Aportes de la tecnología en la arquitectura e ingeniería

1. Avance de la Tecnología
En la Arquitectura e
Ingeniería
Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño”
Extensión Porlamar
Arquitectura
Realizado por:
Anirianky Silva
C.I: 26,842,151
Prof.
Gladys Araujo
Agosto, 2020

2. Índice
pp.
Introducción
Evolución histórica de la Ingeniería y Arquitectura
Evolución en el sigo XX
La tecnología en la Arquitectura
Edificios Inteligentes
Nanotecnología
Domótica
Fachadas Cinéticas
Sistema BIM
Modelado 3D
Impresión 3D
La Tecnología en la Ingeniería Civil
Ordenadores y Software
Islas artificiales
Planeación de proyectos
Crecimiento vertical de ciudades
Tecnología 3D
Evolución de los Sistemas Constructivos
Robótica
Materiales inteligentes
Arquitectura y Robótica
DFAB House
Conclusión
Anexos
Referencias
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3. Introducción
Desde la antigüedad, fue una necesidad del hombre buscar
donde refugiarse. Al principio, utilizaban cuevas donde
permanecían resguardados del exterior, cercano a zonas que le
proporcionara agua para subsistir. Sin embargo, conforme avanzó
el tiempo fueron creando construcciones propias como chozas, y
de ahí partieron a desarrollar y mejorar sus estructuras, buscando
materiales extraídos de las mismas zonas donde se ubicaban, y
aprendiendo la mejor manera de utilizarlos.
A medida que los periodos fueron cambiando, y las
civilizaciones se fueron asentando se descubrieron nuevas
necesidades que eran tomadas en cuenta para las construcciones
que se llevaban a cabo, tales como la iluminación, el espacio, el
tratamiento de los materiales, entre otros. Para esta actividad no
se tenía un nombre, en aquellas épocas, y no fue hasta un tiempo
después cuando se reconoció y estableció el papel del arquitecto
e ingeniero en las obras.
El avance de la tecnología, el comercio, y el surgimiento de
nuevos materiales permitió la creación de edificaciones más
funcionales y que beneficiaban la comodidad del ser humano, y
cada uno de esos descubrimientos y prácticas se fueron
perfeccionando hasta lo que es hoy en día, donde la tecnología y
los estudios son factores fundamentales en la creación de nuevas
construcciones.
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4. Evolución histórica de la Ingeniería y Arquitectura
El desarrollo de la ingeniería comenzó con la revolución
agrícola en el año 8000 A.C. cuando los hombres dejaron de ser
nómadas, y se establecieron en un lugar fijo para poder cosechar
sus productos y criar sus animales comestibles. De ahí estas
civilizaciones se vieron en la necesidad de construir. Los primeros
ingenieros fueron arquitectos, que construyeron muros para
proteger las ciudades y los primeros edificios para lo cual
utilizaron algunas habilidades de ingeniería.
Seguidos por los especialistas en irrigación, estos se
encargaron de facilitar el riego de las cosechas. A partir de ahí
surge la ingeniería militar (primera disciplina de ingeniería), como
las zonas de cosecha eran frecuentemente atacadas hubo
necesidad de proteger las zonas vulnerables, ese era el trabajo de
los ingenieros militares se encargaban de defender esas zonas a
partir de la construcción de murallas y así las ciudades podían
sobrevivir a los continuos ataques.
El desarrollo de la ingeniería paso de cultura a cultura, entre
ellas se encuentran jerárquicamente la Egipcia, Mesopotámica,
Griega, Romana, Oriental y Europea hasta lo que es ahora en
nuestros días.
A medida que las sociedades evolucionaban, así lo hacían
también sus edificaciones e infraestructuras. Así, nos
encontramos con el legado de espectaculares obras
arquitectónicas del antiguo Egipto, como las pirámides, templos y
zigurats, y con ciudades que muestran un perfeccionamiento que
han permitido su conservación hasta la actualidad, como el caso
de Petra, en Jordania.
