IA en la arquitectura: Redefiniendo cómo se construyen las ciudades

Monumentos y edificios históricos como la Torre Eiffel en París y el Pentágono en Estados Unidos no existirían sin el campo de la arquitectura y los brillantes arquitectos que hay detrás. Más allá de añadir una infraestructura significativa a nuestro mundo, el mercado global de servicios de arquitectura es una parte esencial de la economía y está listo para alcanzar unos 550 millones de dólares para 2032.

Los arquitectos trabajan constantemente para abordar retos como la reducción de residuos, la disminución de la huella de carbono y la planificación de diseños eficientes. Las herramientas de inteligencia artificial (IA) pueden intervenir y ayudar a resolver muchos de estos desafíos en la arquitectura. La IA puede ayudar en la optimización del diseño, el análisis estructural y mejorar la gestión y visualización de proyectos. En este artículo, aprenderemos todo sobre cómo se puede utilizar la IA en la arquitectura.

Link to this section¿Cómo se está utilizando la IA en la arquitectura?#

La IA en la arquitectura está cambiando las reglas del juego al hacer que el diseño sea más inteligente, aumentar la eficiencia energética y ayudar a crear edificios más ecológicos. Es sorprendente cómo se están poniendo en práctica estos avances en proyectos del mundo real. Vamos a sumergirnos y ver cómo ocurre todo esto.

Link to this sectionReducir los residuos y disminuir la huella de carbono#

En 2018, las actividades de construcción y demolición en Estados Unidos produjeron 600 millones de toneladas de escombros. Uno de los problemas predominantes en el campo de la arquitectura es la reducción de los residuos de construcción y las emisiones de carbono. La IA puede ser fundamental para abordar este reto utilizando algoritmos avanzados y análisis de datos para optimizar cada fase del proceso de construcción.

Por ejemplo, las técnicas de IA como el aprendizaje automático pueden analizar grandes conjuntos de datos sobre el rendimiento de los materiales, la logística de la cadena de suministro y el impacto medioambiental para recomendar los materiales y métodos de construcción más sostenibles. Los modelos de aprendizaje automático pueden predecir posibles residuos basándose en las elecciones de diseño, y permitir a los arquitectos hacer ajustes antes para minimizar los residuos.

La IA generativa puede ir un paso más allá creando automáticamente múltiples opciones de diseño que se centren en la sostenibilidad. Al establecer parámetros como la eficiencia de los materiales, la integridad estructural y el uso de energía, la IA generativa puede utilizarse para generar una variedad de diseños que cumplan los objetivos medioambientales sin dejar de verse bien. Los arquitectos pueden entonces elegir el diseño que mejor combine la creatividad con la sostenibilidad. Spacemaker es un ejemplo de una herramienta que utiliza la IA generativa para ayudar a arquitectos y urbanistas a crear y probar rápidamente diferentes opciones de diseño.

Fig 1. Un ejemplo de un diseño sostenible generado utilizando Spacemaker.

Link to this sectionIntegrar la visión artificial con el modelado de información de construcción (BIM)#

Los investigadores están explorando cómo la visión artificial puede trabajar con el Modelado de Información de Construcción para hacer que los proyectos arquitectónicos sean más precisos y eficientes. BIM es un modelo digital que representa las características físicas y funcionales de un edificio. Permite a los arquitectos, ingenieros y contratistas colaborar en un plan detallado, y sirve como un recurso central que incluye todo, desde la estructura del edificio hasta sus sistemas.

Fig 2. Arquitectos en una discusión sobre el Modelado de Información de Construcción.

Cuando se añade la visión artificial a BIM, cámaras y sensores capturan imágenes detalladas y escaneos 3D de las obras de construcción. Estos visuales se comparan entonces en tiempo real con el modelo BIM para detectar cualquier diferencia entre el diseño planificado y la construcción real, como paredes desalineadas o estructuras mal colocadas. Los conocimientos obtenidos de este análisis pueden ayudar con soluciones rápidas y mantener el proyecto en el buen camino.

En el pasado, detectar estos problemas dependía de inspecciones manuales que eran lentas y propensas a errores. Con la visión artificial, los arquitectos y gestores de proyectos pueden recibir alertas instantáneas cuando algo no coincide con el modelo BIM. Los problemas pequeños pueden detenerse antes de que se vuelvan más grandes y costosos. Combinar la visión artificial con BIM también facilita que todos los implicados trabajen juntos. Cuando se marcan problemas en el modelo BIM, los arquitectos, ingenieros, contratistas y clientes pueden revisarlos rápidamente y encontrar soluciones.

Link to this sectionAplicaciones únicas de la IA en la arquitectura#

La IA también aporta algunas aplicaciones únicas al campo de la arquitectura. Echemos un vistazo rápido a algunas de ellas:

• Eficiencia energética: La IA puede analizar cómo se utiliza la energía en los edificios y ayudar a optimizar los diseños para reducir el consumo y mejorar la sostenibilidad. Al recomendar materiales energéticamente eficientes y cambios de diseño, la IA contribuye a crear edificios que son más respetuosos con el medio ambiente y rentables a largo plazo.
• Cumplimiento de la seguridad: Los sistemas automatizados pueden comprobar los diseños frente a los códigos de edificación y normativas de seguridad, garantizando el cumplimiento sin necesidad de revisiones manuales. No solo ahorra tiempo, sino que también reduce la posibilidad de errores, asegurando que los edificios cumplan todas las normas de seguridad necesarias.
• Reutilización adaptativa: La IA puede ayudar a los arquitectos a reutilizar edificios existentes analizando su integridad estructural y sugiriendo modificaciones para satisfacer nuevas necesidades. La IA hace posible que estructuras antiguas se transformen en espacios modernos y funcionales mientras se preserva su valor histórico o cultural.

