En una palabra: Mientras la industria de la construcción enfrenta presión para reducir su huella de carbono, desarrollos como la impresión de impacto ofrecen una solución. Al aprovechar abundantes materiales terrestres y robótica avanzada, este método es más sostenible que los métodos de construcción tradicionales e incluso la impresión 3D.
Investigadores de ETH Zurich han desarrollado un método de construcción robótico llamado impresión de impacto que es sustentable porque utiliza materiales de origen terrestre en lugar de cemento.
La impresión por impacto deposita rápidamente pequeñas porciones de una mezcla de tierra especialmente formulada a altas velocidades. Una herramienta robótica hecha a medida extruye y dispara el material hacia abajo a una velocidad de hasta 10 metros por segundo, construyendo gradualmente paredes y estructuras. A medida que cada porción impacta las capas inferiores, el material se adhiere fuertemente sin requerir adhesivos ni tiempo de secado adicionales.
«Desarrollamos una herramienta robótica y un método que podría tomar material común, que es el material excavado en las obras de construcción, y convertirlo nuevamente en productos de construcción utilizables, a bajo costo y de manera eficiente, con significativamente menos CO2 que los métodos de construcción industrializados existentes, incluidos Impresión 3D», dijo la Dra. Lauren Vasey, líder del proyecto en ETH Zurich, dijo Ars Técnica.
La mezcla de tierra utilizada en la impresión por impacto se compone principalmente de materiales de origen local, como tierra excavada, limo y arcilla, materiales que a menudo se pueden obtener directamente de las obras de construcción. Actualmente, sólo se requiere entre un 1 y un 2 por ciento de estabilizador mineral, lo que es mucho menos que el contenido de cemento del hormigón convencional.
Una ventaja clave de la impresión por impacto sobre la impresión 3D de hormigón es que no requiere pausas para que el material se solidifique entre capas, lo que permite una construcción más rápida. El proceso también es altamente personalizable, lo que permite la producción de diseños de forma libre y geometrías complejas.
Quizás lo más significativo es que la impresión 3D en la construcción no es necesariamente sostenible desde el punto de vista medioambiental. El proceso a menudo incorpora cemento como ingrediente clave, un contribuyente significativo a las emisiones globales de carbono y que representa una parte sustancial de la producción mundial de CO2.
Además, los aditivos utilizados en las mezclas de construcción impresas en 3D pueden complicar los escenarios de final de vida útil de los edificios. Estos componentes químicos a menudo hacen que sea difícil o imposible reciclar los materiales una vez que la estructura ya no es necesaria.
Los investigadores han utilizado con éxito la impresión por impacto para construir paredes y columnas de hasta 2 metros (6,5 pies) de altura. Estas estructuras pueden soportar cargas importantes sin utilizar aditivos químicos como cemento para mayor resistencia. El equipo ahora está trabajando en la integración de métodos de refuerzo para ampliar los tipos y la escala de estructuras que se pueden construir.
Imaginan que la impresión por impacto se utilizará para la prefabricación fuera del sitio y la construcción en el sitio y han diseñado el sistema para que sea compatible con máquinas de construcción autónomas, incluida una excavadora personalizada llamada HEAP desarrollada por el Laboratorio de Sistemas Robóticos de ETH.
Los investigadores pretenden refinar aún más la mezcla de materiales para eliminar la necesidad de aditivos, haciendo que el proceso sea completamente circular. Las estructuras construidas con impresión de impacto podrían deconstruirse y los materiales podrían reutilizarse para futuros edificios.
La tecnología de impresión de impacto ya ha ganado reconocimientoganando el 3D Pioneers Challenge en la categoría de Arquitectura en 2023. El equipo de ETH Zurich ahora está trabajando para comercializar el proceso, con planes de establecer una instalación de prefabricación el próximo año. Estiman que los productos de construcción con impresión de impacto podrían llegar al mercado en tres años.
