Prototipo de panel para vivienda industrializada fabricado mediante carpintería de armar robotizada

Abstract

La presente investigación desarrolla un prototipo de panel para vivienda industrializada fabricado mediante carpintería de armar robotizada, con el objetivo de explorar un sistema constructivo desmontable basado en uniones carpinteras mecanizadas. El trabajo surge frente a la dependencia de fijaciones metálicas y soluciones de difícil reversibilidad presentes en muchos sistemas panelizados de entramado ligero, las cuales pueden limitar la reparación, el reemplazo, el desmontaje y la reutilización de componentes. La metodología combina revisión normativa, técnica y constructiva con diseño digital, fabricación robotizada y evaluación experimental del prototipo. A partir del análisis de sistemas industrializados en madera, diseño para desmontaje, materialidad y criterios de mecanizado, se desarrolla un panel compuesto por postes, soleras, diagonales y llaves de unión. Sus componentes son modelados digitalmente, mecanizados mediante un brazo robótico industrial y posteriormente ensamblados, desmontados y reensamblados para evaluar la factibilidad constructiva. Los resultados permiten comprobar la viabilidad geométrica y de montaje inicial del sistema, evidenciando que las uniones carpinteras mecanizadas pueden funcionar como una estrategia constructiva orientada a la reversibilidad del panel. Sin embargo, también se identifican variables críticas asociadas a la madera, como humedad, alabeos, variaciones dimensionales, holguras y desfases de mecanizado, que inciden directamente en el comportamiento del conjunto. Por ello, la investigación se plantea como una validación experimental preliminar, no estructural definitiva, y establece una base para futuras iteraciones, optimización de uniones y ensayos mecánicos.

This research develops a prototype panel for industrialized housing manufactured through robotic timber joinery, with the aim of exploring a demountable construction system based on machined carpentry joints. The study arises from the dependence on metal fasteners and difficult-to-reverse connection systems commonly found in light timber framing panels, which can limit repair, replacement, disassembly, and component reuse. The methodology combines normative, technical, and constructive review with digital design, robotic fabrication, and experimental evaluation of the prototype. Based on the analysis of industrialized timber systems, design for disassembly, material properties, and machining criteria, a panel composed of posts, plates, diagonals, and timber keys is developed. Its components are digitally modeled, machined using an industrial robotic arm, and subsequently assembled, disassembled, and reassembled to evaluate their constructive feasibility. The results show the initial geometric and assembly feasibility of the system, demonstrating that machined carpentry joints can operate as a constructive strategy oriented toward panel reversibility. However, critical variables associated with timber were also identified, including moisture content, warping, dimensional variations, joint tolerances, and machining misalignments, all of which directly affected the final behavior of the assembly. Therefore, this research is understood as a preliminary experimental validation, not as a definitive structural verification, and establishes a basis for future iterations, joint optimization, and mechanical testing.