La impresión 3D ha sido un término de gran popularidad durante la última década, y por una buena razón. Aunque inicialmente se desarrolló con fines de creación de prototipos de productos, la tecnología de impresión 3D ha avanzado hasta el punto en que se ha convertido en un actor clave en una variedad de industrias.
Si bien es evidente que la tecnología de impresión 3D ha demostrado ser beneficiosa en los ámbitos médico, aeroespacial y de fabricación de herramientas desde sus inicios, hay otro campo que está potencialmente a punto de explotar: el sector de la construcción.
Con las impresoras 3D ahora capaces de imprimir paredes de edificios y procesar cemento, la tecnología podría ayudar a remodelar la construcción tal como la conocemos. Pero, ¿la impresión 3D en la construcción es solo una tendencia fugaz o tiene un poder de permanencia real como tecnología que puede servir como una solución clave a largo plazo? A continuación, exploraremos cómo el 3D ya ha hecho olas en la construcción y cómo se ve el futuro.
Una historia de la impresión 3D en la construcción
Antes de adentrarnos en la historia de la impresión 3D en la industria de la construcción, primero es importante dar un paso atrás en el tiempo hasta los orígenes de la impresión 3D en sí.
Las raíces de la impresión 3D se remontan a mediados de la década de 1980 cuando se concibió la estereolitografía o SLA. SLA funciona como un láser de alta potencia y convierte una resina líquida en un material sólido. SLA es una tecnología aditiva, lo que significa que implica la creación de un producto desde cero, capa por capa. Hoy en día, SLA sigue siendo una de las tecnologías de impresión 3D más populares, aunque la impresión 3D generalmente se considera cualquier tecnología que crea piezas de forma aditiva. Algunas otras tecnologías de aditivos populares incluyen la sinterización selectiva por láser (SLS), el modelado por deposición fundida (FDM) y la deposición directa de metales (DMD).
La impresión 3D se utilizó inicialmente para crear prototipos de piezas de forma rápida y precisa. Sin embargo, a medida que mejoraron los procesos de aditivos, sus usos viables comenzaron a expandirse. Antes de la adopción del modelado de información de construcción (BIM), las empresas de arquitectura incluso utilizaban la impresión 3D para construir modelos a escala. No pasó mucho tiempo antes de que se administrara con fines de construcción más ambiciosos.
Durante más de una década, la impresión 3D se ha utilizado en varias iniciativas y proyectos ambiciosos en la construcción, que incluyen:
- En 2004, un profesor de la USC intentó imprimir en 3D una pared en lo que se acepta ampliamente como la primera entrada de la tecnología en la construcción.
- En 2014, se completó en Ámsterdam una casa de canal completa construida con impresión 3D.
- En 2016, se completó una mansión impresa en 3D en China.
- También en 2016, la Dubai Future Foundation construyó su Office of the Future a través de la impresión 3D, un hito importante para la tecnología en el sector de la construcción comercial. El edificio de 2700 pies cuadrados en pleno funcionamiento fue construido por una gran impresora 3D que medía 120 x 40 x 20 pies. La construcción tomó solo 17 días.
Hoy en día, el mercado de la construcción con impresión 3D está creciendo rápidamente y se espera que alcance los 1.500 millones de dólares en 2024.
El crecimiento de la impresión 3D en la construcción
Si bien el surgimiento de la impresión 3D en la industria de la construcción continúa, ciertos aspectos de la construcción están preparados para un mayor crecimiento que otros.
Concretamente, el hormigón es uno de ellos. De hecho, se prevé que el mercado de la impresión 3D de hormigón esté valorado en 56,4 millones de dólares para 2021, un crecimiento impulsado en gran medida por la cantidad de proyectos nuevos e innovadores que se están planificando en construcción. La impresión 3D en hormigón tampoco parece ser solo un movimiento de base. En febrero de 2017, Vinci, una de las principales empresas de construcción de Francia, compró una participación en XtreeE, una empresa emergente francesa que se especializa en la impresión 3D de elementos estructurales de hormigón.
En 2019, BAM abrió el primer centro de impresión de hormigón de Europa en Holanda. La fábrica ya tiene la tarea de entregar varios puentes impresos en 3D en toda la región. Mire el video a continuación para ver cómo BAM y Saint-Gobain están cambiando el futuro de la infraestructura con soluciones de impresión de concreto en 3D sostenibles, escalables y asequibles.
Aunque el hormigón de impresión 3D muestra un gran potencial, vale la pena señalar que la tecnología general en lo que respecta al material de hormigón todavía es relativa en su infancia. De hecho, la mayoría de las impresoras 3D que procesan hormigón todavía se están probando y ajustando en la actualidad, y todavía no están diseñadas para fines de fabricación. Sin embargo, como podemos ver en el video anterior, existe el potencial para construir aditivamente todo, desde cimientos hasta paredes, bloques de hormigón individuales y puentes, de una manera más rápida, más asequible y más respetuosa con el medio ambiente a medida que la tecnología continúa avanzando.
Los beneficios de la impresión 3D en la construcción
¿Por qué la impresión 3D está ganando tanto interés en el sector de la construcción? A medida que la industria enfrenta una presión cada vez mayor para cumplir con calendarios y presupuestos ajustados, las empresas buscan nuevas innovaciones para ayudar a llenar los vacíos. La impresión 3D en la construcción ofrece un potencial significativo para aumentar la eficiencia en el sector de la construcción, incluidas las siguientes formas.
