otras presas más grandes hechas por el hombre, la presa de Oroville en los EE. UU. y la presa de las Tres Gargantas en China, que tardaron siete y nueve años en completarse, respectivamente.
Gran idea, ¿sucederá?
La presa de Yangqu no es la primera idea impresionante de fabricación aditiva propuesta por los investigadores de la Universidad de Tsinghua. En 2021, otro equipo de científicos dirigió el desarrollo de un puente retráctil impreso en 3D en Shanghái. Este puente de nueve metros de largo se controla a través de Bluetooth y puede expandirse por completo en menos de 60 segundos. El equipo también imprimió en 3D un edificio de biblioteca y un puente de hormigón de 86 pies de largo en el pasado. Dados estos éxitos pasados, existe la posibilidad de que el gobierno siga adelante con la última idea de este grupo.
Sin embargo, cuando la impresión 3D se combina con IA y robots (como está previsto para el proyecto de la presa de Yangqu), también puede plantear problemas. La construcción de una estructura masiva similar a la represa de Yangqu generalmente requiere cientos de trabajadores humanos y muchos otros tipos de trabajadores poco calificados; la adopción generalizada de robots impulsados por IA podría poner fin a estos trabajos.
Los trabajadores calificados representan aproximadamente el 30 por ciento de la fuerza laboral total de China, por lo que las prácticas de automatización podrían amenazar el sustento de una gran población en el país. La seguridad también es increíblemente importante para las represas de este tamaño y no tenemos experiencia en evaluar el resultado de este tipo de proceso.
La impresión 3D tiene varias ventajas sobre los métodos de construcción tradicionales; por ejemplo, una casa pequeña que puede tardar meses en completarse se puede construir en 24 horas y con un presupuesto mucho más bajo utilizando la impresión 3D. La NASA incluso tiene planes de emplear la impresión 3D para construir estructuras amigables para los humanos en la Luna. El enfoque propuesto en este documento tiene el potencial de brindar más opciones para la construcción futura al deshacerse por completo de la impresora.
Revista de la Universidad de Tsinghua, 2022. DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2022.25.045 (Acerca de los DOI)
Rupendra Brahambhatt es una periodista y cineasta experimentada. Cubre noticias de ciencia y cultura, y furante los últimos cinco años, ha trabajado con agencias de noticias, revistas y marcas de medios que operan en diferentes partes del mundo.