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Construcción 3D. Artículo traducido al español, escrito por Michael Cowan para la BBC.
Una familia en Francia se ha convertido en la primera del mundo en mudarse a una casa impresa en 3D. La propiedad, de cuatro dormitorios, es un prototipo para proyectos más grandes. El objetivo es hacer que la construcción de viviendas sea más rápida y económica.
¿Podría esto causar un cambio en la industria de la construcción?
Con paredes curvas diseñadas para reducir los efectos de la humedad y controles digitales para personas discapacitadas, esta casa podría ser costosa desde la visión de un arquitecto.
Pero habiendo tardado 54 horas en imprimirla (más cuatro meses para que los contratistas agregaran las ventanas, las puertas y el techo), su costo de construcción de alrededor de £176.000 la hace un 20% más barata que una construcción idéntica utilizando soluciones más tradicionales.
El equipo cree que podría imprimir nuevamente la misma unidad de vivienda en solo 33 horas.
Construida en Nantes gracias a la colaboración entre el ayuntamiento, una asociación de viviendas y la universidad local, la casa de 95 metros cuadrados fue diseñada para una familia de cinco personas.
Francky Trichet, el líder del consejo en tecnología e innovación, dice que el propósito del proyecto era ver si este tipo de construcción podría convertirse en una nueva corriente de viviendas, y si sus principios podrían aplicarse a otros edificios comunales, como los salones deportivos.
Él cree que este proceso es disruptivo para la industria de la construcción.
“Durante 2.000 años no ha habido un cambio en el paradigma del proceso de construcción. Queríamos barrer todo ese proceso” , dice. Y agrega: “Por eso digo que estamos al comienzo de una historia. Acabamos de escribir ‘Érase una vez…´. Ahora este trabajo obligará a las empresas privadas a tomar el bolígrafo y continuar la narrativa”.
La casa ha sido construida en un barrio privado en el norte de la ciudad y fue financiada en parte por el consejo.
Nordine y Nouria Ramdani, junto con sus tres hijos, fueron los afortunados elegidos para vivir en esta vivienda de cuatro habitaciones y un gran espacio central.
“Es un gran honor ser parte de este proyecto. Vivimos en un bloque de apartamentos municipales de los años 60, por lo que es un gran cambio para nosotros. Realmente es algo increíble poder vivir en un lugar donde hay un jardín y tener una casa unifamiliar”, dice Nordine.
¿Cómo funciona?
La casa es diseñada en un estudio por un equipo de arquitectos y científicos, y luego se programa en una impresora 3D.
Una vez programada, la impresora es llevada al sitio deseado, donde la casa se imprime por capas desde el piso hacia arriba. Cada pared consta de dos capas de poliuretano aislante con un espacio intermedio relleno de cemento. Esto crea una pared gruesa, aislada y completamente duradera.
Por último, se instalan las ventanas, las puertas y el techo. Y, voilà, tenemos una casa.
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En Valencia, España, ya se ha construido la primera casa usando impresión 3D. No se trata de un ensamblaje hecho con partes impresas previamente en otro lugar sino de una construcción in situ edificada desde cero en el mismo sitio donde va a estar ubicada la vivienda.
La casa tiene 24 metros cuadrados y ha sido levantada en apenas 15 horas. Es un modelo piloto de pequeñas dimensiones que contiene un salón comedor, un cuarto de baño y un dormitorio. El terreno sobre el que se construyó pertenece a la Facultad de Bellas Artes de la Universidad Politécnica de Valencia.
La impresora empleada ha sido creada especialmente por un equipo emprendedor surgido de la propia universidad, Be More 3D. La máquina, que imprime en hormigón, tiene 7 metros de ancho por 5 metros de alto y tiene la propiedad de poder ser desplazada y ubicada en el lugar donde se quiere realizar la impresión.
Se espera que un futuro este tipo de viviendas puedan ser una opción rápida y económica para solucionar el problema edilicio de algunos sectores de la población así como para brindar una solución digna y eficiente ante situaciones de catástrofes.
Ventajas de las casas impresas en 3D
La impresión 3D de viviendas resulta más económica que la construcción tradicional. Se estima que el costo de construcción del metro cuadrado de una casa impresa en 3D es un 35% más bajo que el de una casa convencional.
