¿Está la impresión de hormigón 3D dejando su huella en la construcción comercial?

Comparte este artículo

¿Qué tienen en común las escuelas en África, las turbinas eólicas de altura récord, las viviendas militares resistentes a los desastres, los hoteles hechos de arena y los proyectos de construcción en la luna?

Si dijeras “impresión 3D”, estarías en lo cierto, pero no cuenta toda la historia. Lo que distingue a estos proyectos es que amplían los límites de lo que es posible con la tecnología de impresión de hormigón 3D (3DCP). La impresión 3D con hormigón se ha probado ampliamente en todo el mundo, desde proyectos de viviendas comerciales en Eindhoven, Países Bajos, hasta el primer edificio comercial oficial en Dubai, Emiratos Árabes Unidos. Con las propiedades maleables pero resistentes del hormigón y los brazos mecánicos de las impresoras 3D que pueden soportar climas extremos y terrenos difíciles, 3DCP ofrece muchas ventajas a la industria de la construcción comercial.

Una base de turbina eólica de hormigón impresa en 3D fabricada con la impresora 3D BOD 2 para GE. Imagen cortesía de COBOD.

Más del 70% de la población mundial vive en estructuras de hormigón, y se espera que la demanda de hormigón y cemento aumente; incluso las turbinas eólicas que aprovechan la energía renovable necesitan que el hormigón y el acero sean duraderos. Sin embargo, la industria del cemento es responsable del 8% de las emisiones mundiales de dióxido de carbono (CO2) que están calentando lentamente el planeta. Los científicos actuales coinciden en que se deben tomar medidas drásticas para evitar que la Tierra supere los 1,5 grados de calentamiento, un umbral que, si se supera, acarrea consecuencias catastróficas. Entonces, en un mundo que depende en gran medida del concreto, ¿cómo pueden los ingenieros reducir las emisiones y hacer que el concreto sea más ecológico?

Echemos un vistazo más de cerca a los beneficios de la impresión de hormigón en 3D y cómo su metodología de fabricación aditiva puede ser una solución viable para mitigar el cambio climático.

La durabilidad y la seguridad son fundamentales en cualquier proyecto de construcción, pero en el caso de los edificios comerciales destinados a un uso público extensivo, los riesgos son aún mayores. Tomemos como ejemplo los puentes. En 2018, el puente Morandi en Génova se derrumbó durante una lluvia torrencial, lo que provocó que decenas de vehículos cayeran al abismo. Este puente formaba parte de una de las carreteras más críticas del país, que lo conectaba con Francia, lo que atrajo la atención internacional sobre el estado de la infraestructura de Italia.

Si bien los puentes 3DP existen conceptualmente desde 2016, proyectos recientes en todo el mundo están dando vida al enfoque de fabricación aditiva, con China y los Países Bajos como pioneros en este espacio. Sostenido por 176 unidades de cemento, el puente de hormigón impreso en 3D más largo de China se encuentra y transporta pasajeros a través del Canal de Shanghai. Al mismo tiempo, Ámsterdam cuenta con el primer puente de acero impreso en 3D del mundo. Hay varios sensores conectados al puente para ayudar a monitorear el movimiento, la temperatura y las vibraciones en un esfuerzo por mantener continuamente la seguridad pública.

Los beneficios de la fabricación aditiva están bien documentados. Con las impresoras 3D, los ingenieros solo utilizan o 'añaden' la cantidad precisa de material necesario para fabricar estructuras, maximizando los recursos y minimizando los residuos. La Universidad de Gante, que probó una pasarela fabricada aditivamente, descubrió que la construcción 3DP requería menos material y tenía un impacto ambiental reducido.

Los infantes de marina con el 7.º Batallón de Apoyo de Ingenieros, el 1.º Grupo de Logística Marina, trabajan juntos para asegurar una columna de soporte de un puente de hormigón creada con una impresora 3D, durante un ejercicio en Camp Pendleton, California. Foto del Cuerpo de Marines.

Las impresoras 3D no solo pueden construir más rápido, sino que estas herramientas también minimizan la tensión de los trabajadores y reducen el desperdicio de material al tiempo que maximizan la precisión. No en vano, el Cuerpo de Marines de Estados Unidos utiliza la impresión de hormigón en 3D para crear puentes a medida para cruzar cualquier vacío.

Se necesita mucha electricidad para fabricar grandes cantidades de hormigón, y el proceso de fabricación del cemento, un ingrediente fundamental del hormigón, produce más emisiones de CO2. Si bien las redes de energía renovable podrían reducir las emisiones en un 50%, la transición es oportuna y costosa. De hecho, la inversión en transición energética tendrá que aumentar a 4,4 billones de dólares anuales hasta 2050. Mientras tanto, repensar los procesos de construcción y utilizar materiales más sostenibles es crucial.

Por ejemplo, California ha prometido reducir el 40% de las emisiones de carbono por tonelada de cemento para 2035, mientras que los gigantes tecnológicos Microsoft, Google y Salesforce, entre otros 50, se comprometieron a comenzar a comprar versiones de cemento con bajas emisiones de carbono. Hay un ejército de investigadores detrás de esta búsqueda. Investigadores de la Universidad de Cambridge ya afirman haber inventado el “primer cemento sin emisiones del mundo”: Cambridge Electric Cement. ¿Entonces, cómo funciona?

Cuando el cemento usado se separa del hormigón reciclado, termina como escoria, generalmente considerada un producto de desecho. Está lleno de óxido de calcio, un ingrediente clave del clinker utilizado para fabricar cemento, que genera el 90% de las emisiones totales de carbono en el sector del cemento y el hormigón. El equipo de Cambridge molió la escoria reciclada hasta convertirla en polvo y descubrió que “es prácticamente idéntica al clínker que es la base del nuevo cemento Portland”.

