La madera reconstituida ha surgido como una alternativa sustentable para reemplazar a los componentes de concreto en las construcciones, ya que estos contribuyen, por sí solos, al 8% de las emisiones globales de CO2. Con varios ejemplos en diferentes escalas y programas, este material ha demostrado ser prometedor para revolucionar la industria, agregando eficiencia, resistencia y confort. Incluso cuando tratamos con procesos altamente estandarizados y eficientes en la fabricación de las piezas estructurales, siempre hay lugar para mejorar y reducir el desperdicio. Principalmente porque el proceso industrial tradicional de cortar los troncos en partes puede generar residuos sustanciales.
En este contexto surge A.I. Timber, un material de construcción innovador diseñado para minimizar el desperdicio al preservar los contornos naturales de los árboles. En lugar de los métodos convencionales de cortar troncos individuales en tablas estandarizadas, A.I. Timber utiliza la Inteligencia Artificial de manera ingeniosa para encajar estos troncos como las piezas de un rompecabezas perfectamente ensamblado. Para comprender más sobre la iniciativa y el futuro de este material, conversamos con Carlo Ratti y Mykola Murashko, quienes coordinaron el proyecto.
Siendo un material natural, la madera siempre reflejará las condiciones de crecimiento del árbol, desde el clima, los vientos predominantes o incluso su posición en el bosque. Al examinar una sección transversal de un tronco, podemos identificar diferentes partes, como el alburno y el cerne, cada una con su propia resistencia y características distintas. La forma en que se corta y se divide el tronco en tablas o piezas estructurales desempeña un papel crucial en la definición de la funcionalidad y las características de las secciones resultantes. La innovación presente en A.I. Timber consistió en utilizar el propio contorno natural de las piezas para reducir los desperdicios y no segmentar las fibras de la madera. Se emplearon algoritmos de IA y herramientas de mecanizado digital para digitalizar un conjunto de troncos en bruto, convertirlos en tablas y determinar el arreglo ideal para su montaje. Esto resulta en paneles de madera con tablas interconectadas que se alinean perfectamente, minimizando la remoción del material natural del árbol. El método fue desarrollado por Maestro, una startup de tecnología de construcción recién creada, fruto de las mentes creativas de CRA-Carlo Ratti Associati y desarrollado en colaboración con estudiantes e investigadores del MIT y de la Universidad de Tongji.
A.I. Timber se inspira en la propia naturaleza. Con la tecnología adecuada, podemos trabajar con formas naturales en lugar de hacerlo en su contra. - Carlo Ratti
El arquitecto continúa explicando que "la producción industrial moderna se basa en la estandarización, pero cada árbol crece en diferentes direcciones. Cuando cortas árboles únicos en paneles uniformes, desperdicias toda la madera que no se ajusta. Para un panel típico de CLT, hasta el 60% de la madera que cortas se convierte en virutas o se quema. Nuestro método es diferente. Utilizamos tecnología LiDAR para escanear un conjunto de registros en bruto y desplegamos la IA para ajustarlos juntos como piezas de un rompecabezas, haciendo el mínimo número de cortes y utilizando toda la madera disponible".
Sobre la tecnología en sí, Mykola Murashko, CEO y cofundador de Maestro Technologies, sostiene que "Sin la inteligencia artificial, no sería posible fabricar este material. La tecnología nos permite calcular los medios óptimos para aserrar un conjunto de registros con el fin de reducir el desperdicio de madera. Específicamente, nuestro algoritmo minimiza la función de pérdida asociada con el volumen de madera que debe ser cortado para teselar un conjunto de láminas en una capa de CLT. Maestro construyó un flujo de trabajo integrado para implementar esta tecnología en la producción, conectando la tecnología de imagen con la IA para generar instrucciones de máquina personalizadas para la aserradora y la CNC. Nuestro flujo de trabajo impulsado por IA nos permite ofrecer artesanía personalizada a velocidades industriales".
Cuando respetas el contorno original del árbol, no solo ahorras una cantidad tremenda de madera, sino que también obtienes una forma hermosa y única como resultado. - Mykola Murashko
Mykola agrega: "Además de la estética, las láminas entrelazadas dentro del panel de CLT mejoran su rendimiento estructural al actuar contra las fuerzas de corte dentro del panel. En otras palabras, el material se mantiene unido. Esto podría, en el futuro, permitirnos usar menos pegamento en la producción de CLT".
La principal pretensión del proyecto es emplear la tecnología para cerrar la brecha entre el diseño y la fabricación, permitiendo que una red de proveedores produzca piezas personalizadas en una escala sin precedentes, lo que resulta en edificios transportables y hechos a medida. Esta metodología cumple la promesa de hacer que la construcción sea más eficiente, rápida y ecológica que nunca. Carlo Ratti agrega que "Maestro, nuestra startup de construcción, se basa en un plan mayor para revolucionar cómo construimos: A.I. Timber es solo la primera pieza. Creamos diseños personalizados en un entorno digital, luego los enviamos a una red de fábricas europeas que construyen todas las piezas personalizadas. Como dirigir una sinfonía, Maestro dirige a las fábricas para crear el edificio en piezas, luego lo envía al destino en el Maestro Flatpack".
La prefabricación elimina todo el tiempo y el costo de un sitio de construcción tradicional: el ensamblaje final es tan fácil como unir las piezas. Materiales ligeros y personalizables como A.I. Timber hacen posible este método. Hará que la construcción sea más barata, más ecológica y de mayor calidad que cualquier cosa que hayamos hecho antes. - Carlo Ratti
El primer prototipo de A.I. Timber se fabricó en Shanghai a principios de este verano durante la conferencia DigitalFUTURES, organizada por el profesor de la Universidad de Tongji, Philip Yuan. Durante un taller de una semana de duración, Murashko y Nikita Klimenko del MIT guiaron a un equipo internacional de investigadores en el uso de la A.I. Timber para construir una estructura de prueba conceptual: un pequeño pabellón triangular interactivo utilizando el sistema.
Equipo Maestro: Carlo Ratti, Mykola Murashko, Nikita Klimenko, Ginevra Nazzarri
Equipo de la Universidad de Tongji y DigitalFUTURES: Adelaide Tremori, Dan Luo, Filippo Innocenti, Hongsheng Jiang, Hanlin Dong, Jin Gao, Jinghan Wu, Lijun Xiao, Maria Francesca Toti, Guglielmo Sobrini, Qiming Sun, Ruipeng Wang, Wenlei Yang, Wenzhuo Zhao, Xu Cheng, Yantong Xie, Yuqing Huang, Ziying Qi, Toto Tan, Zhihao Zhou, Zhiyi Lin
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