IA para la fabricación de productos de hormigón: optimización del diseño de mezcla y predicción de resistencia

La fabricación de productos de hormigón, que incluye elementos prefabricados, mampostería de hormigón, tuberías y productos para pavimentación, depende de acertar con el diseño de la mezcla. Las proporciones de cemento, agregados, agua y aditivos determinan la resistencia, la trabajabilidad, la durabilidad y la apariencia del producto terminado. El desafío es que estas propiedades se ven afectadas por la variabilidad de los agregados, las diferencias entre lotes de cemento, las condiciones ambientales y los métodos de producción. La IA ayuda al optimizar los diseños de mezcla para múltiples objetivos de manera simultánea y al predecir la resistencia real del producto a partir de datos a edad temprana y condiciones de producción. ## Optimización del diseño de mezcla El diseño de mezcla tradicional utiliza métodos establecidos para calcular las proporciones con base en los requisitos objetivo de resistencia y trabajabilidad. La mezcla se prueba, se ajusta y, eventualmente, se cualifica. Este proceso funciona, pero tiende a producir diseños conservadores que utilizan más cemento del necesario, porque el diseño debe contemplar la variabilidad de materiales en el peor de los casos. La optimización del diseño de mezcla basada en IA considera las propiedades reales de los materiales disponibles, no solo los rangos de especificación. Si el envío de agregados actual presenta una granulometría o absorción ligeramente distintas a las del envío anterior, la IA ajusta las proporciones de la mezcla para mantener el desempeño con los materiales reales. Si el cemento del lote actual tiene una resistencia inicial mayor que la típica, la IA puede reducir el contenido de cemento sin dejar de cumplir el requisito de resistencia. Esta optimización reduce el uso de cemento, lo que constituye a la vez un ahorro de costos y un beneficio ambiental, ya que la producción de cemento es una fuente importante de emisiones de CO2. ## Predicción de resistencia La resistencia del hormigón normalmente se verifica probando cilindros o cubos a 28 días tras la colada. Esto significa que no se sabe si el hormigón cumple la especificación de resistencia hasta casi un mes después de la producción. Si hay un problema, podría verse afectado un mes de producción. Los modelos de predicción de resistencia con IA estiman la resistencia a 28 días a partir de datos anteriores: resultados de ensayos de 1, 3 o 7 días combinados con las proporciones de la mezcla, las condiciones de producción y el entorno de curado. La IA aprende la relación entre la resistencia a edad temprana y la resistencia a edad tardía para cada diseño de mezcla específico, y ajusta los factores que afectan la curva de ganancia de resistencia. Esta predicción temprana permite identificar más rápidamente posibles problemas de resistencia. Si los resultados a 3 días predicen que la resistencia a 28 días será marginal, el fabricante puede investigar y corregir el problema antes de producir más producto con la misma falla. ## Conexión con el proceso La IA también conecta las condiciones de producción con la calidad del producto. Un hormigón que se mezcló durante más tiempo, se curó a una temperatura distinta o se compactó con una energía de vibración diferente desarrollará una resistencia distinta a partir del mismo diseño de mezcla. La IA rastrea estas variables de producción y las incluye en sus predicciones de resistencia y en su monitoreo de calidad. Para más información sobre la IA en la manufactura de materiales para construcción, visite la [página de análisis de manufactura de FirmAdapt](https://firmadapt.com/industries/manufacturing).