Otras formas de fortalecer el hormigón y reducir su huella de carbono son añadiendo plástico reciclado a la mezcla. Los científicos del MIT descubrieron que pulverizando escamas de plástico hasta convertirlas en un polvo fino, pueden mezclarlas con pasta de cemento y cenizas volantes para producir hormigón que es hasta un 15% más fuerte que el hormigón convencional.

Investigadores de la Universidad Técnica de Berlín y la Universidad Brunel descubrieron que el hormigón se puede hacer más robusto y ecológico reemplazando parcialmente la arena del cemento Portland con vidrio reciclado, piedra caliza y rellenos de plástico. El equipo mejoró drásticamente su resistencia y conductividad térmica, creando un producto final duradero.

Estas innovaciones ya están siendo adoptadas por algunas de las principales empresas de materiales de construcción. En 2020, CEMEX presentó su versión de concreto con cero CO2 neto llamado Vertua, que tiene un impacto ambiental medible. 100 bolsas de cemento tradicional reemplazadas por cemento Vertua equivalen a sacar 105 automóviles de la carretera durante un día, lo que representa 1.3 toneladas. disminución de las emisiones de CO2.

Hemos establecido los beneficios de la tecnología de construcción con impresión 3D y las innovaciones relacionadas con el hormigón sostenible. Ambas fuerzas combinadas traen una nueva era de construcción sostenible y ecológicamente consciente a estructuras no residenciales.

Mirando hacia atrás, en 2015, el ingeniero científico de materiales y propietario de un hotel Lewis Yakich utilizó tecnología de impresión 3D en el Lewis Grand Hotel. Yakich trabajó con el especialista en impresión 3D Anthony Rudenko para crear la primera suite de hotel impresa en 3D en sólo 100 horas. Este ejemplo ilustra perfectamente la notable eficiencia de tiempo y ahorro de costos (hasta un 60% en este caso) que proporciona la impresión 3D en comparación con los métodos de construcción tradicionales. ¡Ahora imagine reemplazar el concreto en estos proyectos con sustitutos sustentables y las ventajas aumentan exponencialmente!

Ya en 2019, estas dos innovaciones se pusieron en práctica en Mozambique, donde los ingenieros construyeron el primer hotel de arena de lujo del mundo impreso en 3D, construido con un mortero de arena y agua de mar. El uso de materiales disponibles localmente significa que los diseñadores e ingenieros también pueden ahorrar en costos de transporte y emisiones en el proceso.

Vivimos en una época en la que los avances tecnológicos son algo común. Y, sin embargo, estos avances tardan en ser ampliamente adoptados. A medida que construimos para el futuro, podemos esperar ver que más ingenieros continúen experimentando con la impresión de concreto 3D y materias primas sustentables en proyectos comerciales, monitoreando su durabilidad a lo largo del tiempo para garantizar la seguridad pública y reducir su huella de carbono.

Ibon Iribar, Asesor de Inversiones e Innovación Abierta de CEMEX Ventures, explora y analiza en profundidad tecnologías avanzadas para la industria de la construcción y ayuda a identificar oportunidades de inversión y desarrollo de negocios con nuevas startups, proyectos y entidades del ecosistema de tecnología de la construcción en múltiples mercados. Ibon lidera los esfuerzos para el mayor desafío para las nuevas empresas de construcción, la Construction Startup Competition, y trabaja durante todo el año buscando las soluciones más innovadoras y prometedoras para invertir o colaborar, apoyando el desarrollo de las nuevas empresas y su crecimiento dentro del entorno construido.

Manténgase actualizado sobre las últimas novedades de la industria de la impresión 3D y reciba información y ofertas de proveedores externos.

Comparte este artículo

El gigante tecnológico chino Xiaomi ingresa a la tecnología AM con una impresora 3D Print-and-Cure

ASICS y LuxCreo reimaginan el calzado con una nueva sandalia impresa en 3D

Diseño 3D

Arte impreso en 3D

Comida impresa en 3D

Armas impresas en 3D

En un movimiento estratégico para seguir avanzando en las capacidades de impresión 3D en Sudáfrica, Solid Edge Technology, una fuerza pionera en la introducción de tecnología 3D innovadora en la región, se ha asociado con...

Estamos iniciando los resúmenes de noticias sobre impresión 3D de hoy con construcción aditiva, ya que RCAM Technologies comprará un sistema de robot de pórtico de CyBe Construction y PERI 3D Construction ha comenzado a trabajar...

En el Salón Aeronáutico de París de 2023, GKN dio otro gran paso adelante con la tercera versión de su impresora 3D de deposición de energía dirigida (DED). En el evento, los británicos...

En la feria textil ITMA de Milán, Decathlon, Lonati Group y HP mostraron lo último en calzado impreso en 3D. El último concepto de calzado de Decathlon presenta una entresuela y una suela producidas con...

Cargue sus modelos 3D e imprímalos de forma rápida y eficiente.

Patrocinador del sitio

Eventos

Estrategias de fabricación aditiva

Cumbre de redes e inteligencia, del 6 al 8 de febrero de 2024

Trabajos

Trabajos de impresión 3D en todo el mundo.

Suscríbete a nuestro boletín de correo electrónico

Manténgase actualizado sobre las últimas novedades de la industria de la impresión 3D y reciba información y ofertas de proveedores externos.

Guías de impresión 3D