martes, diciembre 3, 2024

A pesar de la promesa, los edificios impresos en 3D aún enfrentan obstáculos

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 en forma de 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.

Hans-Jörg Kraus de Krausgruppe
Hans-Jörg Kraus y Krausgruppe son los responsables de la implementación del edificio.Imagen: Filip Bubenheimer

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. Los elementos horizontales, como los techos, aún deben construirse con métodos tradicionales.

Cuando esté terminado en julio, el centro de datos de un piso tendrá 54 metros de largo, 11 metros de ancho y 9 metros de alto (177 por 36 por 29 pies). Según Krausgruppe, esto lo convertirá en el edificio impreso en 3D más grande de Europa.

La impresión 3D promete ahorrar mano de obra, tiempo y residuos

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.

A medida que persisten los obstáculos, la tecnología 3D se está imponiendo

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, dijo 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.

Impresión 3D de un edificio en Alemania
Capa a capa, el edificio de Heidelberg se eleva lentamenteImagen: Filip Bubenheimer

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 están rellenando con hormigón convencional reforzado con acero para mejorar la estabilidad del edificio.

Una vista aérea de un centro de datos impreso en 3D
Una vista aérea de la huella del centro de datos muestra el potencial único de la impresión 3DImagen: Adrian Schulz/Krausgruppe

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 imprimes una fila de casas, digamos 20 o 30 casas, definitivamente superará cualquier otra tecnología, porque tienes la opción de personalizar cada casa individualmente”, 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.

La gran huella de carbono del hormigón

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, dijo 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

Edificios de arcilla de una impresora 3D

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