?Me imprimes un pisito?
La impresi¨®n 3D para construir viviendas es ya una realidad y puede ser clave para edificar en suelo extraterrestre
Los usos posibles de la impresi¨®n 3D son casi tantos como alcance a pensar la mente humana. En pocos a?os hemos visto c¨®mo estas m¨¢quinas eran capaces de dar forma a pr¨¢cticamente de todo, desde tejidos o huesos hasta armas, pasando por comida. Pero una de sus aplicaciones m¨¢s evidentes ya es una realidad pero a¨²n est¨¢ por explotar: la construcci¨®n de edificios. Promete ser un antes y un despu¨¦s en un sector de tal magnitud. La velocidad, el ahorro de costes, la calidad de la edificaci¨®n y la mayor eficiencia en los recursos que utiliza son sus principales argumentos. Hay proyectos que anticipan su impacto, desde residencias de bajo coste con posibles aplicaciones humanitarias hasta rascacielos. Y la conquista del espacio, la ¨²ltima frontera tambi¨¦n para las edificaciones.
Ya existen cientos de impresoras que erigen obras y demuestran las ventajas de utilizar esta t¨¦cnica. En Espa?a, se abri¨® el pasado 14 de diciembre un puente de hormig¨®n impreso para cruzar un riachuelo en un parque de Alcobendas (Madrid). Es la primera pasarela para viandantes impresa en 3D del mundo, e inaugura la aplicaci¨®n de esta tecnolog¨ªa en ingenier¨ªa civil. ¡°Consideramos fundamental haber usado el dise?o param¨¦trico, que permite mejorar la distribuci¨®n de materiales y reducir el desperdicio de recursos¡±, explica Areti Markopoulou, directora acad¨¦mica del Instituto de Arquitectura Avanzada de Catalu?a (IAAC), el centro que planific¨® la estructura. El dise?o param¨¦trico es una de las se?as de identidad de la impresi¨®n 3D, a trav¨¦s de la cual se logra distribuir el material solo donde es necesario para que los objetos resistan. Es el motivo por el cual el uso de impresoras da lugar a menudo a formas con huecos que pueden recordar a elementos de la naturaleza y, por ello, a algunas obras de Gaud¨ª.
¡°El instituto ha reunido a un equipo multidisciplinar de investigadores de hasta 20 pa¨ªses distintos con el objetivo de explorar la fabricaci¨®n aditiva (o por capas, un m¨¦todo de la impresi¨®n 3D) y superar los retos que plantea¡±, explica Markopoulou, de nacionalidad griega. Los proyectos del IAAC han rebasado algunas barreras que imped¨ªan que esta t¨¦cnica llegase a la construcci¨®n y han demostrado su utilidad en muchos terrenos. El programa On Site Robotics, desarrollado junto con el centro privado Tecnalia, ha logrado crear paneles para construcci¨®n a gran escala sobre el terreno de edificaci¨®n y utilizando materiales naturales como la arcilla. Un robot de cables (varios cables enganchados al ingenio se alargan y se contraen para establecer la posici¨®n exacta en la que debe imprimir, un sistema an¨¢logo al que se utiliza con las c¨¢maras que sobrevuelan los estadios de f¨²tbol para retransmitir un partido) realiza las capas. ¡°Lo elegimos porque la instalaci¨®n era f¨¢cil y ligera¡±, concreta Alexander Dubor, experto en rob¨®tica del IAAC. El proyecto tambi¨¦n se vale de drones con c¨¢maras multiespectrales (en este caso t¨¦rmicas) que controlan el estado de la obra. Estudian la temperatura de las capas ya depositadas para saber el momento ¨®ptimo para seguir construyendo sin que la estructura pueda volverse inestable.
Construir con la Luna
La capacidad para construir con recursos naturales y presentes en el lugar de la obra (¡°hasta un 97% de los materiales eran propios del entorno¡±, subraya Dubor¡±) abre un enorme potencial a la impresi¨®n 3D, una t¨¦cnica que ha sido propuesta desde varios ¨¢mbitos para edificar estructuras m¨¢s all¨¢ de nuestro planeta, en la Luna o en Marte, entre otras cosas por el inmenso esfuerzo que supone para un humano realizar tareas en condiciones de baja gravedad, y por la necesidad de valerse de recursos aut¨®ctonos para no tener que llevarlo todo a bordo desde la Tierra. El pasado 20 de marzo la revista Nature public¨® una investigaci¨®n llevada a cabo por el Laboratorio de Ingenier¨ªa de Tejidos y Fabricaci¨®n Aditiva (TEAM Lab, por sus siglas en ingl¨¦s) de la Northwestern University de Illinois en la que se lograba imprimir estructuras, herramientas y bloques para la construcci¨®n de edificios utilizando los suced¨¢neos de polvo lunar y marciano elaborados por la NASA, disolventes simples y biopol¨ªmeros como la celulosa.