Por otro lado, al emplear únicamente la cantidad de material estrictamente neecsaria para levantar cada muro se minimizan los residuos de construcción y se obtiene un resultado ecológicamente más viable.
Otro beneficio es la eliminación de la necesidad del trabajo en altura, lo que disminuye los riesgos laborales.
Asimismo, la cantidad de mano de obra necesaria para obtener una vivienda terminada no se ve afectada en lo que a cantidad de puestos laborales se refiere, ya que el trabajo realizado por la impresora es solamente la edificación de la estructura y de las divisiones internas. Aún siguen siendo necesarias las obras de aislamiento e instalaciones de fontanería, electricidad y el tejado.
Proyectos
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En notas anteriores hemos hablado sobre el uso de la impresión 3D para la construcción de viviendas y puentes, pero lo que contaremos a continuación llega a otro nivel.
La NASA y sus compañeros están invirtiendo 2,5 millones de dólares en una competencia en la que los participantes deben construir un hábitat impreso en 3D en el planeta Marte destinado a realizar exploraciones extra-terrestres.
NASA’s 3D-Printed Habitat Challenge es una competencia que convoca a mentes brillantes de todo el mundo para que diseñen cómo debería construirse una “casa” en Marte utilizando la avanzada e innovadora tecnología de impresión 3D de la manera más eficiente y sustentable.
La competencia consta de variadas partes y fue planeada para avanzar en el desarrollo tecnológico necesario para crear viviendas sustentables impresas en 3D que puedan ser viables en ámbitos extra planetarios.
Los equipos que participarán de dicha competencia, tales como Kahn – Yates, Mars Incubator, MARSHA, Team Zopherus, Northwestern University, ALPHA y Postech Design Intelligence Lab, están muy entusiasmados con la propuesta, ya que uno de los premios es nada más y nada menos que un viaje a Marte.
Esta es una muestra más de los avances que se pueden lograr con la tecnología de impresión 3D. Gracias a ella, la humanidad logrará, en un futuro no muy lejano, ¡convertirse en una especie multi-planetaria!
¿Te interesa esta temática? Anteriormente ya hemos tocado temas como la
3D Builder, Arquitectura, Casas, Construcción, Holanda, Impresión 3D, Viviendas
La Universidad Eindhoven desarrollará una empresa constructora de casas impresas en 3D en 2019.
La universidad ha lanzado esta nueva y ambiciosa empresa de construcción con el objetivo de llegar a construir en 2019 un barrio de viviendas de hormigón completamente habitables.
El proyecto Milestone es una colaboración entre la universidad y otras cuatro compañías. Es la primera vez que un grupo de empresas constructoras se asocian para crear un complejo de viviendas completamente impresas en 3D.
Previamente, Eindhoven ya había avanzado en la impresión y construcción en 3D y cuenta con nuevos proyectos por venir. Este nuevo proyecto es la evolución de esos mismos conceptos, pero a una escala mucho mayor.
“La idea surgió hace dos años durante la Semana de Diseño Holandé. Hemos logrado controlar la técnica de impresión y hoy queremos saber cómo se siente vivir allí”,dice
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En Tailandia se está combinando la artesanía tradicional local con la tecnología de impresión 3D para crear prototipos de viviendas. El resultado son casas cuyas paredes exhiben el típico diseño trenzado que rememora la piel escamosa de un pez.
Objetivo del proyecto
El proyecto, denominado “Triple S”, comenzó a ser desarrollado en el 2017 por una fábrica de cemento tailandesa que busca una forma rápida de construir un módulo habitacional fuerte, confortante y seguro que, al mismo tiempo, refleje el arte local en su fachada.
Proceso
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La capacidad para construir con recursos naturales y presentes en el lugar de la obra abre un enorme potencial a la impresión 3D, una técnica que ha sido propuesta para edificar estructuras más allá de nuestro planeta.
¿Más allá de nuestro planeta? Sí, en la Luna o en Marte.
La impresión 3D está siendo estudiada como una opción viable para construir en ese tipo de lugares por el inmenso esfuerzo que supone para los seres humanos realizar tareas en condiciones de baja gravedad.
