Cómo la impresión 3D puede ayudar a la construcción

La tecnología de impresión 3D ha ido avanzando a lo largo de los años. Según Fortune Business Insights™, The global Materiales de impresión 3D El tamaño del mercado fue de 1.530 millones de dólares en 2018 y se prevé que alcance los 3.780 millones de dólares en 2026, mostrando un CAGR del 12,1% durante el período de previsión. Hay muchas industrias que mejoran con la impresión 3D y la construcción y la construcción no es una excepción. La impresión 3D cambia el futuro de la industria de la construcción con diseños innovadores y posibilidades notables. No hace demasiado tiempo, la tecnología de impresión 3D sólo podía generar pequeños modelos de plástico en impresoras de sobremesa. Hoy en día, las impresoras 3D son capaces de hacerlo construir edificios enteros en días, reduciendo costes y aumentando la sostenibilidad en todo el mundo. La impresión 3D también presenta una solución a los mayores retos del sector de la construcción actual: la escasez de mano de obra y el aumento de la demanda. Estas ventajas están impulsando la revolución de la construcción de la impresión 3D. Desde nuevos edificios asequibles a la construcción de nueva generación, la impresión 3D está cambiando la arquitectura para siempre.

La impresión 3D ayuda a construir un edificio rápido y asequible

Una de las ventajas más valiosas de la impresión 3D en la construcción es la gran accesibilidad de las nuevas estructuras. Se puede construir una casa entera en pocos días a bajo coste para una durabilidad y estética de alto valor. Los nuevos edificios pueden construirse en una fracción del tiempo que tarda la construcción tradicional con la ayuda de una impresora de grado de construcción, esquemas de la estructura y un pequeño equipo de operadores.

A medida que la demanda de más viviendas crece en todo el mundo, la impresión 3D permitirá a la industria de la construcción satisfacer las demandas pese a la persistente escasez de mano de obra. Los trabajadores de la construcción sólo necesitan estar entrenados para operar una impresora 3D industrial, y una tripulación de media docena o menos puede construir una estructura entera. Incluso los hay una casa impresa en 3D en Rusia que se construyó en menos de 24 horas.

Casa impresa en 3D hecha en SelfCAD

Sin embargo, la eficiencia de la impresión 3D para la construcción es más que comodidad. Los proyectos de construcción rápidos impresos en 3D son menos perjudiciales para las comunidades locales. Se requieren muchos menos vehículos y equipos de construcción y el proceso es mucho más rápido. Una impresora 3D de hormigón por lo general hará menos ruido que un gran equipo de trabajadores y máquinas. Además, la impresora 3D no necesitará movimientos de tierras ni caminos para vehículos pesados. De hecho, es posible que ni siquiera necesite un refugio temporal, ya que la construcción es lo suficientemente rápida para moverse fácilmente para evitar los días de mal tiempo.

Además, la impresión 3D permite una construcción de bajo coste y hace que las viviendas de alta calidad sean más accesibles. Un proyecto llamado 14Trees está ayudando a urbanizar comunidades en África mediante la construcción en 3D. Ha construido recientemente el primera casa impresa en 3D en el continente así como una escuela, ambas ubicadas en Malawi. Esta tecnología podría proporcionar viviendas e infraestructuras fiables a millones de países en desarrollo. La fabricación aditiva hace que la impresión 3D sea ideal para estas circunstancias, puesto que optimiza los recursos y tiene un impacto mínimo sobre el medio ambiente.

Mientras, en EEUU, el el barrio impreso en 3D más grande del mundo se está construyendo en Austin, Texas, ayudando a EE.UU. a satisfacer la demanda del mercado inmobiliario en auge actual. El proyecto sigue otro éxito en Austin, el proyecto Community First Village. Este desarrollo en la impresión 3D necesitó varios casas asequibles para personas sin hogar en el área. Las residencias Community First Village se imprimieron en 3D en unas 48 horas con un tipo especial de hormigón llamado Lavacrete. La aplicación a gran escala de este proceso podría eliminar prácticamente el sinhogarismo en Estados Unidos.

