Robotizzazione nei cantieri 4.0: la posa automatizzata dei mattoni

Digitalizzazione dell’industria delle costruzioni: saranno i robot a costruire le nostre case nel futuro?

Pur essendo uno dei settori meno digitalizzati della nostra economia, insieme all’agricoltura, l’edilizia non potrà ignorare a lungo i cambiamenti che l’Industria 4.0 sollecita: digitalizzazione, interconnessione dell’intera filiera produttiva, automazione, internet delle cose, ecc.

Vanno in questa direzione, per quanto riguarda il cantiere edile, i robot per la posa automatizzata di mattoni recentemente sperimentati (e già sul mercato) da due società, una australiana e una statunitense. I robot sono stati ideati sul modello delle stampanti 3D, sono collegati a un software che ne dirige l’attività e richiedono un minimo intervento da parte dell’uomo nell’intera fase di costruzione.

Al di là dei vantaggi evidenti in termini di efficienza, di sicurezza, di tempo e di costi, se in futuro il lavoro manuale sarà affidato sempre di più alle macchine e non più all’uomo, si pone necessariamente l’imperativo di ridefinire il mercato del lavoro della quarta rivoluzione industriale, prendendo atto di quali nuove professionalità saranno necessarie e quali invece presto scompariranno, adattando inevitabilmente il sistema della formazione alle nuove esigenze.

HADRIAN X: La prima soluzione digitale al mondo per le costruzioni

Hadrian X è il nome della rivoluzionaria macchina per la posa di mattoni proposta dalla società australiana di tecnologia per robotica Fastbrick Robotics Limited (ASX:FBR). Il nome evoca quello dell’imperatore romano Adriano, che costruì il famoso “vallo” in mattoni, lungo oltre 70 miglia nel nord della Gran Bretagna.

Hadrian X è un sistema mobile 3D per la posa robotizzata dei mattoni brevettato a livello internazionale. A partire dalla progettazione computerizzata della struttura dell’edificio, Hadrian X gestisce il caricamento automatico, il taglio, la rotazione e la posa di tutti i mattoni necessari per completare la struttura.
Nel 2007, l’Australia occidentale ha attraversato una fase in cui la disponibilità di muratori scarseggiava.

Il prototipo di Hadrian X, Hadrian 105, all’opera

La società così ha avuto l’idea di creare una macchina per la posa automatica dei mattoni ed è stata in grado di riprendere la tecnologia già sviluppata e progettata in passato e di applicarla a un robot che avrebbe avuto una non indifferente potenzialità redditizia sul mercato. Hadrian X è una macchina ad alto contenuto tecnologico costruita con acciaio, alluminio e materiali composti da fibra di carbonio, utilizzando le più moderne tecniche di manifattura. La maggior parte dei componenti del robot sono prodotti attraverso l’uso di macchinari CNC (Computer Numeric Controlled), mentre il robot stesso si autogestisce grazie a una sofisticata rete di computer, telecamere robotizzate, servomotori e sistemi di tecnologia brevettate per la compensazione del braccio meccanico, che monitorano e controllano la posizione per la messa in opera senza considerare le interferenze dinamiche.

In base alle recenti stime sulla performance, Hadrian X è in grado di posare circa 1000 mattoni all’ora, rispetto ai 400-800 mattoni al giorno della posa manuale. Questo, unito alla capacità di lavorare 24 ore su 24 e 7 giorni su 7, praticamente in qualunque condizione ambientale, significa che un’abitazione standard in mattoni può essere completata in 2-3 giorni. La macchina, inoltre, utilizza uno speciale collante industriale al posto della tradizionale malta, fattore che aumenta la resistenza della struttura, l’efficienza termica e acustica dell’edificio e riduce ulteriormente i tempi di costruzione perché non prevede ritardi per l’attesa del fissaggio della malta.

Hadrian X è stata progettata per gestire una gamma universale di mattoni e blocchi di dimensioni fino a 500 mm x 250 mm x 250 mm. Attraverso l’utilizzo del software pensato su misura, vengono generati i modelli 3D, trasmessi i dati a Hadrian X e il robot inizia a costruire la struttura proprio come una stampante 3D, inclusi il taglio e la rotazione dei mattoni per i servizi elettrici e idraulici. Già entro qualche giorno la struttura è pronta per le prime rifiniture. Nella fase di carico, taglio e posa dei mattoni, la mano dell’uomo non deve toccare neanche un mattone. Finestre, architravi ed altri elementi sono stati inclusi nel sistema Hadrian X.

Le cornici delle porte e delle finestre vengono posizionate dall’alto una volta che viene raggiunta l’altezza desiderata, oppure fissate come cornici separate, una volta che il processo di costruzione è completo.

Hadrian X vanta un sistema di compensazione del braccio mobile, lungo 30 metri, non influenzato da fattori esterni come il vento e le vibrazioni, permettendo così di raggiungere un alto livello di precisione. Si tratta di una tecnologia Fastbrick Robotics, unica e brevettata negli Stati Uniti, Canada, Cina, Australia, Regno Unito e molti altri Paesi dell’Unione Europea. Il brevetto è in continua fase di aggiornamento, fase che proseguirà anche in futuro finché nuovi mercati si apriranno per la società.

Construction Robotics: SAM 100

L’altro esempio di tecnologia innovativa nell’industria delle costruzioni è SAM100, acronimo di Semi-Automated Mason, un robot per la posa dei mattoni progettato e ingegnerizzato dalla società statunitense Construction Robotics. SAM100 è il primo robot per la messa in opera dei mattoni per le costruzioni in loco ad essere stato commercializzato sul mercato. SAM100 è stato progettato per lavorare insieme al muratore, assistendolo nel lavoro ripetitivo e stancante della posa di ogni singolo mattone. Il lavoratore continuerà ad avere la gestione del sito produttivo e della qualità finale della costruzione, ma migliorerà la propria efficienza grazie all’uso di SAM.

Construction Robotics, SAM 100

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Rubrica a cura di ANDIL

Articolo tratto da LIT 4