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Con una ceremonia que se realizará el 9 de enero, en Concepción, en la Universidad del Bío-Bío se inaugurará el esperado Laboratorio de Prototipado Experimental Piloto (PEP Lab), un hito del CIPYCS que permitirá habilitar un ecosistema de producción de innovación basado en ciencia, prototipado y experimentación para la industria de la construcción.

El Laboratorio de Prototipado Experimental Piloto (PEP Lab), que se inaugurará el próximo 9 de enero de 2024 en el Campus de Experimentación de la Universidad del Bío-Bío en la ciudad de Concepción, es un hito del Centro Interdisciplinario para la Productividad y Construcción Sustentable (CIPYCS). “Pero no es solamente eso, significa también un avance considerable y seguro en los objetivos de alto nivel del programa Construye2025, en cuanto a impulsar el desarrollo de la industria de la construcción y del país “a través de la incorporación de innovación, nuevas tecnologías y fortalecimiento del capital humano, teniendo como foco el bienestar de los usuarios y el impacto a lo largo del ciclo de vida de las edificaciones”, como bien se señala en la visión del Construye2025, programa que inspiró e impulsó la iniciativa y bajo cuyo alero se desarrolló”, comenta el Dr. Luis Ariel Bobadilla, profesor titular de la Universidad del Bío-Bío, secretario técnico del Comité Ejecutivo Programa UBB Sustentable 2023-2050.

En ese sentido, el académico cree que el PEP Lab viene a llenar “una sentida necesidad del colectivo de la industria y es un verdadero sueño cumplido para sus impulsores”.

Y es que el PEP Lab permite estructurar y habilitar por primera vez en Chile, en un mismo espacio físico, un Ecosistema de Producción de Innovación basado en ciencia, prototipado y experimentación, denominado (Eco PI UBB CIPYCS). Como explica el doctor Bobadilla, éste es un sistema dotado de facilidades experimentales para cubrir niveles de maduración tecnológica de productos en el rango TRL1-TRL8. Esto equivale a hablar desde su concepción científica básica hasta su materialización como producto tecnológico en la forma de primeras unidades prototípicas a escala uno a uno real, para pruebas finales de conformidad antes de su puesta en el mercado y comercialización. 

“PEP Lab viene a cerrar así la brecha que nos faltaba para llegar a TRL 8, para cubrir las ‘últimas millas’, el tramo entre TRL5 hasta TRL8 que los estudios de base que fundaron el programa Construye2025 identificaron en su momento como una falla crítica que limitaba la capacidad para generar innovación, que motivó precisamente la formulación del proyecto CIPYCS”, detalla el investigador.

Aunque reconoce que ésta una brecha que no se cierra simplemente disponiendo del espacio para prototipar, sino que con mucho más: con capacidades para prototipar a escala real en ambientes industriales controlados y, más importante aún, con capacidad para comprobar y acreditar que los productos poseen las funcionalidades requeridas. “Armar un sistema con esas características en nuestro país es difícil, costó tiempo e importantes otros nuevos recursos económicos, que se tuvieron que apalancar y disponer, en especial para contar con infraestructura de nivel para prototipar a escala real, pero valió la pena todo el esfuerzo”, considera Bobadilla, quien también participa del Consejo Estratégico de la Construcción.

Más innovación para el sector

Así, Eco PI UBB CIPYCS, es, además, un lugar de encuentro entre la industria y la universidad, apropiado para codesarrollar y ejercitar la cooperación, la innovación asociativa, crear redes y construir capital social.

“Eco PI UBB CIPYCS responde a una carencia histórica, una falla que explica en gran parte la baja tasas de innovación en la industria de la construcción. Las capacidades disponibles en las universidades, sirven para producir y probar prototipos a escala reducida, resulta por lo mismo muy riesgoso escalar de ahí a producción industrial y al mercado”, sostiene el académico.

Por ello, con este nuevo laboratorio se espera poder fabricar a escala experimental piloto, primeras unidades como probetas para realizar pruebas de conformidad y/o como modelo para la fabricación masiva. “La unidad está habilitada para replicar condiciones industriales controladas y fabricar, evaluar y producir innovación a costos más convenientes, sean de primeros lotes de producción de nuevos productos en madera, hormigón, elementos reciclados o productos híbridos más complejos. Reduce, por lo mismo, los riesgos inherentes a cualquier proceso de innovación, con lo que crea mejores condiciones para generar desarrollo tecnológico, productivo y social”, asegura.

