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Impresión 3D para las ciudades del futuro

Según las previsiones de la ONU para el año 2050 el 68% de la población mundial residirá en áreas urbanas. Para entonces, y según la misma organización, habitarán la Tierra 9.700 millones de personas, de los cuales 4.400 y 4.900 vivirán en África y Asia respectivamente, según estima el Banco Mundial.

Ante un escenario de crecimiento demográfico como el que dibujan estos datos, y teniendo en cuenta que los núcleos urbanos se convertirán en el epicentro de la actividad humana, el diseño y la tecnología que reformulen el concepto de ciudad tienen mucho camino que recorrer, además de un reto fundamental: fomentar la sostenibilidad para garantizar la supervivencia.

Según un estudio elaborado por el Departamento de Arquitectura y Construcción del Medioambiente de la Universidad de Nottingham, más del 80% del potencial de calentamiento de todo el mundo (GWP por sus siglas en inglés) se genera en las ciudades y en 30 años, ⅔ de la población mundial vivirá en ellas. Es indispensable que se reformulen los procesos de construcción y desarrollo urbano y una de las llaves hacia la sostenibilidad podrían tenerla las tecnologías basadas en el diseño digital y la impresión 3D.

Minimizar los tiempos de construcción, el consumo de energía, los desechos y la huella de carbono de todo el proceso son algunas de las principales ventajas de un sector de construcción verdaderamente optimizado para la impresión de edificios en 3D. Los investigadores explican cómo la tecnología adecuada para imprimir edificios en 3D permitiría construir en función de un diseño digital, que después se ejecuta mecánicamente gracias al movimiento de los brazos robóticos de la impresora en 3 ejes.

Sostenibilidad más allá del medioambiente

Magdalena Gabriel y Ernst Pessl, del Instituto FH Joanneum de Gestión Industrial de Kapfenberg (AUSTRIA) sostienen que la impresión 3D se puede considerar una tecnología de producción respetuosa con el medioambiente porque optimiza el consumo de recursos, casi no genera residuos y la logística de producción y de transporte pueden reducirse mediante la descentralización.

Dos viviendas impresas en 3D desarrolladas por la alianza de New Story, ICON y Échale en Tabasco, México. - Icon

Otro de los aspectos positivos señalados por los investigadores de Johanneum es que el proceso de impresión por capas permite la utilización de diferentes materiales como cerámica, plásticos, yeso o metales. Utilizar materiales sostenibles, e incluso inteligentes, ya es posible también a la hora de construir edificios. Prueba de ello es el proyecto que desarrollan conjuntamente tres organizaciones en Tabasco, México. La empresa de tecnología ICON, la organización New Story y la ONG Échale construyeron en 2017 dos viviendas completas mediante impresión 3D. Para ello utilizaron Lavacrete, un material patentado por la propia empresa que se basa en una mezcla de cemento combinada con aditivos avanzados, lo que permite imprimir muy rápido y además crear estructuras sólidas y rentables. Con una resistencia muy por encima de la de los materiales de construcción tradicionales, puede fabricarse en cualquier parte del mundo y soporta condiciones climáticas extremas, minimizando así el impacto de los desastres naturales.

Además de reducir el impacto medioambiental, la impresión 3D de viviendas puede tener una fuerte repercusión en la estructura social, ya que permitiría responder con rapidez ante catástrofes naturales, proporcionar hogares dignos más baratos a comunidades con pocos recursos y convertirse en una herramienta rápida para asistir a las personas sin hogar.

Contour Crafting

Un buen diseño es fundamental para garantizar la eficiencia energética, reducir los costes de producción y favorecer el aislamiento de la estructura. El Contour Crafting es una técnica de impresión 3D que promete revolucionar la industria de la construcción gracias a que permitiría incorporar los conductos de la electricidad, la fontanería o el aire acondicionado al proceso de impresión. Esta técnica ha sido desarrollada por el Dr. Behrokh Khoshnevis del Instituto de Ciencias de la Información de la Universidad de California del Sur y CEO de su propia empresa de Contour Crafting.

NIAC Contour Crafting (NASA Video)

Según se hace eco la web de la propia empresa, la regulación de los costes laborales o los permisos de construcción podrían ser el impedimento principal para implementar esta tecnología en el mercado estadounidense. Actualmente el proyecto Contour Crafting está trabajando en cooperación con el Programa de Conceptos Avanzados Innovadores (NIAC) de la NASA, para la construcción de viviendas en el espacio, otra de las aplicaciones fundamentales de esta tecnología. De hecho, la NASA tiene abierto un proyecto para diseñar una colonia en Marte.

Edificio de la administración de Dubai construido íntegramente en 3D e inaugurado a finales de 2019. - apis

Y de vuelta a la Tierra, la tecnología de impresión 3D aplicada a la construcción también tiene un horizonte prometedor. En Dubai, por ejemplo, el gobierno ha lanzado una estrategia para convertir a este estado de Emiratos Árabes en el centro de la impresión 3D en 2030, una tecnología que, según afirma la administración en la web del proyecto “reestructurará las economías y los mercados laborales, y definirá la productividad”. Para conseguirlo, los reguladores han establecido que para el año 2025 la construcción de cada edificio nuevo de Dubai deberá incluir un 25% de impresión 3D. De momento, el edificio más grande jamás impreso en 3D está allí. Se trata de un edificio de uso administrativo con paredes de 9,5 metros de altura y una superficie total de 640 metros cuadrados, que se construyó con una impresora y tan solo 15 trabajadores en dos días. El edificio ya está abierto y en uso, aunque estuvo en periodo de pruebas durante un año y ha conseguido hacerse con un puesto en el libro Guinness de los Récords.

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