Piezas de hormigón con formas imposibles para los sistemas constructivos tradicionales, sin necesidad de encofrados y utilizando menos material, logrando menores pesos y costos, así como una reducción significativa de las emisiones de gases contaminantes. El uso de la robótica y la impresión 3D es uno de los pilares de la revolución tecnológica que vive el sector de la construcción y por ello la empresa murciana Cementos Cruz ha implantado un Laboratorio de Fabricación Aditiva donde se está desarrollando la impresión 3D de hormigón para su uso en edificación junto a investigadores de la UPCT.

El Trabajo Fin de Máster en Ciencia y Tecnología de la Edificación del arquitecto Víctor Martínez Pacheco, responsable del Laboratorio de Fabricación Aditiva de Cementos Cruz y quien también está realizando el doctorado en la UPCT, ha analizado las posibilidades de aplicación en el mercado de la impresión 3D de hormigón. Su conclusión es que el aumento de la demanda de piezas fabricadas con esta tecnología “será exponencial”.

“El uso de impresión 3D de hormigón para la construcción permite un elevado control de las prestaciones de los productos de edificación, una optimización absoluta de los sistemas constructivos, una enorme disminución de consumo de material, así como una mejora significativa en las condiciones laborales y de las emisiones derivadas del sector de la construcción”, resume el joven investigador.

El doctorando fue fichado por la jefa de I+D de Cementos La Cruz, Pilar Hidalgo, doctora por la UPCT, a raíz de su trabajo final en Arquitectura en la ETSAE sobre el potencial constructivo de la impresión 3D. “No sólo no queríamos quedarnos atrás, sino ser una de las empresas pioneras en España en impresión 3D de hormigón”, comenta Hidalgo, quien ahora codirige el doctorado industrial de Martínez Pacheco junto a investigadores de la UPCT y el CSIC. “Creemos firmemente en la colaboración público-privada y que tenemos tanto que enseñar como que aprender de los estudiantes universitarios, generando una simbiosis muy productiva”, añade.

Geometrías imposibles

“Las impresoras de hormigón funcionan como el resto de impresoras 3D: apilando capas de un material fluido que posteriormente se solidifica. La diferencia es que no se le aplica temperatura y que estas piezas han de tener una resistencia estructural para que sean seguros los edificios que construyamos con ellas”, describe el alumno de la Politécnica.

El hormigón se bombea y transporta por unas mangueras y se deposita a través de una boquilla en un extrusor, logrando que la cantidad de material y su posición sea exactamente la que se ha diseñado previamente, sin necesidad de moldes, logrando geometrías que serían imposibles reproducir mediante técnicas tradicionales o artesanales.

El resultado es un gran ahorro de material, la reducción del impacto ambiental, la optimización total de las estructuras y la reducción de mano de obra en tareas especialmente peligrosas, como el encofrado, y precisamente donde mayor carencia existe de trabajadores cualificados. “Estos profesionales nos van a ayudar en esta transición para formar a los programadores de las impresoras 3D de hormigón”, resalta el arquitecto y tecnólogo quien también es miembro del grupo de Investigación Ciencia y Tecnología Avanzada de la Construcción de la UPCT, cuyo trabajo final de máster ha dirigido Carlos Parra, quien también codirige su tesis.

La tesis analiza los nuevos diseños que posibilita la tecnología de la fabricación aditiva, así como sus implicaciones ecológicas, legales y sociales, facilitando que este nuevo sistema de construcción pueda llegar a todo tipo de obras y aplicarse también en proyectos humanitarios.

“Estamos trabajando para reducir la emisión de gases de efecto invernadero asociada a la fabricación del hormigón, tanto desarrollando hormigones sostenibles a base de geopolímeros reciclados, como reduciendo la cantidad de material necesario gracias a la impresión 3D”, describe Martínez Pacheco. “También existen retos que deben abordarse como las barreras legales, la ortotropía, la estandarización, la propiedad intelectual, la optimización de modelos, o la transformación de los puestos laborales”, destaca.

“Los procesos de automatización y robotización en la Industria 4.0 de la mano de tecnologías como BIM, sensorización, diseño generativo y materiales avanzados y reutilizados son la oportunidad de avanzar hacia una construcción sostenible y adaptada a nuestra sociedad”, concluye.