Casas 3D: ¿cuándo se harán realidad?

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La impresión 3D está presente en muchos procesos industriales. De hecho, se utiliza para el diseño de muebles, prototipos para máquinas y vehículos o para la fabricación de prótesis médicas.  

Pero, ¿realmente son las casas impresas en 3D el futuro de la construcción? 

Sobre la impresión 3D 

La tecnología de impresión 3D fue un invento de Chuck Hull, ingeniero norteamericano que en 1986 patentó una técnica para unir moléculas mediante el uso de luz láser ultravioleta. Su objetivo era crear formas sólidas a partir de líquido fotopolimérico.

En sus inicios, la impresión 3D era una técnica de prototipado, y grandes empresas del sector del automóvil o la ingeniería comenzaron a utilizarla para crear prototipos de piezas. 

Esta forma de diseño tenía muchas ventajas. La más importante es que no era necesario crear un molde para cada pieza, lo que reducía el tiempo de producción y la generación de residuos era prácticamente nula

Poco a poco, la impresión 3D se trasladó a los procesos de producción gracias a la sustitución de los materiales iniciales por otros más resistentes. Al principio, se utilizaban resinas y plásticos sintéticos comunes, pero actualmente pueden imprimirse en 3D elementos de acero o de hormigón. Incluso se está experimentando con materiales naturales como la piedra, el bambú o la madera. 

El proceso, en todos los casos, es similar. Los objetos en 3D se construyen capa por capa, al igual que ocurre en las impresiones con tinta «convencionales», que aplican varias capas de tinta sobre el papel. En este caso, el proceso se repite una y otra vez, con dos matices: 

  • En lugar de tinta, se utilizan otros materiales. 
  • La impresora realiza ligeros desplazamientos para crear movimientos en las capas y dar forma a los objetos. 

Ventajas de la impresión 3D en la industria y la construcción 

Prototipos detallados 

La impresión 3D permite fabricar piezas realistas, prevenir errores y garantizar que los productos llegan al mercado más rápidamente

Reducción de tiempo, costos y materiales

Con una impresora 3D podemos ejecutar varias piezas a la vez, con la cantidad exacta de materia prima. De esta forma, la fabricación de piezas de repuesto y mantenimiento también se abarata. 

Podemos utilizar la misma impresora con diferentes materiales

En la fabricación tradicional es necesario utilizar diferentes máquinas para operar con diferentes materiales. Sin embargo, las impresoras 3D industriales utilizan tecnologías estándar FDM (deposición por hilo fundido) y pueden usar, en un mismo proceso, diversas materias primas.

Facilidad de almacenamiento y movilidad en la producción

Los materiales empleados en la impresión 3D suelen ser polvos o filamentos, fáciles de almacenar y transportar. Esto permite que la producción sea flexible: podemos acercar las máquinas a los centros de consumo o a la propia construcción, ahorrándonos los gastos de transporte.

¿Cómo se aplica esta tecnología al ámbito de la construcción? 

Todas estas ventajas convierten a la impresión 3D en una tecnología válida en el ámbito de la construcción. De hecho, ya existen prototipos de viviendas íntegramente impresas, con un coste barato y que pueden fabricarse en apenas un día

Algunos de los procesos de impresión 3D utilizados actualmente en el sector de la construcción son: 

Brazo robótico que extruye material

El método Contour Crafting, creado por la empresa del mismo nombre,  permite crear estructuras a gran escala. 

La impresora 3D se coloca sobre unos rieles alrededor del suelo del edificio. Los rieles actúan como vía para dirigir el brazo robótico, que se desplaza hacia adelante y hacia atrás creando las diferentes capas de material.  

Con un brazo de 32 metros de largo, 10 metros de ancho y 6,6 metros de alto, esta empresa ha creado todos los componentes de la estructura final de una vivienda a partir de una mezcla de concreto (un material similar al hormigón formado por un aglomerante al que se añade áridos, agua y aditivos específicos) y fibra de vidrio

Por otra parte, algunas compañías especializadas han comenzado a aplicar esta misma tecnología a otros materiales, como la espuma de poliuretano

Por ejemplo, la Universidad de Nantes, junto con las empresas Bouygues Construction y Lafarge Holcim, ha creado un robot industrial que deposita tres capas de material directamente en el lugar donde se ubicará la construcción. 

Las dos primeras son de espuma de polímero de tipo expansivo, que aporta aislamiento interno y externo a la vivienda. La tercera capa es de concreto, y sirve como refuerzo para la estructura.

Unión de capas de arena

La impresora 3D D-Shape, diseñada por el italiano Enrico Din, une capas de polvo que se solidifican con la ayuda de aglutinante para crear una capa de material constructivo resistente. 

El proceso es el siguiente: las capas de arena se depositan según el espesor deseado; después, con la ayuda de un cabezal de impresión con boquillas, se vierten gotitas del aglutinante que endurecen la arena.

Hasta ahora, con este sistema se han podido crear módulos cuadrados de hasta 6 metros cúbicos.

Impresión en metal para crear estructuras sólidas

WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing) es una tecnología patentada por la empresa holandesa MX3D y que utiliza la impresión 3D para crear estructuras de metal. Su robot, de 6 ejes, está equipado con un soldador y con una boquilla para unir, capa por capa, las barras de metal. 

Esta tecnología es compatible con la mayoría de las aleaciones metálicas utilizadas en la construcción, como el acero inoxidable, el bronce o el aluminio.

3 Modelos de casas en 3D 

La “startup” Be More 3D, creada por cuatro ingenieros de la Universidad Politécnica de Valencia, ha creado la primera vivienda totalmente impresa en 3D in situ en España gracias a una impresora 3D de hormigón de seis metros de ancho y tres de alto. La vivienda, de 24 metros cuadrados, tiene un salón-comedor, un cuarto de baño y un dormitorio.

Asimismo, la empresa china WinSun ha construido cerca a Shanghái la primera casa de lujo en 3D. Se trata de un palacete de 1.100 m² en el que únicamente se han utilizado escombros reciclados, fibra de vidrio, acero y cemento, cuatro materiales que han dado forma, capa por capa, a la estructura impresa. La vivienda se ha levantado en poco más de un mes y su inversión ha sido de 150.000 euros.

Por último, el ingeniero ucraniano Max Gerbut  ha creado la passivdom, un tipo de casa prefabricada móvil, totalmente eficiente y que no necesita conectarse a la red de suministros (tiene paneles solares en el tejado, y tanques de agua limpia y residual). En este caso, hablamos de casas impresas en 3D «mixtas«: tanto el suelo como las paredes y los techos se han hecho en 3D, pero las ventanas, puertas y los sistemas eléctricos e hidráulicos se han realizado por personal cualificado del sector.

Estos son solo tres ejemplos de casas impresas en 3D. Los límites de esta técnica dependen de los materiales empleados y de la escala a la que se puede construir, por lo que esta tecnología ha llegado para quedarse.

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