Las casas impresas en 3D a menudo se consideran el siguiente paso en la evolución de la industria de la construcción. Son baratas, sostenibles y requieren menos tiempo de construcción que las casas convencionales.
Sin embargo, existe cierto escepticismo sobre su durabilidad y resistencia. Desde la perspectiva de una persona ajena, podría verse tentado a pensar que las casas impresas en 3D son muy frágiles y que no podrían competir con una casa construida convencionalmente.
Esto también se refiere a la viabilidad a largo plazo y el potencial de aplicación de estas casas. Por ejemplo, ¿pueden usarse con fines comerciales y, en caso afirmativo, qué tan alta podemos construir una estructura antes de que su integridad estructural se vea comprometida?
Entonces, ¿qué tan alto puedes construir una casa impresa en 3D? 15,5 m, que tiene 5 pisos de altura, bueno si consideras el edificio impreso en 3D más alto del mundo. Está ubicado en el Parque Industrial de Suzhou en China, y fue desarrollado por WinSun, una de las empresas pioneras en el mundo de la impresión 3D para la construcción.
La impresión 3D llegó para quedarse
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El edificio impreso en 3D más alto del mundo en China. Fuente: downlaod3k.com
¿Significa esto que 5 pisos es el límite? Creo que la respuesta a eso es no. Hay muchas razones por las que eso es así, y vamos a echarles un vistazo uno por uno.
PD: Para saber cuánto tiempo se necesita para construir una casa impresa en 3D, consulte ¿Cuánto tiempo se tarda en imprimir una casa en 3D?
¿Cuáles son los factores que limitan la altura de las casas impresas en 3D?
El enfoque de los desarrolladores de estructuras impresas en 3D nunca es construir más alto. El caso de uso ideal para casas impresas en 3D es una casa estilo villa residencial. Estas casas suelen tener 1 o 2 plantas y ocupan una gran parte de la tierra urbanizada y, por lo tanto, representan una gran cantidad de material utilizado.
El atractivo de las casas impresas en 3D es que utilizan menos material y se ofrecen como una alternativa más ecológica. Sin embargo, esto significa que las casas deben lograr un equilibrio a través del cual mantengan su precio barato, bajo uso de materiales y, sin embargo, sigan siendo estructuralmente viables.
Esto es lo que suele convertirse en un factor limitante que obliga a los desarrolladores a mantener las estructuras a baja altura. Cuanto más alto construyas, más material necesitarás para mantener la integridad estructural de la casa y menos ecológica se vuelve (sin mencionar que también es muy costosa).
Por lo tanto, las mismas cosas que hacen que las casas impresas en 3D sean deseables se pierden. Además de eso, también hay otros factores que afectan las limitaciones de tamaño y altura de las casas impresas en 3D.
Por ejemplo, la técnica de fabricación aditiva se basa únicamente en la capacidad de carga de las capas para soportar el peso de la estructura sobre ellas.
Por lo tanto, cada capa anterior debe poder soportar el peso de la estructura que se encuentra sobre ella. Esto limita en gran medida la altura de la estructura.
Otra consideración importante es el material en sí. El hormigón es el material más utilizado para las casas impresas en 3D y, tradicionalmente, depende del refuerzo para la resistencia y la rigidez, ya que carece de resistencia a la tracción por sí solo.
Sin embargo, incorporar refuerzos en elementos estructurales impresos en 3D es un desafío y puede afectar la versatilidad de los edificios, particularmente en términos de diseño.
También puede aumentar el tiempo requerido para construir estas estructuras y también puede requerir que se use más material. (Ambas son consideraciones importantes en una casa impresa en 3D).
Hay formas de incorporar refuerzos en estructuras impresas en 3D y puede leer más sobre esas técnicas en este artículo. Cubre todos esos métodos en gran detalle, y usted mismo puede ser el juez de la viabilidad y eficacia de cada método.
Con el aumento de la altura, necesita rigidez adicional. Los marcos reforzados se construyen para edificios de gran altura para lograr esa rigidez. Luego, las paredes se construyen alrededor de esos marcos para dividir y seccionar diferentes partes de cada piso.
Teóricamente, las paredes pueden imprimirse en 3D en lugar de construirse de manera convencional. Esta combinación híbrida de dos estilos de construcción se puede utilizar para obtener beneficios de ambos.
El marco reforzado se puede utilizar para proporcionar la resistencia estructural necesaria para construir más alto y las paredes impresas en 3D pueden proporcionar velocidad, ahorro de materiales y reducción de costos.
Este es uno de los muchos enfoques potenciales mediante los cuales se puede utilizar el método de impresión 3D para construir estructuras más altas.
Si todavía está preocupado por la integridad estructural de las casas impresas en 3D (que es una preocupación viable), consulte este artículo en el que profundizo en la seguridad estructural de estas casas.
Compruebe también si las casas impresas en 3D pueden tener sótanos.
¿Cuáles son actualmente los edificios impresos en 3D más grandes?
Ha habido intentos ambiciosos de alcanzar el cielo y, al igual que el proyecto WinSun, otros también han tenido éxito.