El Ecosistema lo conforman PEP Lab, la unidad dispuesta para prototipar que se está inaugurando, más 20 otros laboratorios satélites llamados Laboratorios de Control de Conformidad (LCC), que la Universidad del Bío-Bío dispuso se arreglen y utilicen para conformar el Ecosistema de Producción de Innovación. Los LCC son unidades instaladas por la UBB en las últimas dos décadas para apoyar sus procesos de formación e investigación en las áreas de control térmico, higrotérmico, acústico, estructural, biótico, entre otros, y la mayoría son Laboratorios Oficiales de Control Técnico del Ministerio de Vivienda (Minvu). “En estos laboratorios está previsto que se realicen las pruebas de verificación de conformidad y las finales de acreditación y certificación de estándares de desempeños. Una labor cardinal toda vez que hoy no basta decir que un producto es de calidad, la calidad debe acreditarse a través de medios y los organismos que la ley prevé para ello”, dice el ingeniero.

Eco PI UBB CIPYCS dispone de dos líneas de producción: una en Madera y productos derivados y otra en Hormigón y productos reciclados, ambas dotadas de avanzada tecnología de producción, como la primera impresora industrial 3D disponible en Latinoamérica inaugurada recientemente, un Brazo Robótico Industrial, CNC Router, Centro de Armado de Componentes, entre otros. Asimismo, dispone de un Laboratorio de Diseño Integrado para Construcción Aditiva dotado de tecnología BIM de Revit-Autodesk, Cascos EEG y otras facilidades para realizar diseño virtual paramétrico y trabajos en las líneas de Neuroarquitectura, más salas de clases en el mismo lugar, para apoyar procesos de formación y capacitación. “Todas estas facilidades nos ayudarán a producir innovación y potenciar la construcción industrializada y sustentable en Chile”, precisa Bobadilla.

¿Cómo opera PEP Lab?

Ariel Bobadilla describe el siguiente esquema técnico y administrativo: “A través de sus líneas de producción se fabrican prototipos de materiales y elementos a escala real, los que se someten a un proceso iterativo de prueba – verificación de hipótesis – ajustes y modificación – prueba, hasta que la solución alcance el nivel de conformidad establecido o se declare no viable. El prototipo que pasa por ese proceso es normalmente el mejor prospecto resultado de evaluaciones previas realizadas a diversas soluciones alternativas, teóricas y conceptuales con el apoyo de técnicas de simulación numérica y virtuales”.

Importante es señalar también que PEP Lab y el Ecosistema de Producción de Innovación Eco PI UBB CIPYCS, son facilidades que se disponen como bienes públicos, su modelo de negocio, que administrará el Centro de Investigación en Tecnologías de la Construcción de la Universidad del Bío-Bío (CITEC UBB), considera el libre acceso a su uso por parte de la industria y de otras instituciones, salvo solamente los costos de operación y mantención.

Los interesados en asistir a la inauguración pueden inscribirse en este LINK.

Una impresora 3D de gran escala, con el equipamiento más avanzado de Latinoamérica para la construcción aditiva de viviendas de hormigón apropiadas para Chile, inauguró la Universidad del Bío-Bío en su Laboratorio de Prototipado Experimental (PEP Lab) del Centro Interdisciplinario para la Productividad y Construcción Sustentable CIPYCS, en colaboración con el centro de Investigación en Tecnologías de la Construcción (Citec UBB).

La actividad contempló el seminario internacional “Construcción Aditiva: Experiencias y oportunidades para Latinoamérica”, en el auditorio Hermann Gamm de la Facultad de Ingeniería, sede Concepción y, posteriormente, la inauguración y demostración del trabajo de la impresora 3D.

La Universidad del Bío-Bío es un referente nacional e internacional de investigación avanzada en edificación sustentable, con carreras de pregrado, postgrado, laboratorios tecnológicos, ensayos y prototipajes de sistemas constructivos. En ese contexto, desde el año 2018 la UBB, cuenta con una infraestructura, equipamiento y experiencia inicial, pionera en Latinoamérica y en Chile para generar paquetes tecnológicos de manufactura aditiva en hormigón. Desde hace cinco años desarrolla construcción impresa-3D en hormigón con un robot industrial, el cual permite imprimir elementos a tamaño real, y a este se suma la implementación de la impresora-3D de gran escala, constituyendo el equipamiento más avanzado de Latinoamérica en el área, por lo que se ha propuesto promover la industrialización de viviendas impresas-3d en hormigón apropiadas para Chile.