¿Y qué mejor que usar los propios recursos del lugar, que son los mejor adaptados a esas condiciones y que ya están en el sitio de la construcción? Valerse de recursos autóctonos implica no tener que llevar bordo desde la Tierra todo lo necesario para construir.
Experiencias exitosas
Recientemente la revista Nature publicó una investigación llevada a cabo por el Laboratorio de Ingeniería de Tejidos y Fabricación Aditiva (TEAM Lab, por sus siglas en inglés) de la Northwestern University de Illinois en la que se lograba imprimir estructuras, herramientas y bloques para la construcción de edificios utilizando sucedáneos de polvo lunar y marciano elaborados por la NASA más disolventes simples y biopolímeros (como celulosa).
Además, la NASA ya ha estudiado otras alternativas para aprovechar el suelo lunar o marciano, como la sinterización, que es la creación de una sustancia compacta tras someter a un material a altas temperaturas siempre por debajo de su punto de fusión.
Y la Agencia Espacial Europea (ESA) se asoció con el arquitecto premio Príncipe de Asturias Norman Foster para estudiar la posibilidad de crear bases lunares con techos en cúpula en el cráter Shackleton que solo tomarían de la Tierra el 10% de los materiales. El cráter está ubicado en el polo sur lunar, donde la luz solar -y por lo tanto la energía- llega de forma casi permanente.
Otros estudios han trabajado en la viabilidad de imprimir pistas de aterrizaje, carreteras, hangares y almacenes de combustible con materiales lunares.
¿Y en casa?
Aprovechar los recursos naturales y locales también es de gran utilidad en nuestro planeta, más allá incluso de la evidente reducción en el impacto ambiental.
La empresa china Winsun, una de las pioneras en la aplicación de la impresión 3D a la construcción, logró hace tres años levantar 10 casas de casi 200 metros cuadrados cada una utilizando la fabricación aditiva en buena parte del proceso (aunque no en todo). Cada casa costaba cerca de 4.500 euros. Hoy Winsun ya levanta bloques de viviendas de seis pisos de altura con impresión 3D y habla de un ahorro de un 40% en promedio con respecto a la construcción tradicional. (Ver “Casas impresas en 3D”)
La empresa de origen ruso Apis Cor, que hoy tiene su sede en Silicon Valley, ya presentó la primera vivienda impresa en su totalidad. Apis Cor logró erigir la vivienda en el lugar destinado para ella (en las afueras de Moscú) y completó toda la construcción e instalación de la casa en 24 horas. El coste total de esa casa de unos 40 metros cuadrados totalmente equipada superó por poco los 9.000 euros, un 70% menos que si hubiese sido construida mediante técnicas tradicionales, según la propia empresa. (Ver “
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Hace muy poco hablábamos sobre lo bien que se están llevando la impresión 3D y la Arquitectura.
La construcción de viviendas a partir de la impresión 3D es una realidad que se está expandiendo cada vez en más países. Si bien la mayoría de los casos aún son proyectos, prototipos y pruebas, ya hay empresas que están haciendo y vendiendo construcciones con el fin de ser habitadas.
Las máquinas usadas, los materiales y los tamaños finales de las viviendas son muy variables. Se construyen desde espacios muy pequeños hasta enormes edificios de varios pisos. Hechos con materiales plásticos, con cemento, con adobe o con desechos de otras industrias.
Más allá del material y de la forma en que la impresora 3D realiza la construcción –imprimiendo una sola pieza de gran tamaño o ensamblando pequeños bloques preimpresos- todos los proyectos usan la técnica de la extrusión. Es decir, las máquinas expelen el material desde una boquilla de grandísimas dimensiones que superpone una capa tras otra hasta obtener el resultado final.
Hoy nos vamos a ir hasta Rusia para conocer lo que se está haciendo allá.
Una casa de 38 m² en 24 horas
La empresa rusa Apis Cor se dedica a la fabricación de impresoras 3D que construyen grandes estructuras de hormigón. Lo particular de estas máquinas es que se arman y desarman en pocos minutos, por lo que pueden trasladarse al lugar donde se necesita hacer la construcción. Otra particularidad es que el extrusor está en la punta de un brazo movil que cubre un área de 132 m²
Datos interesantes:
– El material usado para imprimir es hormigón.
