Cómo la Impresión 3D Impulsa la Construcción Sostenible con Materiales Innovadores

La impresión en construcción ha visto grandes iniciativas en los últimos años, desde drones de impresión 3D hasta máquinas masivas cableadas de construcción infinita. Sin embargo, llevar la construcción al siguiente nivel no se trata solo de mejorar el hardware, sino también los materiales de entrada. No es secreto que la construcción puede ser derrochadora, siendo uno de los mayores consumidores de recursos. Aunque la impresión 3D reduce el nivel de desperdicio, también brinda oportunidades en materiales novedosos.

Simplemente aplicar los mismos cementos y métodos tradicionales puede hacer la tecnología atractiva para algunos en la construcción, pero presentar un camino adelante con operaciones automatizadas sostenibles, más baratas y ecológicas puede aportar algo genuina y disruptivamente nuevo. Al fin y al cabo, la impresión 3D ha proporcionado muchas posibilidades de materiales a la fabricación, ¿por qué no explorar su potencial en los ladrillos de nuestras casas, oficinas y, quizá algún día, ciudades enteras?

La Casa de 1.000$ de WASP

Figura 1 Cortesía de WASP

Aunque no es 100% sostenible, y considerando que la versión comercial puede costar mucho más de 1.000$ al final, el proyecto Gaia de WASP sigue representando una propuesta interesante para posibilidades de construcción con nuevos materiales. La casa es ultra-barata, ~1.000$ en costes de material. Podría servir como solución crucial a la crisis de vivienda y reducir precios de construcción para la próxima generación.

El proyecto Gaia usa una mezcla basada en tierra y arroz, mientras el hormigón forma los cimientos principales y el techo consiste mayormente en madera. WASP demostró solo el proceso de construcción del armazón, así que con electricidad, fontanería e iluminación, los constructores aún deben considerar costes de material y mano de obra. Dicho esto, es milagroso que el armazón cueste lo que un smartphone de gama alta, demostrando lo lejos que ha llegado la fabricación aditiva.

"Gaia representa un ejemplo de costes reducidos, especialmente comparado con el rendimiento térmico que usualmente solo se obtiene con sistemas tradicionales diferentes," explicó Massimo Moretti, CEO de WASP. "Actualmente, la empresa evalúa toda posibilidad para entrar en el mercado de construcción. Probablemente la estrategia más fiable será un servicio de construcción, con nuestro equipo involucrado en la construcción de muros."

Impresión de Turba como Alternativa al Hormigón

La turba consiste principalmente en mezcla de material vegetal descompuesto nativo de zonas húmedas y pantanosas. Como material natural, tiene potencial para desarrollarse como alternativa barata al cemento, con investigadores sugiriendo recortes de coste de hasta 90%. No sorprende que investigadores de la Universidad de Tartu (Estonia) descubrieran este procesamiento, considerando que la turba cubre el 20% del territorio estonio.

Algunos podrían temer que esto signifique excavar turberas para operaciones industriales agresivas. No hay por qué: solo usa la porción superior más seca de la turba y residuos como ceniza de esquisto bituminoso como aglutinante principal (evitando la alcalinidad que se acumula por humedad). Lo que hace el material más deseable es que apenas necesita aislamiento, relleno o bloqueo acústico gracias a la estanqueidad al aire de la construcción.

También es barato de construir: investigadores estiman 5.000€ para imprimir en 3D el armazón exterior de una casa de 100-150 m². Eso es 1/10 del coste de técnicas tradicionales.

Impresión de Construcción con Cáñamo para Aislamiento y Paneles

Aunque algunos defensores exagerados de la legalización sostienen que el cáñamo es material maravilla que lo logra todo, podrían estar sobreestimando su utilidad. Muchos citan el "hempcrete" como alternativa mucho mejor al hormigón tradicional, pero el veredicto sigue pendiente por su precio más alto (según zona), baja densidad y falta de capacidad de carga. Sin embargo, el cáñamo tiene varios beneficios que lo hacen ideal para ciertas partes de casas.

La empresa australiana Mirreco podría ser la mejor ilustración. Su procedimiento de impresión 3D usa biomasa de cáñamo como material para fabricar paneles de construcción para casas. Mirreco tiene máquinas especializadas que procesan una planta de cáñamo entera y la separan en varios items, ofreciendo muchas opciones biodegradables para construcción.

El cáñamo es muy versátil: produce materiales fibrosos para cuerdas y bolsas, o se comprime en masa dura sólida para paneles y aislamiento. Aunque el proyecto está en desarrollo, Mirreco ha conseguido socio en Arcforms, que quiere mostrar el potencial de biomasa de cáñamo en construcción construyendo casas. También promueve el cultivo de plantas que ayudan a frenar carbono en la atmósfera, beneficio adicional.

Compuestos de Bambú en Lugar de Madera

Los materiales bio-derivados pueden aportar textura única para diseño y ser materia prima fácilmente disponible para muchos proyectos. El bambú, por ejemplo, crece rápido en amplia gama de climas y algunas especies crecen más de 3 pies al día. Puede envolver 35% más masa por hectárea que árboles equivalentes y además es producto orgánico natural sin fertilizantes ni pesticidas.

"El bambú tiene propiedades interesantes y podemos obtener alto volumen de él," dijo el científico Soydan Ozcan de la División de Ciencia y Tecnología de Materiales de Oak Ridge National Laboratory. El proyecto usó ~10.000 libras de material, siendo el mayor jamás encargado por DesignMiami.

Incluso aparte del bambú, hay toneladas de otras materias primas naturales que permiten mejor uso de formas impresas en 3D, ofreciendo alternativas más baratas y sostenibles a nuestros materiales actuales. Con deforestación, emisiones de carbono y residuos no biodegradables siendo grandes problemas, ¡ya es hora de empezar a pensar (y actuar) diferente!

Imágenes destacadas cortesía de WASP, Asociación Estonia de Turba, Mirreco y Oak Ridge National Laboratory.