Velocidad
La impresión 3D ya ha demostrado que puede construir una casa o un edificio desde cero en cuestión de días. Ese es un período de tiempo significativamente más rápido que la construcción convencional, que puede llevar meses y años para construir completamente un edificio comercial. Según Marco Vonk, director de marketing de Saint-Gobain Weber Beamix, «se ahorra alrededor del 60% del tiempo en el lugar de trabajo y el 80% en mano de obra».
Reducción de desperdicios
Los desechos de la construcción en todo el mundo ascienden actualmente a más de mil millones de toneladas cada año y, según Construction Dive, se espera que este número se duplique para 2025. Si bien la impresión 3D no podrá resolver todos los problemas de desechos de la construcción, puede ayudar. Esto se debe en gran parte a que la impresión 3D es un proceso de fabricación aditiva que solo utiliza tanto material como es necesario para crear una estructura. Cuando se combina con otros procesos de reducción de desechos y métodos de construcción como la prefabricación y la construcción ajustada, el potencial de un edificio sin desperdicios parece mucho más probable.
Libertad de diseño
Una de las mejores cosas de la impresión 3D es la libertad de diseño que ofrece. Los arquitectos pueden construir diseños complejos que de otro modo serían inalcanzables, o demasiado costosos o laboriosos para crear con medios de construcción convencionales. Esto puede permitir mucha más innovación y creatividad en el espacio de la construcción comercial. Vonk añade: “La impresión de hormigón en 3D le permite realizar cualquier forma. Puede doblarlo, puede hacer ángulos, puede hacer prácticamente cualquier forma orgánica que desee y es una copia uno a uno de lo que diseñó en papel «.
Reducir el error humano
Según OSHA, más de 5,000 trabajadores mueren en el trabajo cada día. Debido a que la construcción sería más programable y automatizada, las lesiones y muertes de los trabajadores probablemente disminuirían si se incorporara la impresión 3D en el lugar de trabajo.
Los desafíos de la impresión 3D en la construcción
A pesar de los beneficios y el potencial que tiene la impresión 3D en el sector de la construcción, hay una serie de factores que pueden impedir que la tecnología se convierta en algo habitual. A continuación, exploremos algunos de estos desafíos.
Altos precio
Quizás el mayor desafío para la adopción generalizada de la tecnología de impresión 3D en los sitios de construcción es el alto costo de comprar o alquilar dicho equipo y la logística necesaria para llevar estas grandes impresoras 3D al lugar de trabajo. Las impresoras 3D son costosas y ese costo de compra inicial no incluye materiales ni mantenimiento. En este momento, es difícil para muchos profesionales de la construcción justificar el costo de la impresión 3D sobre los beneficios de la tecnología.
Escasez de mano de obra
El sector de la construcción está en auge y hay una gran demanda de trabajadores calificados. El único problema es que no hay suficientes.
Incluso considerando la escasez de mano de obra, la impresión 3D requiere un conjunto de habilidades aún más específicas que tendrían que extraer de un grupo de candidatos más delgado y especializado. La escasez de mano de obra en la construcción ya es un problema, y encontrar trabajadores calificados para emplear en entornos de construcción con impresión 3D podría resultar aún más desafiante en el futuro.
Control de calidad
El clima ya tiene el potencial de ralentizar el progreso de la construcción, pero los problemas con la madre naturaleza pueden amplificarse con la impresión 3D. El clima, los factores ambientales y más son condiciones que podrían hacer que la impresión 3D en la construcción comercial sea más un fracaso que un auge. Además, el control de calidad en la construcción ya puede ser un asunto delicado. Si no es monitoreado y supervisado constantemente por humanos reales, la calidad en la impresión 3D podría terminar siendo un desastre muy costoso.
Regulaciones
Un inconveniente que quizás no se le ocurra de inmediato es la regulación de la impresión 3D. Si bien la regulación en la impresión 3D ha hecho el ciclo de las noticias recientemente, todavía no ha impactado completamente a la industria de la construcción. Sin embargo, también existe la responsabilidad que conlleva el uso de impresoras en lugar de humanos para realizar ciertas tareas de construcción. Actualmente, existe mucha incertidumbre en este aspecto de la impresión 3D en la construcción. Hasta que las leyes y regulaciones estén claramente definidas, es poco probable que la impresión 3D deje demasiada huella en el sector de la construcción.
Queda un futuro esperanzador para el 3D en la construcción
¿Tiene la impresión 3D en la construcción un poder de permanencia real? Por lo que tenemos, la promesa es sólida, siempre y cuando empresas como BAM y Saint-Gobain continúen innovando y superando los límites.
En general, el potencial de la impresión 3D es demasiado grande para ignorarlo. Si bien es posible que la industria nunca llegue a un punto en el que se utilice exclusivamente, es solo cuestión de tiempo que la tecnología se mejore y avance significativamente. En general, la impresión 3D está preparada para ser una solución viable que ofrece beneficios clave en ahorro de costos y respeto al medio ambiente para el futuro de nuestro edificio.