Los ingenieros chinos están utilizando robots de construcción equipados con inteligencia artificial para desarrollar ferrocarriles a un ritmo sin precedentes.
Una línea de tren de alta velocidad circula cerca de Wuhan. Foto: Xinhua
La red ferroviaria de alta velocidad de China, la más grande del mundo , está a punto de expandirse aún más. A finales de este año, varias líneas nuevas se unirán a la enorme red ferroviaria electrificada del país, incluyendo la línea Fuzhou-Xiamen (277 km), la línea Cantón-Shantou (203 km) y la línea Shanghái-Nankín (278 km). Cuando estén operativas, las nuevas líneas tendrán más del doble de longitud que toda la red ferroviaria de alta velocidad de Alemania, y cada línea ofrecerá trenes capaces de alcanzar una velocidad máxima de 350 km/h, según SCMP .
Sin embargo, los ferrocarriles más modernos se diferencian de la mayoría de los existentes en que son construidos por robots especialmente diseñados. Este método de construcción automatizado ha sido probado y aprobado para su uso en futuros proyectos ferroviarios de alta velocidad, según Wang Peixiong, ingeniero jefe de la Corporación de la Oficina de Electrificación de la Construcción Ferroviaria de China. El despliegue de robots para construir ferrocarriles elevados electrificados a gran escala es un hito para la industria, ya que demuestra que las máquinas pueden asumir gran parte del trabajo que requiere mucha mano de obra, incluida la construcción de ferrocarriles de alta velocidad.
La construcción de ferrocarriles implica diversas tareas, como la excavación, la nivelación, el tendido de vías, la construcción de puentes y túneles, y la instalación de sistemas de señalización y comunicación. Se trata de una infraestructura costosa que requiere una gran cantidad de trabajadores manuales, así como profesionales cualificados y capacitados. En el pasado, los proyectos ferroviarios eran muy peligrosos. Por ejemplo, el ferrocarril que atravesaba la Sierra Nevada en Estados Unidos requirió más de 10 000 obreros.
Hoy en día, los robots y otras tecnologías avanzadas se encargan de gran parte del laborioso trabajo de la construcción ferroviaria. En 2018, por ejemplo, China introdujo una máquina automatizada capaz de tender vías férreas de alta velocidad a un ritmo de 1,5 kilómetros al día. En 2021, la mayor precisión y la capacidad de trabajar 24/7 permitieron a la máquina automatizada de construcción ferroviaria tender 2 kilómetros de vía al día. Pronto, los robots ampliarán sus capacidades más allá de la colocación de rieles. Ahora podrán realizar tareas de soldadura, pintura e inspección. El equipo automatizado también excavará túneles y verterá hormigón, entre otras.
Sin embargo, solo recientemente los robots han podido construir las estructuras de electrificación aérea para trenes de alta velocidad, una tarea que antes se consideraba demasiado compleja para las máquinas, según Wang y sus colegas. El cableado eléctrico, las torres de alta tensión, los soportes y los postes eléctricos que impulsan los trenes se denominan líneas eléctricas aéreas (CTA). La construcción de una red CTA para trenes de alta velocidad implica procesos complejos como el premontaje de las torres y los cables, el transporte de materiales a la obra y la instalación de las torres y los soportes.
La instalación de las torres y los cables es un trabajo particularmente peligroso, que requiere trabajar a gran altura bajo presión. Por ejemplo, instalar la pluma del sistema eléctrico en un poste de soporte requiere que los trabajadores fijen una polea a la parte superior del poste y luego usen una cuerda para atar la pluma al suelo y levantarla, según Jiang Zhehua, ingeniero del equipo de Wang.
El proceso requiere la colaboración de varios trabajadores en tierra con los de las columnas de soporte. Si algo sale mal, el trabajo puede ser mortal. Debido a los riesgos y la naturaleza del trabajo, el montaje de la red OCS se convierte en la parte más laboriosa del proyecto ferroviario de alta velocidad.
Para resolver este problema, los ingenieros ferroviarios están desarrollando tecnología de construcción automatizada que utiliza plataformas de gestión de datos digitales y sistemas inteligentes para almacenar, preensamblar, transportar y construir. Sensores automatizados recopilan datos en tiempo real de la obra y los envían a un almacén inteligente, donde un sistema automatizado de almacenamiento y recuperación identifica y entrega los materiales necesarios a la fábrica para ensamblar las torres de alta tensión, los postes de electricidad, los hangares y otros componentes, y luego los eleva y los coloca en las ubicaciones adecuadas.
Sin embargo, según el equipo de ingeniería, los robots también enfrentan desafíos durante la construcción de OCS. Uno de los aspectos más complejos del trabajo requiere la instalación precisa y sincronizada de una gran cantidad de cables, soportes, plumas y muchos otros componentes. La obra también presenta desafíos como terreno irregular, obstáculos naturales, condiciones climáticas adversas y otros factores que pueden dificultar el proceso de instalación. Los robots pueden tener dificultades para sortear obstáculos o adaptarse a los cambios del entorno. La instalación de OCS también requiere una serie de sistemas robóticos que funcionen en perfecta armonía para completar el trabajo.
La solución a estos desafíos es la inteligencia artificial. Los científicos han instalado robots en obras de construcción que utilizan algoritmos de reconocimiento de imágenes y extracción de características de objetivos para planificar el proceso óptimo de instalación de postes eléctricos con una precisión de 1 mm. La IA también permite a los robots trabajar en condiciones climáticas adversas y operar en paralelo. Con la ayuda de la IA, los robots se vuelven más flexibles, moviéndose entre estaciones de trabajo, ajustando y apretando tornillos, y luego regresando al punto de referencia para esperar la siguiente instrucción.
En el almacén, equipos de IA, como carretillas elevadoras inteligentes, pueden recoger y transportar materiales, según Gao Qi, ingeniero del equipo de Wang. Las máquinas inteligentes están programadas para automantenerse y funcionar las 24 horas del día, realizando diversas tareas con alta precisión. El control de calidad del almacén también se ha mejorado. Los materiales almacenados se clasifican y se transportan a través de una cámara oscura para su escaneo. Un modelo de red neuronal especializado, entrenado con 30 materiales diferentes, puede detectar defectos en los materiales antes de su uso. Esta tecnología mejora la eficiencia del almacén, agilizando el proceso hasta diez veces más que en un almacén tradicional.
Si bien los robots pueden trabajar todo el día sin descanso y sin comprometer la precisión, también pueden desempeñar un papel importante en áreas donde la mano de obra calificada es escasa o los costos laborales son demasiado altos.
An Khang (según SCMP )
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