artikel

Vliegende robots: drones in de architectuur

Techniek Premium

Vliegende robots: drones in de architectuur
Shotcrete door Stephanie Chaltiel, beeld Alina Cristea

Het gebruik van drones blijft in de architectuurpraktijk nu nog grotendeels beperkt tot fotografie en video. Maar er wordt op kleine schaal geëxperimenteerd met andere toepassingen; op verschillende universiteiten wordt onderzoek gedaan naar het gebruik van drones als bouwassistenten. Deze vliegende robots hebben de potentie bouwprocessen te veranderen en bouwwerkzaamheden op plekken die moeilijk bereikbaar zijn, te vereenvoudigen.

door Afke Laarakker

Shotcrete

Stephanie Chaltiel is architect binnen het door Innochain-EU gefinancierde netwerk en is onderzoeker aan de UPC (Technische Universiteit van Barcelona). Ze onderzoekt hoe drones door middel van spraytechniek kunnen bijdragen in de bouw. Chaltiel werkt met drones die een spuitslang of een pomp gevuld met tot 45 kilo aan aarde of ‘cementloze mortel’ meetillen.

Voor haar onderzoek ontwierp Chaltiel een aantal kleine koepelvormige constructies. De constructies bestaan uit een frame met daarover een licht materiaal waarop het beton wordt gespoten. Tijdens het London Design Festival in 2018 bouwde ze bijvoorbeeld een paviljoen opgebouwd uit een houten skelet met daarop met hooi gevulde jutezakken bevestigd; de cementloze mortel, het ‘bio shotcrete’, werd vervolgens direct op het jute aangebracht.

Shotcrete door Stephanie Chaltiel, beeld Alina Cristea

beeld Alina Cristea

Het spuiten gebeurt laag voor laag. Sensoren moeten in de toekomst voor verfijning van de betondikte zorgen; bij hoge flatgebouwen en gewelven hoeft het beton niet overal even dik te zijn. Uitgerust met sensoren hebben de drones ook de potentie scheuren in bestaande constructies te detecteren en op te vullen, vertelt Chaltiel.

In de volgende fase van het onderzoek zal op grotere schaal in de praktijk worden geëxperimenteerd. In deze fase zal de techniek worden toegepast op een gevel van een flatgebouw in België, een huis op een klif in Vietnam en een schuur in een onherbergzaam gebied in Turkije.

Droxels

Aan de UCLouvain in België ontwikkelen Sébastiean Goessens en Pierre Latteur processen die drones geschikt maken om gestapelde constructies te bouwen. Pierre Latteur vertelt op de Belgische tv-zender rtbf auvio dat het idee voor dit onderzoek kwam na het observeren van vogels: “Als vogels vliegend driedimensionale bouwwerken kunnen maken, waarom zou de mens dat dan niet kunnen?”

Goessens vertelt dat omdat drones minder nauwkeurig werken dan mensen en een beperkte tilkracht hebben, een volledig andere benadering van het bouwproces nodig is, met anders gevormde bouwelementen en andersoortige verbindingen.

Droxels door Sébastiean Goessens en Pierre Latteur, beeld Sébastiean Goessens

beeld Sébastiean Goessens

Het onderzoeksteam ontwikkelde twee verschillende technieken om bouwblokken op te tillen. Het eerste systeem is uitgerust met elektromagneten: in het beton zijn staalplaten meegegoten die door de magneten in de drones worden opgetild. Het tweede systeem werkt met behulp van grijpers die de betonblokken vastklemmen.

Om de grijpers goed grip te geven en de blokken ondanks de onnauwkeurigheid van de drones precies op elkaar te laten glijden zijn verschillende betonblokken ontwikkeld. Blokken met kegelvormige uitstulpingen, blokken met noppen die soms doen denken aan legosteentjes maar ook volledig nieuwe blokvormen met ribbels en gleuven, door de onderzoekers ‘droxels’ genoemd. Door de nieuwe bouwsteenvormen en omdat stijgers en hijskranen overbodig worden, zijn andere gebouwstructuren mogelijk.

De techniek zal in het komende decennium in de eerste eenvoudige vorm voor de praktijk beschikbaar komen, verwachten de onderzoekers.

Digimagazine Digitalisering en Robotisering

Dit artikel verscheen in het Digimagazine Digitalisering en Robotisering. Lees nu online >
Nog geen abonnee? Vraag een proefmaand aan en lees de Architect direct.

Reageer op dit artikel