IA en arquitectura: redefinir la forma de construir ciudades
Descubre cómo la IA en arquitectura mejora el diseño, la eficiencia y la sostenibilidad. También hablaremos de cómo la IA está cambiando la jornada laboral de los arquitectos.
Monumentos y edificios históricos como la Torre Eiffel de París y el Pentágono de Estados Unidos no existirían sin la arquitectura y el brillante trabajo de quienes la ejercen. Además de aportar infraestructuras valiosas a nuestro mundo, el mercado mundial de servicios de arquitectura es una parte esencial de la economía y está a punto de alcanzar unos 550 millones de dólares en 2032.
Los arquitectos trabajan constantemente para abordar retos como reducir los residuos, disminuir la huella de carbono y planificar diseños eficientes. Las herramientas de inteligencia artificial (AI) pueden ayudar a resolver muchos de estos retos en arquitectura. La IA puede contribuir a optimizar diseños y analizar estructuras, además de mejorar la gestión y la visualización de proyectos. En este artículo, veremos cómo se puede utilizar la IA en arquitectura.
¿Cómo se utiliza la IA en arquitectura?#
La IA está revolucionando la arquitectura al hacer que el diseño sea más inteligente, mejorar la eficiencia energética y ayudar a crear edificios más ecológicos. Es increíble ver cómo se aplican estos avances en proyectos reales. Veamos cómo está ocurriendo.
Reducir los residuos y disminuir la huella de carbono#
En 2018, las actividades de construcción y demolición en Estados Unidos generaron 600 millones de toneladas de escombros. Uno de los problemas más extendidos en arquitectura es reducir los residuos de construcción y las emisiones de carbono. La IA puede ser fundamental para afrontar este reto mediante algoritmos avanzados y análisis de datos que optimizan todas las fases 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 los posibles residuos en función de las decisiones de diseño y permitir que los arquitectos hagan cambios con antelación para minimizarlos.
La IA generativa puede ir un paso más allá y crear automáticamente varias opciones de diseño centradas en la sostenibilidad. Al establecer parámetros como la eficiencia de los materiales, la integridad estructural y el consumo energético, se puede utilizar la IA generativa para crear una variedad de diseños que cumplan los objetivos medioambientales sin renunciar a la estética. Después, los arquitectos pueden elegir el diseño que mejor combine creatividad y sostenibilidad. Spacemaker es un ejemplo de herramienta que utiliza IA generativa para ayudar a arquitectos y urbanistas a crear y probar rápidamente distintas opciones de diseño.
Fig. 1. Ejemplo de diseño sostenible generado con Spacemaker.
Integración de la visión artificial con el modelado de información de construcción (BIM)#
Los investigadores estudian cómo puede colaborar la visión artificial con el modelado de información de construcción para mejorar la precisión y la eficiencia de los proyectos arquitectónicos. El BIM es un modelo digital que representa las características físicas y funcionales de un edificio. Permite a arquitectos, ingenieros y contratistas colaborar en un plan detallado y sirve como recurso central que incluye desde la estructura del edificio hasta sus sistemas.
Fig. 2. Arquitectos conversando sobre el modelado de información de construcción.
Al añadir visión artificial al BIM, las cámaras y los sensores capturan imágenes detalladas y escaneos 3D de las obras. A continuación, estas imágenes se comparan en tiempo real con el modelo BIM para detectar diferencias entre el diseño previsto y la construcción real, como paredes desalineadas o estructuras mal ubicadas. La información obtenida de este análisis puede ayudar a corregir rápidamente los problemas y mantener el proyecto según lo previsto.
Antes, encontrar estos problemas dependía de inspecciones manuales lentas y propensas a errores. Con la visión artificial, los arquitectos y los gestores de proyectos reciben alertas al instante cuando algo no coincide con el modelo BIM. Así, se pueden resolver los problemas pequeños antes de que se agraven y resulten más caros. La combinación de visión artificial y BIM también facilita la colaboración entre todas las personas implicadas. Cuando se señalan problemas en el modelo BIM, arquitectos, ingenieros, contratistas y clientes pueden revisarlos rápidamente y encontrar soluciones.
Aplicaciones únicas de la IA en arquitectura#
La IA también aporta algunas aplicaciones únicas al campo de la arquitectura. Veamos rápidamente 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 eficientes desde el punto de vista energético y cambios en el diseño, la IA contribuye a crear edificios más respetuosos con el medioambiente y rentables a largo plazo.
- Cumplimiento de las normas de seguridad: Los sistemas automatizados pueden comprobar los diseños con respecto a los códigos de edificación y las normas de seguridad, y garantizar su cumplimiento sin necesidad de revisiones manuales. Esto no solo ahorra tiempo, sino que también reduce la posibilidad de errores y garantiza que los edificios cumplan todas las normas de seguridad necesarias.
- Reutilización adaptativa: La IA puede ayudar a los arquitectos a dar nuevos usos a edificios existentes, analizando su integridad estructural y sugiriendo modificaciones para satisfacer nuevas necesidades. La IA permite transformar estructuras antiguas en espacios modernos y funcionales, preservando al mismo tiempo su valor histórico o cultural.