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5. No hay duda de que los romanos y los griegos fueron los
primeros grandes arquitectos, sentando las bases de la
arquitectura clásica e introduciendo estructuras de ingeniería civil
como los acueductos o el saneamiento de las ciudades. De esta
época data también la introducción de un elemento clave en la
edificación: el cemento.
Evolución en el sigo XX
Se calcula que el peso de la arquitectura y la construcción ha
sido tal que una tercera parte de los materiales que la Humanidad
ha desplazado en el siglo XX ha sido para la construcción.
También se introdujo una novedad sustancial: los
ordenadores y programas informáticos, que han facilitado
enormemente el cálculo complejo. Gracias a este soporte, ha sido
posible vincular los distintos elementos que conforman una
edificación, y proyectar gráficamente de forma sencilla todos los
elementos arquitectónicos, obteniendo mejores visualizaciones.
Ciudad de Petra, Jordania
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6. De esta forma, la arquitectura y la ingeniería han contado
con una herramienta muy útil para adaptarse a las demandas
cada vez más exigentes del mercado. Para ello, es también
necesaria una formación de calidad, y por lo tanto son cada vez
más los arquitectos e ingenieros que, después de terminar la
carrera, realizan cursos y másteres en alguna especialidad.
La tecnología en la Arquitectura
En este mundo tecnológico, muchas disciplinas han sabido
dar un salto al cambio. La arquitectura es una de las ramas que
más se ha visto beneficiada en este ámbito. Es por ello que hoy
se puede asegurar que la tecnología es el impacto más grande
que ha sabido revolucionar el mundo de la arquitectura.
La arquitectura, mediante el uso de la tecnología, ha sabido
sostenerse y sobre todo innovar en estas épocas actuales,
obligando a todos los profesionales de esta área a desarrollarse
por completo en esta época en la que la arquitectura cobra vida
en una pantalla.
Este aspecto ha podido cumplirse gracias al apoyo de otras
ciencias como la ingeniería y la informática, quienes han
permitido el desarrollo de muchas herramientas tanto de diseño,
planos geográficos y modelos de construcción, los cuales logran
simplificar el trabajo arquitectónico.
Arquitectura Virtual
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7. Entre lo destacable de esta nueva ola de arquitectura
moderna tenemos:
Edificios Inteligentes:
Las construcciones o edificios inteligentes pueden tener un
importante impacto en la sociedad. La tecnología en la
arquitectura permite que las construcciones, que los edificios, se
adapten a su entorno mucho más fácilmente que los edificios que
se han venido construyendo hasta el momento. La tecnología
actual permite regular las condiciones de temperatura y humedad
en el interior de las diferentes edificaciones para que siempre
sean óptimas, ayudando a mantener su interior en unas
condiciones agradables sin necesidad de gastar grandes sumas
de luz o energía para ello.
Los edificios sostenibles son el futuro, y para ello la
tecnología en la arquitectura resulta esencial. La arquitectura
inteligente, o lo que muchos están comenzando a denominar la
arquitectura verde, permite reducir la contaminación del medio
ambiente y reducir la huella en el entorno. El aprovechamiento de
los recursos como el agua de lluvia, la luz solar o el calor son
sólo algunas de las alternativas que más peso están ganando.
One Angel Square, Manchester.
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8. Nanotecnología:
Es el estudio y creación de materiales, sistemas funcionales
y aparatos, por medio del control de la materia en nano escala.
Los materiales nanoestructurados se diferencian de los
materiales comunes en que su estructura molecular tiene granos
más pequeños, entre cien y mil veces menores que lo de dichos
materiales.
La nanotecnología puede desarrollar materiales más
resistentes que el acero, con solo un 10% de su peso. La
aplicación de la nanotecnología en la arquitectura y en las
carreteras también hará posible identificar y reparar de forma
automática brechas y agujeros en el asfalto o en el hormigón, sin
necesidad de que lo haga una persona.
