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Ecco come la Robotica incontra l'Edilizia

Robotica e Intelligenza Artificiale

La robotica avanzata per il settore delle costruzioni: robot a cavo

21 mag, 2020

 In questo articolo vi parleremo della robotica a servizio di uno dei campi più importanti in Edilizia: quello della realizzazione di facciate ed in generale delle opere che coinvolgono questa parte dell’edificio.

Il progetto innovativo dei robot a cavo affronta modi completamente nuovi di utilizzare la robotica e i sistemi autonomi nel settore delle costruzioni, in cui la presenza di questo tipo di prodotti è ancora esigua, mentre il tipo di lavoro, pesante e a rischio in determinate situazioni, è proprio del genere in cui la robotica può dare una grossa mano.

Robotica avanzata - ARTES 4.0

In particolare, questa soluzione guarda all’introduzione di un significativo livello di automazione nell’attività di installazione di sistemi di facciata.

Quando una nuova tecnologia si diffonde, alcune applicazioni ne diventano più velocemente rappresentative, forse per immediatezza e buon senso, forse perché più belle e facili da comunicare.

Se pensate a un robot collaborativo, quali utilizzi vi vengono alla mente per primi? 

Forse le applicazioni per assemblaggio? Oppure i robot umanoidi per la compagnia o l’accoglienza?

I casi d’uso più diffusi, d’altra parte, ci dicono che i primi ambiti in cui si sta diffondendo la robotica avanzata sono quelli in cui si può evitare alla persona di compiere lavori pericolosi, pesanti e usuranti.

E quindi, se anche in pochi penserebbero di primo acchito ad un’applicazione in ambito edilizia e costruzioni, pensandoci meglio possiamo capirne tutti il senso. 

 

Il problema

Il settore edile europeo è quello che dà impiego al maggior numero di addetti dell'Unione europea, contribuendo a circa il 9% del PIL. 

Ha un fatturato annuo di € 1.200.000 milioni e una forza lavoro diretta di 14 milioni di persone.

Per quanto riguarda la realizzazione di facciate, uno dei tanti ambiti di questo enorme settore, esiste un processo tradizionale che consiste nell'utilizzare una torre o una gru mobile che raccoglie e carica il pannello della facciata, mentre diversi operatori, siti all'interno dell'edificio, posizionano e fissano i pannelli su un sistema di connettori precedentemente ancorato.

L'installazione richiede molto tempo ed è quindi costosa, oltre ad essere ovviamente pericolosa per gli operatori stessi.

Solo questo segmento di mercato in Europa vale €30 miliardi.

 

I problemi principali

Il processo della realizzazione di facciate è ancora fortemente manuale e fonte di molti problemi, fra cui:

  • mancanza di sicurezza;

  • mancanza di controllo (qualità e utilizzo DPI);

  • bassi livelli di precisione.

Abbiamo parlato di pannelli per le facciate: se guardiamo al mondo della produzione e a quello dell’installazione di pareti prefabbricate, esiste tra i due un enorme divario per quanto riguarda il livello di automazione.

 

La soluzione di Robotica avanzata

In questo caso d’uso proviamo ad affrontare la sfida principale: consentire l'installazione di moduli per facciate continue tramite cavi in grado di operare autonomamente in uno spazio di lavoro verticale molto ampio (edifici fino a 30-40 piani), in ambiente outdoor e con dispositivi attivi a bordo.

Il prototipo realizzato, un robot a cavi, è progettato per costruire, riparare, pulire e in generale operare sulle facciate di edifici.

Robotica avanzata - ARTES 4.0

Si tratta di un sistema di costruzione utile per realizzare facciate continue, assemblate dal robot stesso, in cui quest'ultimo lavora su piani verticali o anche inclinati;

Oltre al robot a cavi, tecnologia estremamente innovativa, la soluzione integra diverse altre tecnologie.

Il robot infatti, ha a bordo un braccio e un kit modulare in grado di ospitare diversi strumenti di lavoro, che può essere diverso in base all’esigenza del momento.

Inoltre, il sistema ospita anche tutti i dispositivi accessori necessari per il rilevamento e il controllo della posizione e del corretto funzionamento del sistema. 

Questa soluzione ha già un primo Cliente, fortemente coinvolto in prima persona nel progetto di innovazione: il partner industriale principale è infatti un’azienda Italiana di eccellenza internazionale, la Focchi SpA di Rimini, che progetta e realizza facciate continue ad alto contenuto tecnologico e di servizio.

 

Gli effetti collaterali positivi dell'innovazione

Chi ha progettato questa soluzione, data l’opportunità di avere un robot posizionato in luoghi scomodi ma critici, ha pensato di aggiungere la possibilità di fargli svolgere altri compiti, come:

  • la scansione della struttura dell'edificio per ottenere piani altamente precisi del suo stato finale;

  • la connessione con il modello BIM dell'edificio e, in accordo con esso, l’esecuzione di altri ruoli oltre quello di realizzazione, quali l’imbiancatura o verniciatura, la pulizia di una facciata continua (utilissima per le facciate in vetro di  grattacieli), la sostituzione di elementi danneggiati, la riparazione di crepe, la manutenzione di pannelli solari, ecc.

Insomma abbiamo un sistema robotizzato industriale  altamente automatizzato, economico, affidabile, flessibile, robusto, efficiente, facile da usare, dotato di un kit per l’estremità modulare, ed equipaggiato con dispositivi attivi a bordo per ambienti esterni. Le abilità di sistema mirate sono capacità di configurabilità, adattabilità, interazione, movimento, manipolazione e percezione.

 

L'impatto: leadership europea nelle costruzioni e nella robotica

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Questo progetto aspira a dare alle aziende europee un importante vantaggio competitivo: 

  • automatizzare un processo il cui risultato è importante al punto tale da poter dare una marcia in più e rafforzare il settore delle costruzioni in Europa;

  • confermare una volta di più l'industria robotica europea come riferimento nei nuovi mercati della robotica.

È stato stimato che la soluzione consentirà di 

  • ridurre fino al 90% il numero di incidenti sul lavoro;

  • ridurre circa il 20% dei costi di installazione; 

  • ridurre del 45% dei costi annuali di manutenzione e pulizia.

 

Scritto da

Luca Odetti
Luca Odetti

Di formazione Informatico, Luca ha una lunga esperienza di ricerca, sviluppo e innovazione nel mondo della biorobotica e delle tecnologie per l’autonomia personale, e da 10 anni dirige il nodo italiano di Tecnalia, socio fondatore di ARTES 4.0. Tecnalia, che ha la sua sede principale nei Paesi Baschi, con oltre 1000 tecnici e ricercatori è uno dei più importanti attori privati del sistema Europeo di Ricerca, Sviluppo e Innovazione tecnologica, e un partner strategico per grandi e piccole imprese nel mondo del 4.0: dall’Industria all’Energia, dalle Costruzioni alla Salute e all’Agroalimentare.

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