Construcción sostenible y con pocos residuos

La construcción está perdiendo su reputación como industria con una gran cantidad de residuos gracias a la impresión 3D. Debido a que la impresión 3D utiliza construcción aditiva para construir cosas, sólo se utiliza la cantidad de material necesaria. Cualquier residuo de hormigón, por ejemplo, puede reservarse simplemente para el próximo proyecto para el que se utiliza la impresora. De hecho, algunos métodos de impresión 3D incluso dejan atrás el hormigón y utilizan residuos plásticos. Se han creado vigas de soporte impresas en 3D que están hechas de plástico reciclado y pesan un 80% menos que las versiones tradicionales. A gran escala, este tipo de impresión 3D en la construcción podría eliminar miles de libras de residuos de los vertederos en todo el mundo.

Casa de impresoras 3D. Fuente de la imagen: The Verge

Debido a que la mayoría de las impresoras 3D son electrónicas, no queman combustible para funcionar, por lo que se liberan menos emisiones en el proceso de construcción en comparación con otras maquinarias populares en el campo. Algunos expertos incluso han sugerido el uso de las capacidades de fabricación aditiva de las impresoras 3D para crear rápidamente herramientas y piezas de equipos in situ con material metálico o polímero. Esto es conveniente para crear nuevas herramientas en una pizca, e incluso se podría utilizar para repararlas, alargando su vida útil. Además, prácticamente todos los metales son reciclables, por lo que incluso se podrían utilizar para imprimir nuevos objetos metálicos en 3D.

A medida que la tecnología de impresión 3D evoluciona y resulta más accesible, su capacidad para reducir los residuos de material y acelerar los plazos de reparación y producción puede mantener más proyectos de construcción en marcha y completarlos con emisiones reducidas.

Reparación rápida de carreteras

Recientemente se han desarrollado investigadores de la Universidad de Monash en Australia una impresora 3D que puede imprimir asfalto y estar montado en un robot para un funcionamiento móvil y autónomo. Este avance en la tecnología de impresión 3D podría revolucionar el mantenimiento de carreteras, dando lugar a una mayor seguridad para los conductores y trabajadores de reparación. El robot de impresión 3D de asfalto, uno de los pocos proyectos en curso en todo el mundo, puede escanear carreteras de forma autónoma para encontrar grietas y agujeros y luego llenarlos mediante la impresión en 3D de parches de asfalto precisos.

Aunque esta tecnología todavía está en desarrollo, es un ejemplo asombroso del potencial futuro de la impresión 3D en la construcción. Algún día podría ayudar a aliviar algunos de los problemas de escasez de mano de obra del sector de la construcción permitiendo a los trabajadores de reparación de carreteras realizar la transición a posiciones más demandadas en la industria. Además, robots como éste pueden funcionar durante todo el día, reparando rápidamente las carreteras antes de que acaben necesitando reparaciones amplias, costosas o peligrosas.

La pavimentación y reparación de carreteras algún día se pueden automatizar por completo mediante la impresión 3D. De forma similar a la construcción en general, esto podría mejorar aún más la sostenibilidad. Ya se están probando materiales de pavimentación respetuosos con el medio ambiente como el asfalto mezclado con plástico reciclado. Combinado con las capacidades de la tecnología de impresión 3D, esto pronto podría conducir a carreteras más importantes mantenidas completamente por flotas de robots.

Mayor creatividad y flexibilidad

Impresión 3D en arquitectura. Fuente de la imagen: Machinedesign.com

Una de las ventajas más artísticas que ofrece la impresión 3D en la construcción, es una mayor flexibilidad de diseño. Para los arquitectos, esto es un cambio de juego. Las impresoras 3D pueden generar paredes curvas con facilidad ya un coste mucho menor que la construcción tradicional. Ésta es una ventaja que atraerá a los clientes ricos y los que buscan una vivienda asequible.