La agencia espacial estadounidense ya hab¨ªa estudiado otras alternativas para aprovechar el suelo lunar o marciano, como la sinterizaci¨®n, que es la creaci¨®n de una sustancia compacta tras someter a un material a altas temperaturas siempre por debajo de su punto de fusi¨®n. La Agencia Espacial Europea (ESA), se asoci¨® con el arquitecto premio Pr¨ªncipe de Asturias Norman Foster, que estudi¨® la creaci¨®n de bases lunares con techos en c¨²pula en el cr¨¢ter Shackleton (junto al polo sur lunar, donde la luz solar, y por lo tanto la energ¨ªa, llega de forma casi permanente), que solo tomar¨ªan de la Tierra el 10% de los materiales. En esas bases, el suelo lunar actuar¨ªa como ¡°aislante t¨¦rmico y de radiaci¨®n¡±. Otros estudios han trabajado en la viabilidad de imprimir pistas de aterrizaje, carreteras, hangares y almacenes de combustible con materiales lunares.
Aprovechar recursos naturales y locales tambi¨¦n es de gran utilidad en nuestro planeta, m¨¢s all¨¢ incluso de la evidente reducci¨®n en el impacto ambiental. La empresa china Winsun, una de las pioneras en la aplicaci¨®n de la impresi¨®n 3D a la construcci¨®n, logr¨® hace tres a?os levantar 10 casas de casi 200 metros cuadrados cada una utilizando la fabricaci¨®n aditiva en buena parte del proceso (aunque no en todo). Cada casa costaba cerca de 4.500 euros. La empresa de origen ruso Apis Cor (hoy tiene su sede en Silicon Valley) present¨® el pasado febrero la primera vivienda impresa en su totalidad. Como en el programa On Site Robotics del IAAC (que el Instituto presentar¨¢ entre el 23 y el 26 de mayo con la impresi¨®n de un pabell¨®n en la feria Construmat de Barcelona), Apis Cor logr¨® erigir la vivienda en el lugar destinado para ella (a las afueras de Mosc¨²), y complet¨® toda la construcci¨®n e instalaci¨®n de la casa en 24 horas. ¡°Los proyectos de este tipo sirven para demostrar las ventajas de la tecnolog¨ªa de cara al futuro y para probarla en un entorno real¡±, argumenta Areti Markopoulou. El coste total de esa casa de unos 40 metros cuadrados totalmente equipada superaba por poco los 9.000 euros, un 70% menos que si hubiese sido construida mediante t¨¦cnicas tradicionales, seg¨²n la propia empresa. En Winsun, que ya levanta bloques de viviendas de seis alturas con impresi¨®n 3D, hablan de un ahorro de un 40% de media.
Impresi¨®n humanitaria
N¨²meros de tal calibre en velocidad y costes abren la puerta a una aplicaci¨®n de la impresi¨®n 3D que todav¨ªa no se ha visto materializada en ning¨²n caso concreto pero que se avisa desde hace tiempo. Se podr¨ªan imprimir soluciones residenciales en zonas con grandes necesidades. Sustituir las chabolas de medio planeta por casas sostenibles y m¨¢s seguras. ¡°Pensamos mucho en llegar a sitios donde no hay recursos, como campos de refugiados, o lugares de condiciones extremas como un desierto, y tambi¨¦n ambientes urbanos tensos¡±, relata Markopoulou. La ONU calcula que unos 1.000 millones de personas viven en barrios de chabolas (o favelas, o slums) en todo el mundo, y que esa cifra llegar¨¢ a multiplicarse por tres para el a?o 2050.
Behrokh Khoshnevis, padre del contour crafting (fabricaci¨®n por contornos, una de las dos t¨¦cnicas de impresi¨®n 3D m¨¢s aplicadas a la construcci¨®n) ha defendido que esta tecnolog¨ªa ser¨ªa ¡°una buena soluci¨®n¡±. ¡°Lo mejor es que podr¨ªamos construir vecindarios dignos y bellos, en lugar de cajas de cerillas¡±, defiende el profesor iran¨ª de la Universidad de Southern California, que tambi¨¦n consideraba en una charla TED ofrecida en Medell¨ªn que ¡°dada la rapidez de construcci¨®n y su f¨¢cil despliegue, tambi¨¦n podr¨ªamos usar la impresi¨®n 3D como m¨¦todo de respuesta a la necesidad de refugio en cat¨¢strofes naturales¡±. ¡°Utilizar materiales locales significar¨ªa adem¨¢s un gran cambio medioambiental. Podr¨ªamos utilizar nuestros propios recursos para construir¡±, desarrolla Alexander Dubor, que comenta que el IAAC ya tiene un par de proyectos para convertir el caf¨¦ o la piel de las naranjas en pl¨¢stico y otros materiales: ¡°es a nivel de laboratorio, pero en 10 a?os podr¨ªa comercializarse algo de este tipo¡±.