Nanotecnología y arquitectura juntas, pueden hacer que en
un futuro inmediato, podamos construir edificios cinco veces más
altos y que soportarán cargas mayores. Además, con la
nanotecnología aplicada en arquitectura sería posible obtener
edificios cuyas secciones estructurales fueran más esbeltas, más
resistentes ante un terremoto y las paredes y pisos podrían,
incluso cambiar de color conforme la luz del sol cambia de tono.
Domótica:
La domótica es el conjunto de tecnologías aplicadas al
control y la automatización inteligente de la vivienda, que permite
una gestión eficiente del uso de la energía, que aporta seguridad
y confort, además de comunicación entre el usuario y el sistema.
El sector de la domótica ha evolucionado
considerablemente en los últimos años, y en la actualidad ofrece
una oferta más consolidada.
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9. La implantación de la domótica en la arquitectura actual
conlleva una serie de ventajas que propician el desarrollo integral
de la sociedad. Este sistema se puede gestionar de forma
generalizada a través de un panel de control que le permite al
usuario la supervisión de su hogar inteligente, o también a través
de aplicativos móviles. La implementación de la domótica en el
diseño arquitectónico ofrece ventajas tanto a los usuarios como
al equipo de arquitectos diseñadores, quienes potencian sus
diseños a través de la interactividad con los usuarios. Estas
ventajas pueden ser:
 Potenciar el flujo de la interrelación del usuario con la vivienda
u oficina.
 Permite agregarle valor a la propiedad.
 Garantiza una reducción en cuanto a gastos de la vivienda se
refiere.
 Ayuda a simplificar el grado de trabajo de los arquitectos en
cada proyecto.
 Permite facilitar de gran manera la habitabilidad de dichos
espacios inteligentes.
Fachadas Cinéticas
A medida que la tecnología progresa y las fachadas se
transforman, literalmente, el papel del medio ambiente no ha
disminuido. Más bien, la tecnología de punta ha permitido que los
diseñadores desarrollen soluciones que responden a los
estímulos ambientales de formas más interesantes que nunca.
Generalmente, estos diseños toman la forma de fachadas
cinéticas: fachadas arquitectónicas que cambian dinámicamente,
transformando monolitos estáticos en superficies en constante
movimiento.
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10. Las fachadas cinéticas han tomado una multitud de formas
a lo largo de los años. Habitualmente median entre la estética y
la utilidad, entregando diseños impresionantes que ayudan a
proteger el medio ambiente. Uno de los ejemplos más citados
son las 'Torres Al Bahar' de Aedas Architects en Abu Dhabi. Sus
paneles de fachada, en forma de paraguas, se abren y se cierran
en respuesta al movimiento del sol, protegiendo a los usuarios
del edificio del calor y la luz en exceso, disminuyendo la
necesidad de aire acondicionado y haciendo que el edificio sea
más sostenible. Los paneles en sí no solo son estéticamente
agradables –presentando un diseño similar a una estrella–, sino
que están inspirados en sistemas de sombreado islámicos
tradicionales, respetando también el patrimonio cultural.
Torres Al Bahar, Abu Dhabi.
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11. Sistema BIM:
BIM (Building Information Modeling) es una metodología
que permite crear simulaciones digitales de diseño, manejando
coordinadamente toda la información que conlleva un proyecto
de arquitectura.
Mientras CAD permite el diseño en 2D o 3D sin distinguir
sus elementos, este sistema de datos incorpora el 4D (tiempo) y
5D (costos), permitiendo gestionar la información de manera
inteligente durante todo el ciclo de vida de un proyecto,
automatizando procesos de programación, diseño conceptual,
diseño detallado, análisis, documentación, fabricación, logística
de construcción, operación y mantenimiento, renovación y/o
demolición.
Modelado 3D:
Es el proceso de desarrollo de una representación
matemática de cualquier objeto tridimensional a través de un
software especializado. Al producto se le llama modelo 3D. Se
puede visualizar como una imagen bidimensional mediante un
proceso llamado renderizado 3D o utilizar en una simulación por
computadora de fenómenos físicos. El modelo también se puede
crear físicamente usando dispositivos de impresión 3D.