Los edificios con formas únicas y dinámicas pueden construirse rápidamente sin que aumenten los costes. Estas capacidades permiten la construcción de diseños modernos y de vanguardia que no podrían conseguirse con los métodos de construcción tradicionales. Asimismo, incluso las estructuras presupuestarias pueden tener un aspecto elegante y moderno, ya que las impresoras 3D son tan efectivas para generar formas suaves y curvas.

Por ejemplo, el edificio municipal de Dubai en Emiratos Árabes Unidos es uno de los edificios impresos en 3D más grandes del mundo. La estructura ultramoderna tenía 640 metros cuadrados y fue impresa en 3D por un equipo de sólo tres personas. Un futurista similar El complejo de oficinas se imprimió en 3D en Dubai en 2016, compuesto por varios edificios redondeados que sirven de oficina de la Dubai Future Foundation.

Además de la resiliencia estructural y de diseño, la impresión 3D ofrece mayor flexibilidad de calendario. Debido a que la construcción impresa en 3D se puede completar rápidamente, no es perjudicial ajustar el calendario de construcción. Esto permite a los equipos de diseño y planificación el máximo tiempo posible para hacer que los diseños del edificio sean correctos sin preocuparse demasiado porque el proceso de construcción tarda demasiado.

Superando los límites de la construcción

La impresión 3D está avanzando en el sector de construcción mucho más allá de los proyectos de consumo. La NASA ha encargado a empresas de construcción de impresión 3D diseñar y construir prototipos de estructuras para utilizarlo en la Luna de la Tierra y Marte. Esta forma de construcción impresa en 3D utilizaría recursos locales fuera del mundo para generar rápidamente espacios de vida sólidos y espaciosos para los astronautas. En lugar de transportar un hábitat grande por adelantado, la NASA enviaría una impresora 3D a Marte que después sería montada por un rover y listo para funcionar cuando lleguen los astronautas. Estos hábitats impresos en 3D serían mucho más duraderos que los prototipos de "burbuja" concebidos anteriormente.

La impresión 3D también hace que sea mucho más fácil para los astronautas expandir los hábitats después de construir su inicial. Todo lo que deberían hacer es reponer la impresora de Marte con más materiales de construcción recogidos localmente e instalarla en el sitio de construcción. Sólo esto hace que la impresión 3D sea una herramienta increíblemente valiosa para los programas de exploración espacial. Como beneficio para quienes están en la Tierra, la investigación de la NASA sobre la construcción automatizada impresa en 3D podría muy bien conducir a una construcción totalmente automatizada algún día. Históricamente, la exploración espacial ha sido responsable de inventar muchos objetos cotidianos, desde extremidades artificiales a ordenadores portátiles.

La impresión 3D podría optimizarse mucho por el desarrollo de los entornos duros de Marte y la luna. Esto mejoraría las capacidades de las impresoras 3D de construcción y reduciría el coste de construirlas y utilizarlas, haciendo que los proyectos de construcción impresos en 3D sean aún más asequibles y accesibles en la Tierra.

La impresión 3D y el futuro de la construcción

La impresión 3D está impulsando la industria de la construcción impulsando la innovación al tiempo que hace que las casas y las estructuras sean más accesibles y sostenibles. Esta tecnología es vital para el futuro de la industria de la construcción, así como la industria de la arquitectura e incluso la industria de vuelos espaciales. Con la impresión 3D, las empresas constructoras podrían ofrecer viviendas e infraestructuras asequibles y duraderas a miles de millones de personas a la vez que ahorran el medio ambiente. La tecnología de impresión 3D permite a los diseñadores crear las estructuras del mañana y ofrece a los equipos de construcción las herramientas que necesitan para mantenerse delante.

Autor

Evelyn Long es escritora de construcción y editora jefe de Reformado. Su trabajo ha sido publicado por la Building Performance Association, Training Journal y otras publicaciones del sector.

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