Proyectos de arquitectura moderna diseñados con IA#
Aunque pueda parecer que los proyectos arquitectónicos creados con IA pertenecen al futuro, lo cierto es que ya hay proyectos diseñados con IA en marcha e incluso terminados. Veamos algunos de estos proyectos innovadores.
Centro Heydar Aliyev#
El Centro Heydar Aliyev de Bakú, Azerbaiyán, fue diseñado por Zaha Hadid y se terminó en 2012. Es un ejemplo de cómo el diseño generativo y las herramientas de IA están cambiando la arquitectura. La forma suave y curva del edificio se aleja de las líneas rectas tradicionales. El diseño refleja el espíritu moderno y progresista 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 Centro Heydar Aliyev.
Daiwa House Industry, de Japón#
Las ciudades superpobladas de Japón han generado 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 a la hora de responder a esta necesidad. Al establecer parámetros de diseño específicos, el diseño generativo puede producir rápidamente una variedad de planos de vivienda, cada uno optimizado para espacios urbanos reducidos. A diferencia de los métodos tradicionales, que pueden ser lentos y menos flexibles, el diseño generativo es más rápido y adaptable. La IA generativa está redefiniendo la forma de diseñar y construir viviendas en las zonas densamente pobladas de Japón.
Fig. 4. Diseño de vivienda urbana de Daiwa House Industry (fuente: autodesk.com).
La oficina de Autodesk en Toronto#
La oficina de Autodesk en Toronto es un magnífico ejemplo de cómo se puede utilizar la IA para crear diseños arquitectónicos innovadores. Con su propia herramienta de diseño generativo, Project Discover, la empresa pudo crear innumerables opciones de distribución de oficinas basadas en las preferencias de sus empleados. Al combinar las ideas humanas con la IA, Autodesk pudo diseñar un espacio de trabajo perfecto sin los errores de diseño habituales.
Fig. 5. Centro Tecnológico de Autodesk en Toronto.
Los innovadores diseños de tiendas de Stamhuis#
Stamhuis, una empresa de los Países Bajos especializada en la construcción y renovación de establecimientos comerciales, ha recurrido al diseño generativo para agilizar y mejorar su proceso de diseño. Antes, tardaba varias horas en diseñar la distribución de una tienda. Ahora, con las herramientas de IA generativa, puede generar 40 opciones de diseño optimizadas en tan solo 15 minutos. Al mismo tiempo, esto permite que sus diseñadores se centren en tareas más importantes, como entablar relaciones con los clientes y planificar la construcción.
Fig. 6. Diseño de tienda de Stamhuis creado con IA (fuente: autodesk.com).
¿La IA sustituirá a los arquitectos?#
Las innovaciones de IA en arquitectura tienen como objetivo ayudar a los arquitectos, no sustituirlos. Aunque la IA ofrece muchas ventajas en este campo, es importante tener en cuenta que la creatividad y el criterio humanos siguen siendo esenciales. Al combinar la creatividad humana con la capacidad de análisis de datos y automatización de la IA, los arquitectos pueden crear mejores diseños de edificios. Los estudios muestran un aumento del 30 % en la productividad gracias a la IA. La IA puede encargarse de la mayoría de las tareas tediosas para que los arquitectos se centren en los aspectos más interesantes y estratégicos de su trabajo.
Retos relacionados con la IA en arquitectura#
Una consecuencia de la creciente popularidad de las herramientas de IA en arquitectura es que los arquitectos necesitan ampliar sus competencias y aprender cómo funcionan estas innovaciones. Comprender cómo funcionan la IA y los datos les ayuda a utilizar con éxito las herramientas de IA. Por desgracia, esto supone un gran reto, ya que muchos arquitectos carecen de la formación necesaria. Según las encuestas, el 60 % de los arquitectos no tiene formación formal en IA. Cerrar esta brecha es fundamental para que los arquitectos sigan siendo competitivos y creen diseños modernos e innovadores.
Fig. 7. Estadísticas sobre la formación en IA de los arquitectos.
Otro reto son los elevados costes asociados a la implementación de la IA, incluidos los gastos en software, hardware y formación. Estas inversiones iniciales pueden resultar difíciles para los estudios de arquitectura más pequeños, que cuentan con presupuestos limitados. También hay costes continuos de mantenimiento y actualización que aumentan la presión financiera. Para integrar la IA con éxito, los estudios deben gestionar estos costes con cuidado. Con una buena planificación, pueden asegurarse de que las ventajas de la IA compensen los gastos iniciales.
Construir un futuro mejor con IA y arquitectura#
La IA es una herramienta muy potente para los arquitectos. Puede proporcionar información en tiempo real para ayudar a gestionar los proyectos dentro del plazo y del presupuesto. También puede encargarse de tareas que llevan mucho tiempo, como los planos de diseño, las comprobaciones estructurales y las estimaciones de costes, y permitir que los arquitectos se centren en las ideas creativas. Los arquitectos que adopten la IA y exploren sus numerosas funciones y herramientas podrán mantenerse a la vanguardia y liderar el futuro de la arquitectura.
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