Con el surgimiento de los desarrollos tecnológicos en automatización dentro de la industria de la construcción, se ha producido un cambio observable en el proceso de construcción. Las tecnologías automatizadas 3D están emergiendo gradualmente en la industria de la construcción. Aunque, en su concepción, se esperaba que la impresión 3D brindara soluciones a los ciudadanos del mundo que carecen de acceso a un alojamiento asequible y seguro.
Se aboga por la unión de novedosas mezclas de concreto, maquinaria y tecnología de punta para lograr un cambio de paradigma en la dinámica del espacio de construcción. Los críticos predicen que el hormigón impreso en 3D pronto se convertirá en el material preferido para la construcción de edificios.
¿Qué es el hormigón impreso en 3D?
El hormigón impreso en 3D es básicamente una mezcla especial de hormigón preparada específicamente para fluir fácilmente a través de la boquilla de la impresora. Las estructuras construidas con hormigón impreso en 3D se realizan sobre una serie de capas fundamentales de hormigón, cada capa descansa sobre la capa anterior. La serie se repite hasta que se realiza una estructura preferida.
La impresión 3D de hormigón es un método de construcción económico que elimina la necesidad de moldear hormigón en marcos o moldes. El curado de estructuras de hormigón 3D puede tardar tan solo 3 días y las estructuras completas pueden construirse en cuestión de horas, lo que convierte a este método en una alternativa relativamente más económica y rápida en comparación con los métodos convencionales.
La impresión 3D llegó para quedarse
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En la práctica, el hormigón se extrae de la boquilla de la impresora 3D conectada a un brazo robótico programado, ya sea que se desplace o esté fijo a lo largo de los rieles, capa tras capa para producir la estructura deseada, como paredes interiores o exteriores, o componentes como huecos o arcos.
Los promotores de la impresión 3D de hormigón afirman que ofrece una construcción más económica, respetuosa con el medio ambiente y más rápida que las técnicas de construcción tradicionales. Apuntan a una mayor flexibilidad de diseño, uso eficiente de materiales, entrega más rápida, desperdicio reducido, respetuoso con el medio ambiente debido a la menor contaminación acústica y menor costo de sostenibilidad.
Los expertos de la industria identifican la tecnología de impresión de hormigón 3D con una producción perfecta de modelos a partir de diseños numéricos y la disponibilidad de una amplia gama de geometrías, algo que falta o es costoso de realizar con los métodos de procesamiento tradicionales. Según un pronosticador de mercado, SmarTech Publishing, se prevé que la industria de la construcción de impresión 3D tenga un valor de € 40 mil millones para 2027.
La composición de la mezcla de concreto 3D es similar a la de otras mezclas de concreto: cemento, agua y agregados como piedra o arena. El éxito de esta receta radica en la propia consistencia y textura. En comparación con los métodos tradicionales, la impresión 3D de hormigón representa un desperdicio de recursos muy pequeño o nulo, ya que no se necesita marco durante el proceso de construcción.
La impresión 3D de hormigón también excluye la necesidad de un trabajo riguroso, con la posibilidad de crear estructuras complejas en un plazo muy ajustado. La tecnología de impresión de hormigón 3D también ofrece un potencial ilimitado para la construcción eficiente de casas, puentes y cuarteles en zonas de guerra.
Ventajas de la impresión 3D de hormigón
Cuando se compara con los métodos de construcción convencionales, el método de impresión de concreto 3D tiene una amplia gama de ventajas. Algunos de estos beneficios clave incluyen:
Con la impresión de hormigón en 3D, los constructores y arquitectos pueden inyectar novedad y creatividad con facilidad en sus diseños, ya que la tecnología se puede utilizar para crear diseños asimétricos o intrincados. La impresión de hormigón en 3D permite a los ingenieros crear superficies extruidas y formas variables en plazos ajustados con posibilidades mínimas de error humano. Esto ha sido posible gracias a la deposición precisa de material con equipos de última generación.
Las nuevas mezclas de concreto cuando se integran con espuma mostrarán capacidades de masa térmica similares a las que se encuentran en el concreto tradicional. Más avances en la fórmula de mezcla de concreto comparables a este pueden hacer que la tecnología de impresión de concreto 3D sea posible para la producción a gran escala a medida que avanzamos en el futuro cercano.