– Para que el hormigón salga por la boquilla y se endurezca debe estar a una temperatura de 5°.
– La impresora funciona aunque el ambiente esté a una temperatura de -35°.
– Se imprime al mismo tiempo el exterior y el interior de la vivienda.
– El techo de las casas es plano y aislante para soportar las nevadas.
– La pintura de las paredes se puede hacer inmediatamente después de concluida la impresión.
– Sólo se necesitan dos personas para manejar la impresora.
– La empresa ofrece las máquinas en alquiler para que los constructores puedan ahorrar en mano de obra, traslado de materiales y herramientas, detalles de terminación de obra, demoras inesperadas y desperdicio de material.
Así es cómo Apis Cor promociona su invento:
¿Será posible hacer algo similar en la Luna?
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La impresión 3D y la Arquitectura se van a llevar muy bien. De hecho, se están llevando muy bien.
La impresión de viviendas ya es una realidad. Lo que hace unos años comenzó como auspiciosos prototipos o como prometedores proyectos a mediano plazo que podrían apreciarse al cabo de tres o cuatro años de trabajo, hoy es un hecho.
Ya podemos ver, estudiar y habitar casas realmente impresas en 3D. Las hay de materiales plásticos que lucen muy similares a las maquetas que se imprimen en arquitectura para definir los proyectos. Otras están hechas con bloques impresos de cemento y otros materiales característicos de la construcción tradicional. Y otras parecen retrotraernos al pasado, ya que están construidas a base de adobe y fibras vegetales.
Sea cual sea el material y la forma de construcción –imprimiendo una sola pieza de gran tamaño o ensamblando pequeños bloques preimpresos- todas utilizan la técnica de la extrusión. Es decir, el material es extruido desde una boquilla (gigante, claro) y requiere la superposición de capas y capas para obtener la forma final.
Hoy nos vamos a ir hasta China para conocer lo que se está haciendo allá.
Un edificio de 5 pisos
A principios de 2015 se construyó en China un edificio de cinco pisos totalmente impreso en 3D con una mezcla de cemento y residuos industriales. El material se denomina “ink” e implica el reciclaje de residuos como hormigón, fibra de vidrio, arena y otros restos de obra.
La impresora mide más de 6 metros de alto y se extiende por un ancho de 40 metros. Como el tamaño del edificio supera la capacidad de impresión por pieza de la máquina, se imprimen grandes bloques que luego son acoplados con refuerzos de acero y capas de asilamiento.
La encargada de la construcción fue la empresa Winsur, que continua experimentando y avanzando en el tema.
Una casa de 2 plantas en 3 horas
A mediados del mismo año, Winsur sorprendió con el ensamble de una casa de dos pisos en tiempo récord: sólo 3 horas. Las piezas habían sido impresas anteriormente con el mismo material que el edificio. Aún así, sumando el tiempo de ensamble de los seis módulos que componen la vivienda el proceso completo de impresión, incluyendo muebles y escaleras, demoró 72 horas.
10 casas de 200 m2 en un día
La misma empresa china, Winsun, desde 2014 fabrica espacios en pocas horas que puede tener destino de vivienda o de oficina. Con la técnica de FDM que se usa en otras áreas para hacer un objeto artístico, una mano ortopédica, o una golosina, esta macro impresora 3D construye bloques.
El brazo mecánico deposita capas de ink mezclado con endurecedores para armar cada bloque, que está diseñado para ser liviano y resistente a la vez. Posteriormente se unen los bloques a la vez que se realiza el cableado y se instalan los ventanales.
Cada una de estas casas permite disminuir al mínimo el costo del metro cuadrado, el derroche de materiales y el tiempo de construcción.
Por el momento, el edificio chino de Winsun es la edificación más grande construida a través de la impresión 3D. Pero hay muchos proyectos en curso y se están estudiando varias maneras distintas de encarar la impresión. Pronto podremos ver lo que sucede en otras partes del mundo y lo que nos depara el futuro en esta interesante y súper útil aplicación de la impresión 3D.
Otras experiencias exitosas en la construcción:
Impresión 3D en la construcción