Revolucionando la construcción: la impresión 3D acelera y reduce costes

La industria de la construcción está cambiando, debido a que la impresión 3D la hace más barata y rápida para construir edificios y otras estructuras al automatizar procesos de construcción usando soluciones robóticas que extruyen hormigón. En los últimos cinco años, la impresión 3D en construcción (3DCP) ha comenzado a ponerse al día con la proliferación de aplicaciones de fabricación aditiva y mejoras vistas en otras industrias como la sanitaria e industrial, cambiando fundamentalmente una de las industrias más grandes del mundo.

Entender la industria de la impresión 3D en construcción

Las impresoras 3D usadas para construcción generalmente se dividen en dos categorías: configuraciones tipo pórtico y brazos robóticos, siendo la primera la solución dominante para la impresión in situ de estructuras de edificios completos. Además, los actores en la industria de impresión 3D en construcción se categorizan por ser proveedores únicamente de tecnología (como COBOD International); proveedores llave en mano de construcción de extremo a extremo que también actúan como contratistas, usando sus propios materiales propietarios; o incluso como contratistas generales que gestionan toda la construcción de nuevos edificios desde el inicio hasta el final.

El uso de la impresión 3D en construcción ha crecido rápidamente en los últimos cinco años, no solo en términos de edificios construidos, sino también respecto al tipo de edificios o estructuras. Por nombrar algunas aplicaciones y ejemplos de 3DCP, las máquinas de COBOD han sido usadas por sus socios para imprimir edificios de una, dos y tres plantas hasta 4.100 pies² (ej. Grupo PERI). Han construido escuelas (Holcim/14 Trees), bases de torres de turbinas eólicas a 30 pies (GE Renewable Energy), y muchas otras estructuras en seis continentes.

Para vivienda residencial, que ha sido el área de mayor interés hasta ahora, la 3DCP aborda hasta un máximo del 45% del coste total de construcción del edificio. Esto es porque algunos tipos de coste no pueden ser abordados aún por la tecnología de impresión: estos incluyen acabados/superficies, ventanas, puertas y componentes ocultos como instalaciones mecánicas, eléctricas o de fontanería. Para aplicaciones más comerciales e industriales como las torres de turbinas eólicas, la tecnología aborda un porcentaje mucho mayor, hasta el 80% del coste total.

Con el mercado de 3DCP aún en su infancia, las estimaciones de tamaño de mercado para la industria son todavía demasiado prematuras para confiar. Sin embargo, debido al tamaño del mercado de la construcción, si la 3DCP se usara en solo el 0,01% de los sitios de construcción, el tamaño del mercado seguiría siendo masivo.

¿Por qué despega la impresión 3D en construcción?

Hay cuatro beneficios clave de la 3DCP: automatización, velocidad, sostenibilidad mejorada y libertad de diseño añadida. Aquí solo tocaré las dos primeras ventajas.

Automatización reduciendo costes: La industria de la construcción está entre las menos automatizadas/digitalizadas de todos los sectores con un gran potencial para aumentar la productividad. De 1947 a 2010 en EE. UU., la productividad aumentó 8 veces en manufactura y 16 veces en agricultura, mientras que la construcción apenas vio ganancias de productividad. Como consecuencia de esto y otros factores, el coste de adquirir una vivienda ha aumentado dramáticamente en años recientes, generando parcialmente una brecha cada vez mayor entre oferta y demanda, con EE. UU. enfrentando un déficit de cuatro millones de viviendas. La situación empeora últimamente por aumentos dramáticos en precios de materiales (ej. madera y acero) y una falta general de mano de obra cualificada. Aunque la 3DCP por sí sola no puede resolver todos estos problemas estructurales, automatizar procesos reduce costes abordando la escasez de mano de obra, con las impresoras requiriendo solo 3 personas para operar. Recientemente, se han desarrollado soluciones, entre otras por COBOD, mediante las cuales es posible usar hormigón ordinario para 3DCP (en lugar de morteros muchas veces más caros), uno de los materiales de construcción más baratos del mundo.

Velocidad mejorada para ejecución más rápida de proyectos: Debido a la mayor experiencia dominando el uso de la tecnología 3DCP por más y más empresas, no estamos lejos de ver las paredes de una casa típica de 2.000 pies² impresas en 3D en tan solo cinco días laborables. Hacer lo mismo con métodos convencionales como enmarcado de palos o mampostería llevaría considerablemente más tiempo e involucraría más trabajadores. Como ejemplo de la fácil curva de aprendizaje de la 3DCP, en 2020 al socio PERI Group le tomó 36 días imprimir en 3D su primer edificio, una casa de 2 plantas y 1.700 pies² en Alemania. Esto equivale a aproximadamente 50 pies² por día. Cuando completaron su segundo proyecto unos meses después, una unidad de 5 apartamentos de 3 plantas y 4.100 pies² mucho más grande, redujeron el tiempo de impresión a solo 21 días, equivalente a aproximadamente 200 pies² por día. Cuadruplicaron su productividad del primer al segundo proyecto. ¿Cuánto más reducirán el tiempo de impresión al ejecutar su décimo proyecto? ¿Y el proyecto número 100? Con solo un duplicado de la productividad —y eso parece muy probable basado en los resultados hasta ahora— el objetivo de cinco días laborables para un edificio de 2.000 pies² se alcanzará pronto.

El futuro de la impresión 3D en construcción

La 3DCP enfrenta naturalmente barreras para desbloquear su pleno potencial, como códigos/estándares de construcción actualizados y capacitación de la mano de obra. Sin embargo, estamos seguros de que la tecnología llevará a la industria de la construcción de una curva tecnológica en S a la siguiente, trayendo consigo los beneficios mencionados y más.

Compara los primeros portátiles PC y móviles de los años 80 con sus contrapartes hoy: la 3DCP emprenderá un viaje similar de mejora y uso generalizado experimentado por estas otras tecnologías revolucionarias, impulsado por tres factores. Primero, las impresoras se volverán más fiables y rápidas. Segundo, las impresoras 3D aumentarán en escala, permitiendo proyectos más grandes. Así, es probable que dentro de un año empecemos a ver impresoras capaces de imprimir edificios con hasta cinco o incluso seis plantas. Tercero, se desarrollarán nuevos casos de uso, ej., un enfoque mayor en edificios y estructuras comerciales, no solo vivienda residencial, donde la tecnología 3DCP puede abordar una mayor parte del coste total.