La rapidez y la reducci¨®n de costes hacen que este nuevo m¨¦todo de edificaci¨®n no solo sea atractivo en campos como la investigaci¨®n o la acci¨®n humanitaria, sino que tambi¨¦n se considere un negocio de futuro. La consultora McKinsey cree que la impresi¨®n 3D tendr¨¢ un impacto econ¨®mico de 500.000 millones de euros en 2025, principalmente a causa de la construcci¨®n, el 40% en pa¨ªses en desarrollo. Solo en la impresi¨®n con cemento se espera que el mercado mundial crezca de los 22 millones de euros de 2015 a los 51 de 2021 seg¨²n marketsandmarkets, a un ritmo superior al 15% anual.
Aunque a¨²n no ha adquirido un papel central para la industria, la impresi¨®n 3D es vista con buenos ojos desde algunas de las principales constructoras internacionales. Acciona, una de las seis grandes espa?olas del sector, fue la encargada de ejecutar el puente dise?ado por el IAAC para el parque de Alcobendas. El director de transferencia tecnol¨®gica de la compa?¨ªa, Jos¨¦ Daniel Garc¨ªa Espinel, cree que esta innovaci¨®n ¡°simplifica todo el proceso, te permite pasar directamente del dise?o al objeto final¡±. Vaticina que en menos de dos d¨¦cadas cualquiera podr¨¢ reunirse con un arquitecto, dise?ar la casa de sus sue?os e imprimirla.
El ¨²ltimo escal¨®n
La duda ya no est¨¢ en si podremos llegar a imprimir edificios, porque ya se ha hecho. El siguiente paso es llegar a la escala monumental, anhelo de la humanidad desde los zigurats mesopot¨¢micos del tercer milenio antes de Cristo hasta la arquitectura contempor¨¢nea. Dub¨¢i aloja desde 2008 el rascacielos m¨¢s alto del mundo, el apabullante Burj Khalifa, con m¨¢s de 800 metros, y tambi¨¦n tiene las primeras oficinas construidas con impresi¨®n 3D, la sede de la Dubai Future Foundation, que el a?o que viene pasar¨¢ a ser el Museo del Futuro de Dub¨¢i. Ahora quiere tener tambi¨¦n el primer rascacielos impreso en 3D del planeta. Lo va a llevar a cabo Cazza, una startup con sede en este emirato y fundada por el peruano Fernando de los R¨ªos, de 26 a?os, y el emprendedor estadounidense Chris Kelsey, de solo 19. De momento no tiene una fecha definida, pero estos dos j¨®venes (que aparecen en el r¨¢nking de innovadores menores de 30 a?os de la revista Forbes para 2017) aseguran que cuentan con la tecnolog¨ªa necesaria para levantar un edificio de al menos 40 plantas, vali¨¦ndose entre otros materiales de cemento y acero impresos.
El IAAC ha desarrollado el proyecto Minibuilders, que supera la imposibilidad de construir estructuras de tama?o superior al que pueden abarcar las impresoras con el uso de peque?os robots m¨®viles, que construyen mientras se desplazan por la propia edificaci¨®n. La idea de Cazza es distinta: utilizar gr¨²as de hasta 80 metros que incorporen las m¨¢quinas. ¡°Poner un robot de cable adjunto a las gr¨²as es una soluci¨®n¡±, valora desde el IAAC Alexander Dubor. ¡°La escala es muy importante. No estoy segura de que a d¨ªa de hoy podamos hacer un rascacielos, pero podemos ampliar mucho la escala con respecto a lo que se est¨¢ construyendo actualmente, que son principalmente prototipos. Los robots en gr¨²as y en comunicaci¨®n y combinaci¨®n con otros robots pueden hacernos llegar a una escala mayor, en la que ser¨ªa necesario tambi¨¦n ampliar los depositores de material [los recipientes donde se coloca la sustancia con la que se imprime, que suelen ser peque?os]¡±, ampl¨ªa Areti Markopoulou.
La directora acad¨¦mica del IAAC plantea tres retos principales de la impresi¨®n 3D para llegar a extenderse, ¡°siempre en paralelo a otras t¨¦cnicas, tradicionales pero tambi¨¦n innovadoras, como puede ser el uso del Internet de las Cosas, nuevos materiales como biopol¨ªmeros y nuevos m¨¦todos de an¨¢lisis¡±. Cree que la legislaci¨®n todav¨ªa tiene que adaptarse a estas nuevas realidades. ¡°Tambi¨¦n habr¨ªa que ser m¨¢s novedosos con el uso de las m¨¢quinas y su combinaci¨®n¡±, cuenta, y su compa?ero Dubor lo destaca: ¡°Nos quedan una o dos generaciones para entender el potencial de esta tecnolog¨ªa, algo que ha pasado siempre. Antes trat¨¢bamos de usar el cemento y el hormig¨®n del mismo modo que se usa el metal¡±. Markopoulou tambi¨¦n se?ala la necesidad de hacer m¨¢s investigaci¨®n en materiales ¡°sostenibles, eficientes y econ¨®micos¡±. Cree que a medida que avance el proceso ir¨¢n entrando m¨¢s agentes importantes de la industria.
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