El equipo, un pórtico de dimensiones aproximadas de 5x9x12m, permitirá imprimir volúmenes de forma continua hasta 3,5 m de altura, 6,5 m de ancho y 9 m de longitud, pudiendo además extender las dimensiones de largo. La gigantesca impresora-3D está adscrita al Laboratorio de Prototipado Experimental del Citec UBB y fue adquirida a través de un proyecto FONDEQUIP- ANID EQM210225: Impresora industrial 3D, para prototipado a mayor escala de elementos funcionales y sistemas constructivos con mezclas cementicias optimizadas, liderado por la académicos del Departamento de Ciencias de la Construcción, Dra. Claudia Muñoz Sanguinetti (directora) y Dr. Rodrigo García Alvarado (director alterno), por un monto cercano a los 400 millones de pesos.

Durante la ceremonia inaugural el rector de la Universidad del Bío-Bío, Dr. Benito Umaña, señaló que este es un momento histórico al inaugurar una imponente impresora 3D con tecnología de clase mundial que nos enorgullece como universidad, además del trabajo colaborativo y asociativo que se pone al servicio de la comunidad con un equipo académico y de primer de profesional de primer nivel fruto del trabajo que esta universidad regional y estatal ha desarrollado por largos años.

Por su parte, la seremi de Ciencia, Tecnología, Conocimiento e Innovación de la Macrozona Centro Sur, Sofía Valenzuela, sostuvo que  como gobierno “estamos muy contentos porque se cumplen dos ejes muy importantes, estamos colocando equipamiento mayor en regiones para que se generen capacidades locales que vayan aportando al desarrollo del país y nos alegra tener una directora como Claudia Muñoz liderando esta iniciativa, porque tenernos muy pocas mujeres en dirección de proyectos y, sobre todo, en este ámbito”.

Para la directora del proyecto, Dra. Claudia Muñoz, la impresora 3D da cuenta de las posibilidades de hacer un escalamiento de prototipado a escala real, gracias al trabajo que se realiza hace 5 años en desarrollo tecnológico, con colaboración de redes nacionales e internacionales. “Hoy con este equipamiento hay que pensar en tributar en soluciones reales a los problemas territoriales nacionales, en el déficit y la calidad de las viviendas, los tiempos de desarrollo constructivo, en acortar las brechas tecnológicas territoriales y que tenga un impacto importante en nuestros estudiantes de pre y posgrado, así como en innovación y transferencia tecnológica y colaboración con el sector público y privado”.

Asimismo, el director del Citec UBB, Dr. Ariel Bobadilla, destacó el Laboratorio de Prototipado Experimental, pronto a inaugurarse, lugar donde se encuentra la impresora 3D y que ha sido un logro histórico producto del trabajo y esfuerzo para consolidar el ecosistema de producción de innovación en la Universidad del Bío-Bío.

El grupo de construcción aditiva de la UBB ha ejecutado más de cincuenta elementos impresos, incluyendo mobiliario urbano funcional con bancas y jardineras, columnas, y muros de escala real, constituyendo récords nacionales de impresión en esa altura. Además, se han desarrollado procedimientos de diseño y modelación paramétrica, evaluaciones estructurales, diseños de mezclas para impresión trabajando en conjunto con empresas del rubro, quienes han apoyado el desarrollo tecnológico desde el año 2018; Cementos Bío Bío y aditivos químicos SIKA®, logrando reconocimientos internacionales en revistas científicas y ser finalista el concurso MarcoPolo 100 de innovación tecnológica de la construcción, en que se elaboraron prototipos para vivienda en Toronto, Canadá.

Actualmente, el equipo de investigadores estudia y avanza en soluciones para los refuerzos estructurales para la capacidad antisísmica de las edificaciones impresas, en el diseño de viviendas sensibles al clima y las necesidades de distintos grupos de personas, y en mezclas cementicias con baja huella ecológica, considerando la incorporación de áridos reciclados en su matriz de diseño y adiciones como cenizas volantes u otros subproductos industriales, en concordancia con principios de economía circular y metas de carbono-neutralidad nacionales y globales.

Fuente: Universidad del Bío-Bío

Por Dr. Ariel Bobadilla Moreno, profesor titular de la Universidad del Bío-Bío, secretario técnico del Comité Ejecutivo Programa UBB Sustentable 2023-2050.

La Hoja de Ruta RCD Economía Circular en Construcción 2035, elaborada en el contexto del Programa Construye2025, declara en su parte introductoria, la ambición de impulsar políticas de Estado en torno a la economía circular, integrando al sector privado y a la academia, para los fines de promover trabajo colaborativo, definiciones comunes, acuerdos, políticas, prácticas y metas de mejora, que den un impulso a la transición hacia una economía circular del sector construcción y sus cadenas de valor. A nivel operativo, define estrategias y acciones concretas para superar desafíos y brechas, con un sueño en común, el de “un país que gestiona sus recursos en forma eficiente, impactando positivamente en los ámbitos social, ambiental y económico”; condición que el colectivo de la industria debe entender como premisa de sustentabilidad básica y, más que un problema, una oportunidad para la generación de nuevos mercados y empleos verdes.