Impresión 3D:
La impresión 3D tiene varias ventajas que la hacen atractiva
desde el punto de vista económico y medioambiental. La más
importante de todas posiblemente sea el importante ahorro en
material que se consigue. Mientras que en una vivienda
tradicional estamos acostumbrados a macizar estructuras y otros
elementos con hormigón, la impresión 3D solo utiliza y coloca el
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12. hormigón allí donde es necesario, con lo que se ahorra una gran
cantidad de materia prima, se producen menos residuos y se
reducen de manera considerable las emisiones de CO2. Además,
la utilización de una máquina que puede estar trabajando día y
noche, junto con el uso de hormigones especiales, con tiempos de
fraguado mínimos, permiten construir a una velocidad mucho
mayor que con métodos tradicionales. Otra ventaja es la
posibilidad de incorporar en el propio hormigón elementos que
mejoren sus propiedades térmicas y resistentes, como fibras, o
incluso la posibilidad de imprimir con otro material, como pueda
ser un aislante.
La Tecnología en la Ingeniería Civil
La aplicación de la tecnología en la ingeniería civil facilita los
procesos y los optimiza. Esto aplica en todas sus áreas, como lo
son: la topografía, el levantamiento de suelos, el cálculo de
materiales y la lectura y análisis de planos. Para estas
optimizaciones se ha creado, por medio del avance de la
tecnología, una variedad de maquinas y productos.
Primer puente impreso en 3D.
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13. La Ingeniería Civil es una profesión científica, técnica, teórica
y experimental que tiene por objeto transformar los recursos
naturales en bienes y servicios útiles al hombre, aplicando los
conocimientos de las ciencias exactas, físicas y químicas,
desarrollando tecnologías para tal fin. El ingeniero civil está
capacitado para la realización de obras civiles en general, lleva a
cabo el estudio, proyecto, cálculo, dirección y construcción en
todas las obras afines a la industria de la construcción.
Para hacer diseños estándar y fáciles, las computadoras
tienen un papel importante. Utilizando los programas de diseño
asistido por ordenador (DAO, más conocido por CAD, Computer -
Aided Design), los ingenieros pueden obtener más información
sobre sus diseños. El ordenador puede traducir automáticamente
algunos modelos en instrucciones aptas para fabricar un diseño.
La computadora también permite una reutilización mayor de
diseños desarrollados anteriormente, mostrándole al ingeniero una
biblioteca de partes predefinidas para ser utilizadas en sus propios
diseños.
Ordenadores y Software:
Anteriormente para poder medir la resistencia de un edificio
o una estructura, conocer si podría soportar las grandes cargas,
así como su propio peso, había que realizar muchos cálculos
físicos y matemáticos, mediante la utilización de fórmulas. Ahora
existen diferentes tipos de software muy útiles para los ingenieros
civiles tales como el ETABS o el SAP2000, los cuales permiten
diseñar edificios desde la nada, estructuras que nos salgan de la
imaginación y al mismo tiempo mediante el ingreso de valores,
tipos de materiales, grosores de columnas, de losas, vigas,
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14. número de varillas, además de otros tipos de datos calcular
resistencias, deformaciones, y mediante animaciones conocer si
el edificio resistirá o no a nuestros valores para la utilización de
nanotecnología.
Otro avance tecnológico en la Ingeniería Civil está en la
investigación de una pintura que proteja la estructura y pueda
encontrar fallas en la misma. Es una pintura ecológica que está
siendo desarrollada en la Universidad de Strathclyde en Glasgow,
Escocia. La pintura ecológica utiliza nanotecnología, la cual se
obtiene de productos reciclados como lo son las cenizas volantes
y nanotubos de carbón alineados que poseen propiedades
semejantes al cemento pero de más fácil colocación.
Islas Artificiales:
Una isla artificial es la que ha sido formada por el ser
humano en vez de procesos naturales. Generalmente son
construidas sobre algún pequeño filón, usando arena o rocas o
como una expansión de una o varias isletas. Las islas artificiales
tradicionales son creadas mediante tierras ganadas al mar,
aunque algunas estructuras más recientes son construidas de
forma similar a las plataformas petroleras.
