Armando Iachini | Impresión 3D en la industria de la construcción: ¿De qué trata y cuáles son sus beneficios?

La técnica de impresión 3D en el sector de la construcción comienza a ganar importancia gracias al progreso y la mejora de la propia técnica, así como el desarrollo de nuevos materiales y dosificaciones que permiten aumentar las posibilidades de aplicación de la misma

DAT.- La impresión 3D para la construcción se refiere al proceso automatizado de fabricación de elementos de construcción o estructuras enteras mediante una impresora 3D. Sin embargo, en lugar de utilizar tinta como las impresoras tradicionales a las que estamos acostumbrados, los materiales de construcción se imprimen capa sobre capa, que es también la razón por la que recibe el nombre de fabricación aditiva o construcción aditiva. Puede llevarse a cabo tanto in situ como fuera de la obra.

Explica Armando Iachini, presidente de Construcciones Yamaro, que la tecnología alrededor de la impresión 3D se ha puesto en duda muchas veces desde la década de los 80. Sin embargo, esta ha ganado mayor relevancia gracias a la mejora de la propia técnica que permite la creación de un objeto tridimensional mediante la superposición de capas sucesivas de material.

Este método de construcción es muy versátil y permite crear desde componentes específicos de un proyecto hasta diversos tipos de estructuras complejas en su totalidad como casas o espacios habitacionales, oficinas, puentes, paredes, estructuras modulares, moldes de refuerzo, columnas, mobiliario urbano y hasta elementos decorativos.

Beneficios de la impresión 3D en la construcción

• Reducción de tiempos: Mediante métodos de construcción tradicionales, un proyecto puede tardar muchos meses en completarse, siendo la norma que grandes proyectos demoren un 20% de tiempo más de lo esperado y añadiendo hasta un 80% en sobrecostes sobre el presupuesto inicial. Sin embargo, la impresión 3D permite reducir hasta 70% del tiempo y el proyecto puede ser finalizado en solo horas o días, dependiendo de su magnitud. Por tanto, los contratistas pueden trabajar en más proyectos y, por consiguiente, incrementar su fuente de ingreso.
• Más costo-efectiva y sostenible: La impresión 3D permite utilizar la cantidad precisa de material para levantar una estructura, permitiendo que se generen hasta 60% menos residuos en el lugar de la obra. Igualmente, no habrá un excedente en la compra de materiales, suponiendo una reducción en costes tanto en su compra como posterior almacenamiento.
  Al reducir tiempos y costes, las compañías verán un incremento exponencial en los beneficios de esta tecnología, que también supone una gran ayuda en localizaciones donde hay necesidad de proyectos y escasez de mano de obra. Al automatizar mediante las impresoras 3D la creación de una estructura, las empresas pueden ver una reducción en costes de mano de obra de hasta un 80%.
• Más segura: La Administración de Seguridad y Salud Ocupacional de Estados Unidos (OSHA por sus siglas en inglés), reporta que 1 de cada 10 trabajadores en obras de construcción resulta lesionado cada año, siendo las principales causas las caídas y contacto erróneo con el equipo.
  Uno de los beneficios más importantes que ha traído la impresión 3D a la construcción es en la salud y seguridad de los empleados en el lugar de la obra. Al conocer cómo trabajar eficazmente con las impresoras, los trabajadores pueden realizar su labor de manera más fácil y reducir las lesiones ocurridas en el terreno.
• Flexibilidad en el diseño: Los cambios de último momento en el diseño ya no serán un problema ni dilatarán el proceso de construcción. La impresión 3D permite personalizar la obra hasta justo antes de comenzar la impresión de la estructura, eliminando todos los dolores de cabeza que suponen estos cambios.

Tipos de impresoras 3D

• Brazo robótico: Impresora controlada automáticamente que permite libertad de movimiento y flexibilidad para programar múltiples tareas. El brazo es capaz de imprimir desde múltiples ángulos, permitiendo la realización de geometrías complejas y curvas, y permite imprimir en tamaños más grandes en comparación con otros métodos de impresión 3D.
• Sistema de pórtico: El método de elaboración de contornos marca el comienzo de la impresión 3D en la construcción. Este proceso deposita el material de construcción para formar un modelo 3D y crear estructuras a gran escala con un acabado de superficie lisa. Funciona mediante rieles colocados alrededor del suelo del edificio que actúa como guía para dirigir el brazo robótico en la aplicación del concreto capa por capa.

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Métodos

• Extrusión: La extrusión es la técnica de impresión 3D más común ya que se puede utilizar en casi todos los entornos. Comúnmente utilizada para aplicaciones de modelado, creación de prototipos y producción, este método crea un objeto colocando material en capas adelante y atrás a través de una o más boquillas montadas sobre un brazo robótico, sistema de pórtico o grúa.
• Granulado: Contrario a otros métodos de impresión, el granulado utiliza materia prima en polvo como su principal material. Existen dos métodos: “powder bed jetting” y el “binder jetting”. El primero se caracteriza por derretir partículas de polvo con un láser en el objeto deseado capa por capa, mientras que una hoja de recubrimiento agrega más polvo para cada nueva capa. Por otro lado, el “binder jetting” utiliza un cabezal de impresión que deposita un agente adhesivo líquido en la cama de impresión en polvo. El líquido une las partículas de polvo para formar cada capa del objeto deseado. Luego se agrega una nueva capa de polvo y el proceso se repite capa por capa. Este segundo permite imprimir con un mayor nivel de precisión y pueden manejar impresiones más complejas.
• Rociador: El robot autónomo rocía el material de construcción a presión en la forma deseada y repite el proceso capa por capa. Este método permite rellenar los espacios de la estructura con Concrete, y actualmente se estudia su utilización para aplicaciones verticales y sobresalientes como fachadas o decoraciones de techos.

Materiales

Una vez seleccionado el método de construcción impreso en 3D, es hora de elegir el material que se utilizará. Los recientes avances en la impresión 3D de construcción han aumentado el número de materiales diferentes disponibles. El material seleccionado debe depender del tipo de proyecto en cuestión, sin embargo, los materiales más utilizados son: hormigón estándar, mezclas de hormigón patentadas, mortero, plástico, metal y materiales naturales locales (piedra, arena, barro, residuos de arroz, etc.)

(Con información de Armando Iachini)