La impresión 3D en la construcción está ganando terreno lentamente

Los centros de datos no suelen ser conocidos por su arquitectura extravagante. Pero el edificio que toma forma en Heidelberg, Alemania, seguramente llamará la atención. Su fachada con volantes, como una cortina, parece fluir alrededor de la estructura.

"Con esta forma, queríamos ampliar los límites de lo que es posible", dijo Hans-Jörg Kraus, socio gerente de Krausgruppe, el desarrollador del proyecto. El margen creativo de los arquitectos fue mayor de lo habitual, gracias a una técnica de construcción especial: la impresión 3D.

La impresión 3D significa que una boquilla controlada por computadora deposita capa sobre capa de una mezcla especial de concreto, creando así las paredes del edificio. Sin embargo, los elementos horizontales, como los techos, aún deben construirse con métodos tradicionales.

Cuando esté terminado, el centro de datos de un piso tendrá 54 metros de largo, 11 metros de ancho y 9 metros de alto. Según Krausgruppe, esto lo convertirá en el edificio impreso en 3D más grande de Europa una vez que esté terminado en julio.

Algunas de las ventajas de la impresión 3D, además de las formas curvas extravagantes que permite, se pueden observar en el sitio de construcción de Heidelberg.

La mayoría de las veces, solo dos trabajadores están en el sitio para operar la impresora. A diferencia del hormigón colado convencional, las capas de hormigón impreso mantienen su forma, haciendo innecesario el uso de moldes.

La eliminación de moldes reduce el desperdicio, así como el tiempo de montaje y desmontaje: es una "gran ventaja" de la impresión 3D, dice a DW Jan van der Velden-Volkmann, uno de los arquitectos del edificio.

Solo se necesitan 140 horas para imprimir los elementos verticales del edificio, según PERI 3D Construction, una empresa involucrada en el proyecto. Sin embargo, la impresión debe interrumpirse para otras tareas detalladas, por lo que la capa final solo se puede imprimir después de unos cuatro meses de trabajo.

Aunque la tecnología ha estado en desarrollo durante aproximadamente dos décadas, los edificios impresos en 3D todavía son raros de ver. Según COBOD, un fabricante de tecnología de impresión 3D, se han impreso 130 edificios de más de 10 metros cuadrados (107 pies cuadrados) en todo el mundo hasta 2022, y 55 de ellos se completaron el año pasado.

Una de las razones del lento crecimiento de la tecnología es la falta de estándares para evaluar la estabilidad de las estructuras impresas, según Arnaud Perrot, profesor de ingeniería civil en la Universidad del Sur de Bretaña en Francia. Sin estos estándares, es increíblemente engorroso demostrar a las autoridades que los edificios impresos son seguros, dijo a DW.

Pero incluso con los estándares establecidos, la impresión 3D aún enfrentará desafíos, especialmente cuando se trata de construir estructuras altas.

Las estructuras altas de hormigón suelen estar reforzadas con acero para resistir las fuerzas a las que están expuestas. Esto es difícil de hacer con estructuras impresas en 3D, según Manu Santhanam, profesor del departamento de ingeniería civil del Instituto Indio de Tecnología de Madrás en Chennai.

Por lo tanto, para edificios con más de dos o, como máximo, tres pisos, "la impresión 3D no es una opción", dice Santhanam a DW.

Perrot es más optimista, al menos a largo plazo. "Desde una perspectiva técnica, no hay nada que prohíba la impresión de edificios de varios pisos", dijo. A corto plazo, considera que la combinación de la impresión 3D con las técnicas convencionales es la forma más sencilla de construir más alto.

Esto también se está haciendo en Heidelberg, donde las paredes huecas creadas por la impresora se rellenan con hormigón convencional reforzado con acero para mejorar la estabilidad del edificio.

Entonces, ¿dónde puede aprovechar la impresión 3D sus puntos fuertes? En lo que respecta a India, Santhanam ve su mayor potencial fuera de las áreas urbanas, donde hay menos necesidad de construir en altura, especialmente en desarrollos comunitarios a gran escala en áreas rurales.

"Si imprime una fila de casas, digamos 20 o 30 casas, definitivamente superará cualquier otra tecnología, porque tiene la opción de personalizar individualmente cada casa", dijo Santhanam.

Otra área de crecimiento potencial para la impresión 3D es la prefabricación de componentes en fábricas, según Perrot y van der Velden-Volkmann.

Sin embargo, la dependencia de la tecnología en el concreto todavía hace que su impacto ambiental sea un problema. El concreto contiene cemento como aglutinante, cuya producción representó alrededor del 7% de las emisiones de carbono fósil del mundo en 2022, dice Robbie Andrew de la Universidad de Oslo.

Los investigadores han intentado imprimir con alternativas menos intensivas en carbono, como la arcilla. Pero según Santhanam, las distintas cualidades del hormigón, como su resistencia y durabilidad, significan que "ciertamente dominará" la impresión 3D en la construcción.

Para el centro de datos, Heidelberg Materials suministra una mezcla de hormigón especial para impresión 3D. Según la empresa, su mezcla contiene un ligante con un 55% menos de emisiones de CO2 que el cemento convencional.

Editado por: Tim Rooks