Link to this sectionProyectos de arquitectura modernos diseñados usando IA#

Aunque puede parecer que los proyectos de arquitectura habilitados por IA son algo del futuro, la realidad es que los proyectos diseñados por IA ya están en marcha e incluso terminados. Echemos un vistazo a algunos de estos proyectos innovadores.

Link to this sectionEl Heydar Aliyev Center#

El Heydar Aliyev Center en Bakú, Azerbaiyán, fue diseñado por Zaha Hadid y terminado en 2012. Muestra cómo el diseño generativo y las herramientas de IA están cambiando la arquitectura. La forma suave y curva del edificio es diferente a las líneas rectas tradicionales. El diseño refleja el espíritu moderno y vanguardista de Azerbaiyán. Las primeras herramientas de diseño generativo de Autodesk y Rhino desempeñaron un papel clave en la creación de esta compleja arquitectura.

Fig 3. El Heydar Aliyev Center.

Link to this sectionDaiwa House Industry de Japón#

Las ciudades abarrotadas de Japón han creado una demanda de diseños de viviendas innovadores y que aprovechen bien el espacio. El diseño generativo, impulsado por la IA, se está convirtiendo en una herramienta clave para empresas como Daiwa House Industry para satisfacer esta necesidad. Al establecer parámetros de diseño específicos, el diseño generativo puede producir rápidamente una variedad de planos de viviendas, cada uno optimizado para espacios urbanos pequeños. A diferencia de los métodos tradicionales, que pueden ser lentos y menos adaptables, el diseño generativo es más rápido y flexible. La IA generativa está redefiniendo la forma en que se diseñan y construyen las viviendas en las zonas densamente pobladas de Japón.

Fig 4. Un diseño de vivienda urbana de Daiwa House Industry (Fuente: autodesk.com).

Link to this sectionLa oficina de Autodesk en Toronto#

La oficina de Autodesk en Toronto es un gran ejemplo de cómo se puede utilizar la IA para diseños arquitectónicos innovadores. Utilizando su propia herramienta de diseño generativo, Project Discover, la empresa pudo crear innumerables opciones de distribución de oficinas basadas en las preferencias de sus propios empleados. Al combinar las ideas humanas con la IA, Autodesk fue capaz de diseñar un espacio de trabajo perfecto sin los errores de diseño habituales.

Fig 5. Technology Center de Autodesk en Toronto.

Link to this sectionLos diseños de tiendas innovadores de Stamhuis#

Stamhuis, una empresa en los Países Bajos especializada en la construcción y renovación de locales comerciales, ha recurrido al diseño generativo para acelerar y mejorar su proceso de diseño. En el pasado, les llevaba varias horas diseñar la distribución de una tienda minorista. Ahora, con las herramientas de IA generativa, pueden generar 40 opciones de diseño optimizadas en solo 15 minutos. Al mismo tiempo, libera a sus diseñadores para que se centren en tareas más importantes, como construir relaciones con los clientes y planificar la construcción.

Fig 6. Un diseño de tienda de Stamhuis creado usando IA (Fuente: autodesk.com)

Link to this section¿Reemplazará la IA a los arquitectos?#

Las innovaciones de IA en la arquitectura tienen como objetivo apoyar a los arquitectos, no reemplazarlos. Aunque la IA aporta muchos beneficios a la arquitectura, es importante señalar que la creatividad y el juicio humanos siguen siendo esenciales. Al combinar la creatividad humana con las capacidades de análisis de datos y automatización de la IA, los arquitectos pueden crear mejores diseños de edificios. Los estudios muestran que hay un 30% de aumento en la productividad, gracias a la IA. La mayoría de las tareas tediosas pueden ser realizadas por la IA, y los arquitectos pueden centrarse en las partes interesantes y estratégicas de su trabajo.

Link to this sectionDesafíos relacionados con la IA en la arquitectura#

Una consecuencia de que las herramientas de IA sean cada vez más populares en la arquitectura es que los arquitectos necesitan mejorar sus competencias y aprender cómo funcionan estas innovaciones de IA. Comprender cómo funcionan la IA y los datos les ayuda a utilizar con éxito las herramientas de IA. Lamentablemente, esto es un gran desafío ya que muchos arquitectos carecen de la formación necesaria. Según las encuestas, el 60% de los arquitectos no tienen ninguna formación formal en IA. Salvar esta brecha es clave para que los arquitectos sigan siendo competitivos y creen diseños modernos innovadores.

Fig 7. Estadísticas sobre la formación en IA para arquitectos.

Otro desafío son los costes más altos que conlleva la implementación de la IA, incluidos los gastos de software, hardware y formación. Estas inversiones iniciales pueden ser difíciles para las pequeñas empresas de arquitectura con presupuestos limitados. También hay costes continuos de mantenimiento y actualizaciones, que se suman a la carga financiera. Para integrar con éxito la IA, las empresas deben gestionar estos costes con cuidado. Con una buena planificación, las empresas pueden asegurarse de que los beneficios de la IA merezcan la pena frente a los gastos iniciales.

Link to this sectionConstruyendo un futuro mejor con IA y arquitectura#

La IA es una herramienta poderosa para los arquitectos. Puede proporcionar información en tiempo real para ayudar a gestionar los proyectos a tiempo y dentro del presupuesto. También puede ayudar a manejar tareas que consumen tiempo, como dibujos de diseño, comprobaciones estructurales y estimaciones de costes, permitiendo a los arquitectos centrarse en ideas creativas. Los arquitectos que adoptan la IA y exploran sus muchas características y herramientas pueden mantenerse a la vanguardia y liderar el camino en el futuro de la arquitectura.

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