El rol de la academia es fundamental para el cumplimiento de ese sueño común. En dicho entendido, la Universidad del Bío-Bío (UBB) junto a un importante grupo de instituciones de educación superior (IES) forma parte del Acuerdo de Producción Limpia II (APL II). EL APL II para IES, es el único instrumento de política pública que certifica a las instituciones como Campus Sustentables, conforme a un detallado y minucioso proceso que toma 36 meses; acuerdo gestado por la Red Campus Sustentable y la Agencia de Sustentabilidad y Cambio Climático, con el objetivo de fortalecer la sustentabilidad de las Instituciones de Educación Superior, promoviendo acciones que contribuyan a la reducción de gases de efecto invernadero y a la adaptación al cambio climático.

Con la firma del APL II por parte de la UBB, el nuevo gobierno universitario comprometió, además, la construcción de una Hoja de Ruta 2023 – 2050 UBB Sustentable, con metas al 2035 y 2050 que se hacen coincidir con las metas comprometidas por el Estado de Chile a esos años. El gran desafío institucional es desarrollar e instalar capacidad para crear más valor con menos impacto sobre el medio ambiente a lo largo de su ciclo de vida, medir y monitorear el impacto y obtener certificación tercera, toda vez que hoy no basta decirse sustentable. 

El proceso se inició con la instalación de una gobernanza triestamental (estudiantes, funcionarios administrativos y académicos) y un comité ejecutivo asesor, que cuenta con la participación de investigadores líderes del país en disciplinas atingentes a la sustentabilidad, que por diversas razones habían estado fuera de este proceso. En paralelo, se desarrolla la política de sustentabilidad de la institución, en proceso de consulta pública actualmente, y un levantamiento de línea base de consumos de energía, agua y residuos, que compromete la revisión de más de un centenar de edificios y reparticiones en los tres campus universitarios, el Campus de la sede Concepción en la región del Biobío y los campus la Castilla y Fernando May en la sede Chillán de la región de Ñuble, trabajo que ejecutan un grupo de más de 20 alumnos de los últimos niveles de las carreras de arquitectura e ingeniería en construcción de la Universidad, capacitados previamente con ese fin. Con este trabajo se busca establecer a lo menos cuatro indicadores básicos a medir y monitorear en las décadas que vienen: cantidad de energía, de agua, de residuos y de emisiones de gases de efecto invernadero por alumno año. 

Para esos propósitos, el plan considera intervenciones en las bases de diseño y construcción de edificios, en las de compra y adquisiciones, así como en la de gestión de todos los recursos que la institución destina a sus funciones de formación, investigación y vinculación con el medio. Promueve una operación amigable con el medio ambiente, muy importante en una institución de educación superior, que forma profesionales en esos temas, considerando el gran valor que tiene el ejemplo como método de enseñanza.

Por Ariel Bobadilla, director del Centro de Investigación en Tecnologías de la Construcción CITEC UBB, y miembro del Consejo Directivo de Construye2025.

Cumplido seis de los 10 años de su programa, Construye2025 se encuentra en un proceso de revisión y actualización de su Hoja de Ruta (HR) y de funcionamiento de su programa de cara a la implementación de su tercera etapa. 

La revisión realizada a la fecha arroja que se ha progresado en la consecución de metas, pero el propósito para lo que resta debe ser, necesariamente, “Acelerar la transformación de la construcción, para juntos avanzar hacia un país más productivo y sustentable”, poniendo énfasis estratégicos en 10 iniciativas priorizadas en cuatro ejes estratégicos, a saber: Construcción industrializada, Construcción Sustentable, Innovación y Mejora Continua (I+D+i) y Construcción 4.0. Trabajo para el cual la industria y universidades deberán cultivar una vinculación bidireccional con más sentido en la realidad y conocimiento de las realidades de unos y otros. 

Con el resultado surgen también, naturalmente, al menos cuatro preguntas básicas a responder: (a) ¿Cuánto hemos avanzado?; (b) ¿Los problemas mantienen vigencia; (c) ¿Qué otros problemas y/u oportunidades han surgido en el intertanto y; lo más importante, (d) ¿Cómo nos organizamos como colectivo para enfrentar con éxito lo que resta del programa?