La impresión 3D de hormigón no requiere el uso de la estructura, por lo que se mitiga el desperdicio de materias primas durante la construcción. La impresora utilizada para la impresión 3D de hormigón deposita una cantidad precisa de cemento a la vez, lo que reduce las emisiones de CO2. Esto ayuda a la industria a cambiar hacia prácticas sostenibles y respetuosas con el medio ambiente.
El espacio o la industria de la construcción está clasificada como la séptima industria profesional más peligrosa de los EE. UU. Esto representa el 21% del total de muertes anuales.
La tecnología de impresión de concreto 3D reemplaza la necesidad de muchos trabajos en el sitio con una construcción automatizada controlada por unos pocos. Por lo tanto, los trabajos peligrosos que afectan la seguridad de los trabajadores en el sitio pueden eliminarse por completo del proceso de construcción.
A diferencia de las técnicas de construcción tradicionales, la impresión 3D de concreto no requiere que los trabajadores llenen los moldes manualmente, eliminando esencialmente la necesidad de estructuras y piezas fundidas. Los ingenieros también pueden asegurarse de estar dentro del presupuesto establecido ahorrando en materiales y costos de mano de obra, ahorrando tiempo y operando a un ritmo constante. Estos factores, cuando se combinan, hacen que la impresión de hormigón en 3D sea rentable.
La capacidad de construir con plazos ajustados también hace que la impresión 3D de hormigón sea una de las mejores soluciones para la construcción de estructuras de alojamiento durante las crisis provocadas por desastres naturales como las inundaciones.
El uso de pasta de cemento endurecido, que es resistente al agrietamiento, también puede mejorar la resiliencia del hormigón impreso en 3D, clasificándose como el mejor para los proyectos de rehabilitación a gran escala.
Limitaciones e inconvenientes de la impresión 3D de hormigón
El marco legal requerido para la impresión 3D de concreto es aparentemente limitado. Esto ha creado mucha incertidumbre con respecto a los derechos de los fabricantes, constructores y propietarios. Las regulaciones requieren un mayor desarrollo en varios temas, como las implicaciones sociales, el impacto ambiental, el resultado en la industria laboral y la seguridad. Aparentemente, es un sector inexplorado cuando se ve con lentes legales.
- No apto para todos los entornos.
La mezcla de concreto reacciona de manera inestable cuando se somete a temperaturas más altas debido a su proceso de hidratación. Esto causa un problema cuando se bombea la mezcla de concreto en capas suaves bajo condiciones climáticas o de temperatura extremas. Por ejemplo, las muestras de hormigón impresas en 3D probadas en regiones desérticas han dado malos resultados. Sin embargo, se está llevando a cabo una amplia investigación sobre fórmulas de masa, ya que la impresión 3D de hormigón es el futuro de la vivienda asequible.
- Limitaciones debido al tamaño del equipo
Para la tecnología de impresión 3D de hormigón, las impresoras deben tener un tamaño considerable, preferiblemente más grande que el proyecto. Esto puede requerir equipos de impresión hechos a medida para el proyecto en cuestión, lo que puede ser costoso.
Aparentemente, la tecnología de concreto 3D aún se encuentra en la etapa de prueba donde se están probando varios prototipos de equipos, técnicas y fórmulas. Dado que el equipo es el componente más costoso de cualquier proyecto de impresión 3D de concreto, producir maquinaria automatizada es obviamente una inversión costosa. Por lo tanto, las construcciones más grandes con tecnología de impresión de concreto 3D no son viables, lo que hace que esta tecnología sea más adecuada solo para proyectos más pequeños.
Línea de fondo
La impresión 3D de concreto dentro de la industria de la construcción ayuda a ahorrar esfuerzo, material y tiempo en comparación con las técnicas de construcción tradicionales. Sin embargo, es vital tener en cuenta que las impresoras 3D aún no pueden imprimir casas grandes y completamente funcionales.
Solo las paredes y los marcos de la casa están construidos con tecnología de impresión 3D; otros elementos, como la electricidad, la fontanería o las ventanas, deben instalarse por separado. Sin embargo, las impresoras 3D de hormigón también se pueden utilizar para imprimir bancos, puentes o incluso decoraciones para exteriores.