Descubre la revolución de la Impresión 3D en la Construcción

Nombre del autor Fernanda Pérez
Publicado 24 Julio 2024
Categoría Noticias

La impresión 3D permite la creación veloz de gran variedad de objetos y estructuras tridimensionales a partir de modelos digitales y la superposición de capas de material para conformarlos, lo que ha impactado profundamente en diversos sectores e industrias, ofreciendo soluciones personalizadas, eficientes y sostenibles.

En ese sentido, no solo está cambiando la forma en que se conceptualizan los proyectos, sino que también está redefiniendo las metodologías de trabajo, desde la manera de planificar y diseñar, hasta cómo se ejecuta. ¡Continúa leyendo y descubre cómo esta impresionante tecnología está revolucionando la industria de la construcción!

Máquina moderna colocando capas de concreto - Impresión 3D en construcción

¿Cómo funciona la impresión 3D en construcción?

La impresión 3D en construcción posibilita la generación de estructuras de concreto y otros materiales de una forma rápida y automática a partir de diseños digitales, los cuales se materializan mediante la distribución constante y en capas de dichos productos. Su funcionamiento se puede sintetizar de la siguiente manera:

1. Diseño digital: todo comienza con la creación de un modelo 3D en un software de diseño asistido por computadora (CAD o BIM). Dicho modelo sirve como un plano detallado de la estructura deseada.
2. Preparación del material de impresión: una vez que el diseño está listo, se preparan los materiales a imprimir; en el caso del concreto, se realiza una mezcla estándar u otra con cualidades especiales.
3. Impresión: la impresora de concreto 3D o de otro producto deposita el material capa por capa con precisión. Durante el proceso, se supervisa la temperatura, el flujo y otros parámetros para asegurar la exactitud y calidad del producto final.
4. Ensamblaje y acabado: ciertos componentes impresos necesitan ser ensamblados in situ; además, las estructuras de concreto impreso requieren acero de refuerzo tradicional para garantizar que sean estables, seguras y resistentes.

Sistemas utilizados en las impresoras 3D

Aunado a lo anterior, para llevar a cabo el proceso se pueden emplear dos sistemas, los cuales, básicamente determinan cómo se desplazará la boquilla de impresión; estos son el brazo robótico y el sistema de pórtico. Enseguida te proporcionamos una descripción general de cada uno de ellos.

Brazo robótico: ofrece una notable libertad de movimiento y flexibilidad, lo que permite imprimir desde diversos ángulos, generando geometrías complejas, curvas y de diferentes magnitudes.

Sistema de pórtico: opera mediante rieles que permiten el depósito del material en el área de construcción. Es reconocido por su alta precisión, permitiendo la creación de estructuras de superficie lisa y diversos tamaños.

Métodos de impresión

Asimismo, es posible utilizar diversos métodos de impresión 3D de concreto u otros materiales en construcción. Cada proceso presenta cualidades que se ajustan a distintas necesidades de diseño y elaboración de componentes. A continuación, te hablamos brevemente de ellos.

Extrusión: es el método más conocido e implica el uso de los sistemas de impresión por capas previamente mencionados.

Granulado: la materia prima se emplea en forma de polvo; comprende dos técnicas principales.

Powder bed jetting (“chorro de cama de polvo”): se emplean láseres o haces de electrones para fusionar partículas de polvo de manera gradual, capa por capa, dando forma al objeto.
Binder jetting (“chorro de aglutinante”): se deposita un agente aglutinante sobre la “cama de polvo” para unir las partículas capa por capa.

Rociador: consiste en rociar determinado material a presión para crear el objeto o la estructura capa por capa. Resulta especialmente útil en la creación de fachadas o elementos decorativos en techos.

Aplicaciones de la impresión 3D en construcción

Las aplicaciones de la impresión 3D en construcción son tan variadas como sorprendentes. Cada vez son más los proyectos que se benefician de esta tecnología para llevar a cabo distintos tipos de edificaciones, estructuras y componentes. Al respecto, a continuación te presentamos un listado que da muestra de ello:

Edificios modulares
Viviendas
Oficinas y espacios comerciales
Estructuras de refugio y de emergencia
Infraestructura
Restauración del patrimonio
Elaboración de columnas, vigas y muros
Elementos decorativos como revestimientos de paredes y molduras

Exterior de casa con puerta y ventanas construida con impresión 3D

Ventajas y desventajas de la impresión 3D en construcción

Las ventajas que ofrece la impresión 3D en la construcción son notorias, variadas y prometedoras, reformulando las prácticas estándar y estableciendo nuevos horizontes para los profesionales de esta industria. No obstante, también implica inconvenientes y retos que vale la pena considerar antes de explotar esta tecnología. En este sentido, enseguida te mencionamos sus ventajas y desventajas más importantes.

Ventajas

Económica y sustentable: posibilita el uso exacto de material para un proyecto, lo que resulta en una reducción de hasta el 60 % de los residuos generados en el sitio de obra. Asimismo, al disminuir la cantidad de insumos y personal requeridos, se obtiene un ahorro significativo en el costo total de la construcción.

Eficiencia y rapidez: proyectos que tomarían semanas o meses pueden completarse en días. Por ejemplo, una compañía china logró construir 10 casas en menos de 24 horas con impresión 3D. La automatización permite un trabajo continuo y sin ciertas pausas hechas en una obra tradicional, lo que reduce los tiempos de construcción de manera considerable.

Personalización y flexibilidad: la tecnología 3D hace posible materializar diseños complejos y singulares con facilidad. De esta manera, se pueden realizar, entre otras, estructuras curvas y con formas orgánicas.

Seguridad laboral: el trabajo en una obra convencional implica riesgos vinculados a la altura, el uso de maquinaria pesada y la manipulación de ciertos materiales. En contraste, la impresión 3D disminuye la exposición de los trabajadores a dichos peligros, ya que el proceso se automatiza y puede ser controlado a distancia.

Desventajas

Resistencia disminuida entre capas: puede ser baja si se presentan fallas humanas, comprometiendo la estabilidad estructural.

Posible error en el modelo digital: si lo hay, se trasladará a la construcción impresa, lo que puede ocasionar defectos significativos y costosos de corregir.

Materiales limitados: el número de productos que se pueden usar en una impresora es reducido debido a incompatibilidades.

Reducción de empleos: las máquinas y la automatización del proceso de construcción reducen significativamente la mano de obra.

¿Qué tipo de materiales se usan para construir viviendas con impresoras 3D?

El levantamiento de viviendas y otras construcciones con impresoras 3D está revolucionando la industria. En este sentido, los materiales utilizados en el proceso deben ser compatibles con el mismo y cumplir con las normativas de calidad. Enseguida te mencionamos los más relevantes.

Concreto estándar (mezclas de cemento, grava, arena y agua)
Mezclas de hormigón patentadas (con aditivos y propiedades especiales)
Mezclas de mortero
Escoria volcánica
Acero
Plástico
Poliuretano
Yeso
Adobe
Madera
Bambú
Piedra
Barro

Te puede interesar: ¿Qué es y cómo se hace el concreto premezclado?

En resumen, la introducción de la impresión 3D en el mundo de la construcción implica un vuelco tecnológico y un cambio de paradigma. Invita a arquitectos, ingenieros y constructores a repensar lo que es posible en términos de diseño y ejecución de proyectos, abriendo el camino hacia una etapa de innovación sin precedentes en el sector.