Según su sitio web, incluso el edificio WinSun tiene 10 pisos, pero 5 de ellos son subterráneos, por lo que todavía se considera que tiene 5 pisos.
También puede mirar la villa de lujo construida justo al lado del edificio de 5 pisos, que tiene un área de 12,000 pies cuadrados y tiene tres pisos. Este edificio también fue construido por WinSun y también muestra el potencial que tiene la impresión 3D.
Esta villa solo necesita 72 horas, 3 trabajadores y 1 grúa para construirse desde cero. Estas son velocidades sin precedentes en comparación con las casas construidas convencionalmente.
Cuesta alrededor de 160 000 USD (en comparación con las decenas de millones de euros de una casa construida convencionalmente del mismo tamaño), lo que demuestra la rentabilidad de la tecnología.
Villa impresa en 3D por WinSun. Fuente: winsun3dbuilders.com
Otro ejemplo es el Edificio Municipal de Dubái, construido por Apis Cor (una empresa con sede en Florida), y actualmente es el edificio impreso en 3D más grande del mundo en términos de área.
El edificio impreso en 3D más grande del mundo en Dubai. Créditos: rediff.com
Es una estructura de 6.900 pies cuadrados que tiene alrededor de 9,5 metros de altura en su punto más alto. Eso equivale a alrededor de 3 plantas. Solo se necesitaron tres trabajadores y una grúa de impresora 3D para el proceso de impresión completo.
El gobierno de Dubái está muy interesado en seguir desarrollando la tecnología de impresión 3D. Planean construir una cuarta parte de todos sus edificios utilizando impresión 3D para 2030. Esto generará mucho interés y una inversión muy necesaria en la industria de la construcción impresa en 3D.
En los Estados Unidos, LATAM y Europa, LATAM y Europa, ICON, con sede en Texas, tiene el récord de creación de la estructura impresa en 3D más grande de América del Norte. Se asociaron con el Departamento Militar de Texas para imprimir un cuartel de entrenamiento de 3800 pies cuadrados.
Es un edificio de un solo piso que puede albergar hasta 72 soldados en los terrenos de Camp Swift en Bastrop, Texas.
Cuartel militar impreso en 3D. Créditos: archpaper.com
Varias otras empresas están trabajando en numerosos proyectos en todo el mundo utilizando técnicas de construcción de impresión 3D. Puedes leer más sobre estas empresas y proyectos haciendo clic en este artículo.
¿El tamaño realmente importa?
Creo que más que el tamaño de las unidades individuales, lo que importa es la escala.
Una de las características distintivas de la construcción impresa en 3D es su repetibilidad. La naturaleza automatizada de la tecnología hace que sea conveniente para un desarrollador crear numerosas copias del mismo diseño en un período muy corto.
Esto es realmente esencial para la expansión horizontal y en lugares donde la adquisición de terrenos no es una preocupación, esto puede resultar en el rápido desarrollo de unidades asequibles.
Este enfoque puede ser eficaz para las comunidades donde la falta de vivienda es un problema. En un corto período de tiempo, se pueden imprimir y terminar múltiples unidades para que las personas vivan en ellas.
Muchas empresas, incluidas ICON, SQ4D (con sede en Nueva York) y WASP (con sede en Italia) ya tienen varios proyectos de vivienda en marcha en todo el mundo, donde están haciendo uso de esta repetibilidad para construir casas asequibles.
ICON, por ejemplo, ya ha completado proyectos de viviendas asequibles como estos para comunidades en México, Bolivia, Haití y El-Salvador.
Unidades de vivienda asequible de ICON en Tabasco, México. Créditos: builtinaustin.com
Puede leer más sobre viviendas asequibles impresas en 3D en ¿Son asequibles las casas impresas en 3D?
Como cualquier otra tecnología, la construcción impresa en 3D también tiene sus defectos. La tecnología es relativamente nueva y todavía está experimentando cambios de desarrollo. Esto significa que seguiremos viendo nuevas innovaciones que harán que el proceso de impresión sea más eficaz y eficiente.
Con el tiempo, es de esperar que las limitaciones de la tecnología se resuelvan y, una vez que se integren componentes como el refuerzo, construir más alto será muy plausible.
Ya existen innovaciones como SDC (Smart Dynamic Casting) que utilizan cabezales de impresión móviles para construir alrededor de la barra de refuerzo y, por lo tanto, facilitan la implementación más sencilla del refuerzo alrededor de los elementos estructurales.
La impresión 3D tiene el potencial de abordar problemas como el desarrollo sostenible, la escasez de mano de obra y las crisis de vivienda. Con la inversión y el interés de los desarrolladores y la investigación de los científicos, la tecnología se puede adoptar para su implementación en todo el mercado.
Esto también puede incluir la expansión vertical, donde los edificios impresos en 3D pueden tener un mayor número de pisos. Entonces, en el futuro, si ve aparecer una comunidad de viviendas cerca de usted dentro de unos días, no se sorprenda. Muy bien podría ser el trabajo rápido de una impresora 3D.
Una buena manera de obtener más perspectiva sobre este tema es también leer más sobre las pautas de diseño de casas de impresión 3D en Pautas de diseño para estructuras impresas en 3D: su guía completa.