¿Cuánto hemos avanzado en el mejoramiento de la productividad y sustentabilidad?: El programa identificó en sus comienzos 153 brechas susceptibles de abordar a través de distintas iniciativas, su estado y nivel de avance es el siguiente: 8 brechas han sido cubiertas; 51 mantienen vigencia, pero con trabajos en desarrollo y; de 71 no se cuenta con información y 21 no se han iniciado. Desconociendo la dinámica propia de cada proceso de reducción de brecha y a falta de una métrica objetiva para medir el impacto sobre los resultados esperados del programa, lo que existe son más bien percepciones en cuanto a que se ha mejorado la productividad del subsector edificaciones y la sustentabilidad de los productos y procesos, no más que eso. Iniciativas señeras como Plan BIM, Sistema de Gestión TCQ (Metabase), Centros de Investigación y Extensión y otras alimentan esa percepción. Está pendiente, sin embargo, acordar e implementar una métrica objetiva de medición y evaluación de resultados para poder, en algún momento, responder objetivamente a esa pregunta. Una acción reconocida como clave en cualquier proceso de innovación y mejoramiento continuo, como el que se pretende implementar.

¿Los problemas mantienen su vigencia?: En términos generales sí, lo que ha pasado y suele suceder, son más bien reordenamientos y cambios de enfoque para mejor responder a problemas antiguos, como los de eficiencia energética e hídrica, productos sustentables, certificación sustentable y sustentabilidad en general, que se agrupan ahora bajo el concepto de economía circular. Se busca con lo mismo vincular más correcta y convenientemente los problemas de la sustentabilidad a oportunidades de trabajo, negocio y crecimiento económico. Como bien señala el último informe del Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC): “a menos que haya reducciones inmediatas, rápidas y a gran escala de las emisiones de gases de efecto invernadero, limitar el calentamiento a 1,5 °C estará más allá de nuestro alcance”. Esa parece ser la meta de la humanidad en estos momentos, para lo cual, entre otras cosas, es necesario cambiar el paradigma de modelo de producción y consumo por otro más ecoeficiente y circular, que implica reutilizar, reparar, y reciclar materiales y productos existentes todas las veces que sea necesario.

¿Qué otros problemas y oportunidades nuevas han surgido en el intertanto? Claramente la pandemia y la crisis sanitaria que todavía enfrentamos ha sido el evento disruptivo más importante. Una suerte de laguna que ha postergado metas de trabajo e inversión, que en este caso ha afectado de manera importante a la MIPYME más vulnerable de la industria, la menos preparada tecnológica y digitalmente. La reactivación de este sector será prioridad del Estado para los años que vienen. La inversión pública en la etapa post pandemia, deberá ir en ayuda de los sectores y subsectores más afectados, las universidades deben leer bien esas señales y prepararse. El esfuerzo se deberá focalizar en proyectos que fortalezcan la innovación y transferencias de soluciones nuevas o significativamente mejoradas a las ya existente, ideal con atributos competitivos de eco eficiencia demostrables y con alto potencial de generación de empleos y por lo mismo de negocio. Se espera que el esfuerzo público sea capaz de arrastrar volúmenes de inversión privada más significativos y consistentes con la situación de crisis que enfrenta el sector. Proceso donde las alianzas público privadas y el trabajo de las universidades como oferentes tecnológicos será fundamental.

¿Cómo nos organizamos como colectivo para enfrentar con éxito lo que resta del programa, en particular las universidades? Hoy más que nunca la sociedad exige a las universidades respuestas más inmediatas y diversificadas que las que tradicionalmente ha entregado a través de sus programas de formación de profesionales. Le exige atender, además, sus necesidades de producción de innovación y de formación para el trabajo, en un contexto de crecientes demandas sociales y “acelerar en ese empeño”, como se ha señalado. Actores importantes en dicho cometido deberán ser los centros tecnológicos creados al alero del programa, CIPYCS y CTeC, y demás oferentes tecnológicos del mercado, actores principales junto con la industria del proceso de producción de innovación y mejoramiento continuo.

En este escenario, es fundamental que el trabajo de creación de ideas y de apoyo a la resolución de problemas que realizan universidades e investigadores, se vincule cada vez más estrechamente a la producción de innovaciones para el bienestar de la sociedad. Algo que no deja de ser complejo considerando la gran masa de investigadores y el equipamiento para producir innovación está en las universidades y debe servir a múltiples otros propósitos, además. La figura del investigador gobernanzas e infraestructura jornada completa dedicado a producir innovación prácticamente no existe en Chile, no existe mercado para ello todavía. Será fundamental entonces, que las universidades consigan alinear y sumar mejor sus capacidades, practicar una mejor forma de cooperación y, sobre todo, generar gobernanzas y sinergias conducentes a entregar el servicio que la industria y la sociedad toda le demanda, de la forma más costo eficiente posible.