Planeación de proyectos:
Implementar recursos tecnológicos desde la planeación de
futuras obras de infraestructura beneficia, principalmente, a
quienes trabajaran en el proyecto, ya que estos permiten el
acceso a información necesaria en todo momento (cambios
imprevistos, tareas a realizar, entre otra). Contar con estadísticos,
estimados o proyecciones, para su consulta, minimiza la
probabilidad de cometer errores.
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15. Crecimiento vertical de ciudades:
La mayoría de las ciudades han sido desarrolladas por casas
pequeñas y muchas veces alejadas unas de otras; las ciudades
dispersas consumen mayores recursos por el requerimiento de
servicios, más energía, más suelo, más agua; sin embargo la
“verticalidad” de las edificaciones logra hacer de las ciudades
densas más compactas con menos invasión de su naturaleza
haciendo más fácil la construcción de redes de abastecimiento de
agua potable y la reducción de la red del transporte público.
Tecnología 3D:
Permite mejor visualización del proyecto en construcción.
Ayuda a evitar catástrofes, ya que esta tecnología esta siendo
utilizada para recrear las posibles consecuencias de desastres
naturales como huracanes y movimientos sísmicos virtualmente
permitiendo así reforzar la estructura en construcción donde sea
necesario.
Evolución de los Sistemas Constructivos
La limitación de recursos y materiales de construcción,
antiguamente, provocaba la utilización de la disponibilidad local
donde se realizaba la construcción. Desde nuestros antepasados
hasta hoy en día ha habido una adaptación al medio en la forma
de construir y en la estética de estas construcciones, desde los
cimientos hasta el último detalle de ornamentación. Esto
provocaba un aprendizaje secular de arquitectura de padres a
hijos, y una estética similar y homogénea en grandes zonas
habitables.
Con los avances tecnológicos y las investigaciones
producidas en el campo de la construcción, se ha confeccionado
un amplio mercado de recursos de construcción, facilitado por el
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16. desarrollo del transporte, y por las innumerables normativas de
obligado cumplimiento surgidas en los últimos tiempos, que ha
provocado un parón en el aprendizaje de la construcción, y una
heterogeneización de nuestros espacios habitables.
Con el paso de los años, las nuevas tecnologías han ido
encontrando su propio sitio dentro de los diferentes sectores. El
mercado de la construcción, aunque un poco más tarde, se ha
dado cuenta de la necesidad de renovar sus métodos y sistemas.
Estos son los principales cambios tecnológicos para la
construcción:
Robótica:
Los robots ya empiezan a ser parte de nuestras vidas y de la
de muchos trabajadores. Son máquinas inteligentes capaces de
llevar a cabo diferentes tareas. De hecho, el robot de construcción
más famoso es capaz de colocar 1.000 ladrillos por hora. Sin
embargo, aún queda mucho camino por recorrer en este sentido.
Materiales inteligentes:
Un buen ejemplo de innovación es el Aerogel. Un material
compuesto en gran parte por aire. Su densidad es muy baja, así
como su porosidad. Entre sus características destacan su
resistencia a los grandes cambios de temperatura, su capacidad
para absorber líquidos (hasta 900 veces su peso), así como su
poder como aislante térmico y acústico. Otro material inteligente
es el hormigón permeable el cual asegura que el agua penetre
bajo la tierra aumentando así su vida útil.
Hormigón PermeableAerogel
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17. Arquitectura y Robótica
Las aplicaciones de la robótica en el campo de la
construcción abren el camino futuro a seguir en aras de la
obtención de una edificación sostenible de calidad, reduciendo
costes, tiempos y procesos de producción.
Algunos de los robots que podemos encontrar ya en el
mercado pueden clasificarse como "robots obreros". Dentro de
esta tipología podemos diferenciar aquellos destinados a la
colocación de ladrillos, de aquellos que materializan la obra con
una impresión 3D in situ.
