Incursión de la impresión 3D en la industria de la construcción
Aunque la manufactura aditiva, más comúnmente llamada impresión 3D, es una tecnología que ya lleva algunos años implementada en diversas industrias como la automotriz, aeroespacial, médica y de producción masiva. En la industria de la construcción, su introducción ha conllevado desafíos significativos para su adopción. Estos desafíos van desde barreras tecnológicas relacionadas con la robótica y los materiales a imprimir, hasta normativas y códigos de construcción rigurosos.
Autor: D.I. Manuel Ovalle
Analista de Diseño
La introducción de una nueva tecnología constructiva puede tardar décadas. Esto se debe no solo a los desafíos técnicos inherentes a la industria, sino también a lo riguroso que suele ser desarrollar una normativa nueva o adaptarla para que sea aceptada por reglamentos y códigos de construcción locales. Teniendo en cuenta esto, la impresión 3D sigue siendo una tecnología emergente para este sector.
Desde el Centro de Investigación y Desarrollo de Progreso, se ha implementado una investigación estructurada y escalable desde 2018 hasta la fecha. La inversión en esta investigación tiene tres objetivos principales: fomentar la innovación en la construcción, desarrollar concreto especializado para manufactura aditiva y validar el sistema con los requerimientos estructurales locales.
Estos tres objetivos abarcan preguntas críticas sobre esta tecnología, a las que se busca dar respuesta, tales como: ¿Qué formulación de concreto se necesita para imprimir? ¿Cuánto tiempo requiere una construcción con esta tecnología? ¿Cuánto cuesta? ¿Cómo reforzar el sistema para imprimir estructuras sismo-resistentes? ¿Es posible utilizarla en viviendas de interés social?
Desde las primeras incursiones con una impresora de polímero estándar para extruir pasta de cemento, se escaló la infraestructura para contar con un equipo y un área de impresión de 49 m². Esto se realizó en paralelo con el desarrollo, en laboratorio, de un mortero de alta resistencia para ser extruido por la impresora de gran formato.
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Es importante destacar que no se trata de una tecnología “plug & play”; existe una curva de aprendizaje considerable para el montaje y operación del equipo, además del diseño y la programación de los elementos a imprimir, sin mencionar el desarrollo del material. Teniendo esto en cuenta, el diseño e impresión de elementos urbanos se presenta como una vía provechosa para probar materiales e hipótesis sobre el desempeño y la operación.
Sin embargo, el objetivo final del equipo es la impresión de estructuras habitables. Por lo tanto, el paso crucial es trasladar el equipo de un ambiente controlado a un sitio de construcción real, donde, además de las consideraciones técnicas inherentes a la operación, el clima y otros elementos externos afectan la edificación. En Guatemala, la alta actividad sísmica es un factor crucial para la seguridad de las estructuras. Este es un punto clave dentro de la investigación de esta metodología. Aunque en Europa y Medio Oriente ya existen algunas estructuras impresas de relevancia, ninguna de ellas se encuentra en zonas con alta actividad sísmica. Existen pocos precedentes de estructuras impresas en sitios con estas condiciones, lo que hace que la investigación de Progreso sea aún más relevante. Además de la falta de materiales de impresión disponibles localmente, el riesgo sísmico es la razón por la cual la implementación de esta metodología ha avanzado considerablemente más lento en Latinoamérica que en otras regiones.
La investigación de Progreso ha generado las primeras estructuras impresas funcionales de 49 m² en la región, con un promedio de 30 horas efectivas de impresión por módulo. Esto se complementa con el cálculo estructural, la instalación de sistemas hidráulicos y eléctricos, ventanería y acabados. Esto ha sido posible gracias al desarrollo interno de formulaciones y pruebas de concretos imprimibles, la especialización en diseño CAD y la adaptación del sistema para funcionar de acuerdo con metodologías constructivas ya normadas o adoptadas por códigos locales.
14 enero, 2025
La tecnología promete ser más rápida, producir menos desperdicio de material y requerir menos mano de obra, estas ventajas la perfilan como una posible solución para la construcción de viviendas de interés social. Sin embargo, esta no es aún una realidad. La tecnología sigue en una etapa temprana, donde es necesario desarrollar normativas universales, garantizar la disponibilidad y rentabilización de equipos y materiales, y obtener aprobaciones estatales. A pesar de esto, es evidente la rapidez con la que avanza, y es posible que en menos de 10 años comencemos a ver edificaciones impresas en nuestro día a día. Es aquí donde los trabajos de investigación, como los del CI+D de Progreso, son relevantes para optimizar la manera en que construimos.