Los primeros son robots capaces de levantar fábricas con
piezas tradicionales de distintos materiales, solo que con medios
mecánicos. Su gran ventaja es la rapidez de construcción, hasta 6
veces superior a los tiempos habituales con medios humanos
tradicionales, colocando hasta 1000 ladrillos por hora, además de
la precisión y la calidad de la fábrica ejecutada.
Robot fabricador, in situ.
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18. DFAB House:
Esta construcción, ubicada en Suiza, se caracteriza por la
digitalización de muchos de sus procesos, incluyendo el uso de
robots autónomos para su creación.
Las innovaciones de esta construcción, y por las que se
considera como un hito arquitectónico, se basan principalmente
en procesos digitalizados. Como, por ejemplo, la tecnología Mesh
Mould, en la que un robot autónomo construye un encofrado de
malla 3D para muros de hormigón; la Smart Slab, una losa con
encofrado de arena impreso en 3D; el Smart Dynamic Casting, un
proceso de encofrado deslizante automático; y el Spatial Timber
Assemblies, un proceso de fabricación digital que utiliza un
sistema de robot doble.
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19. Conclusión
En definitiva, la tecnología es un factor que influye en
muchos ámbitos de la vida diaria. Se ha ganado su importancia en
cada uno de los cambios que ha generado en la humanidad y, por
tanto, las personas se han tenido que adaptar a la evolución que
esta misma a propiciado.
En la arquitectura e ingeniería ha desempeñado un papel
fundamental en agilizar los procesos de diseño con nuevas
herramientas que permiten al profesional visualizar su trabajo y
mostrárselo a sus clientes, además de comprobar lo que
sucedería en esa obra en diferentes circunstancias.
En la actualidad, se han desarrollado diversos robots
dedicados a la arquitectura y construcción, ya sea a través de la
impresión 3D o brindando ayuda a los propios obreros encargados
de la construcción con tareas que anteriormente tenían que
realizar de manera manual.
Sin duda alguna, la tecnología ha influenciado en los grandes
pasos que se han dado en la rama de la arquitectura e ingeniería,
y por tanto hoy en día son muchos los profesionales que se
especializan con cursos y maestrías para seguir el camino del
avance tecnológico.
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20. Anexos
Edificios Inteligentes:
Shanghai Tower, China
One Bryant Park, Nueva York
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21. 21
Edificios sustentables:
Edificio Transoceánica, Chile.
Museo del Mañana, Brasil.

22. Bibliografía
1. https://tiempodenegocios.com/la-arquitectura-e-ingenieria-
evolucionan-cada-vez-mas-rapido/
2. https://mexicodesign.com/las-nuevas-tecnologias-para-la-
evolucion-de-la-arquitectura/
3. https://www.consejocea.com/single-post/2018/09/28/La-
tecnolog%C3%ADa-en-la-arquitectura
4. https://inarquia.es/nanotecnologia-aplicada-arquitectura-
urbanismo
5. . https://www.echeverrimontes.com.co/blog/aplicaciones-de-la-
domotica-en-la-arquitectura-actual
6. https://www.plataformaarquitectura.cl/cl/922956/que-son-las-
fachadas-cineticas
7. https://www.plataformaarquitectura.cl/cl/887546/que-es-bim-y-
por-que-es-fundamental-en-el-diseno-arquitectonico-actual
8. https://es.wikipedia.org/wiki/Modelado_3D
9. https://www.arrevol.com/blog/las-primeras-viviendas-casas-
impresas-en-3d-de-europa-del-mundo
10.https://mandua.com.py/los-avances-tecnologicos-en-el-campo-
de-la-ingenieria-civil-n501
11.https://www.eoi.es/blogs/smartbuilding/2013/09/04/evolucion-
de-los-sistemas-constructuvos/
12.https://www.rebuildexpo.com/uso-de-la-tecnologia-en-la-
construccion/
13.https://www.arquitecturayempresa.es/noticia/la-robotica-
aplicada-la-arquitectura
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