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Impresión 3D: aplicaciones industrializadas en proyectos arquitectónicos

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Que las impresoras 3D van a cambiar nuestro concepto de fabricación de productos y la industrialización de los procesos es ya un hecho. Pero más allá de un cambio conceptual, la impresión 3d es un viraje de paradigma en el que las restricciones de muchos procesos de fabricación desaparecen y el único límite es la propia imaginación. Antes de la aparición de la informática asequible y del software específico de arquitectura, eran impensables los complejos diseños de algunos edificios que hoy podemos contemplar en el mundo. Sencillamente, el ser humano no tenía la capacidad de procesar todos los datos necesarios para hacerlos posibles. Con la tecnología de impresión 3D, damos un paso más allá, pues lo que en principio no son más que interpretaciones numéricas de ensamblaje de módulos en la pantalla del ordenador, puede ser llevado al mundo de los sólidos, en un principio como maqueta, pero incluso como edificios fabricados y alzados con esta tecnología. Hay que tener presente que las impresoras 3D permiten un modelaje casi infinito allí donde las técnicas de realización de piezas industriales encuentran grandes restricciones provocadas, precisamente, por el proceso de mecanizado.

Sin embargo, debemos preguntarnos hasta qué punto las impresoras 3D pueden cambiar (o ya lo han hecho) los distintos ámbitos en los que se desarrolla el diseño y la construcción de los proyectos arquitectónicos.


La impresión 3d en la maquetación

Los plazos de tiempo para realizar una maqueta con las técnicas tradicionales pueden alargarse desde semanas hasta meses, dependiendo del proyecto. A esto, se le suma la capacidad intrínseca del profesional que realiza la maquetación, en sí mismo un artesano. Con la Impresión 3D, la única variable a tener en cuenta es el propio diseño, pues la materialización de una maqueta solo dependerá de si esta es posible dentro del espacio físico real, y no de si el artesano es capaz de ejecutarla o no. La complejidad deja de ser un límite.

Hay muchas técnicas de impresión 3D posibles, pero en proyectos arquitectónicos, din duda el Polvo Composite es el más empleado. Este material permite alcanzar una precisión en el detalle tal, que las impresiones de escalas muy pequeñas no pierden ni un ápice de resolución. A ello se le añade que permite imprimir en disposiciones complejas de color, tanto para desarrollar tramas como para simular la textura y naturaleza de un material específico. Nos podemos hacer una idea de las implicaciones que esto tiene: se acabaron las visitas virtuales a los proyectos arquitectónicos a través de un ordenador. La perfección de los modelos a escala resultado de la impresión 3D son más que suficientes para ver el edificio sin límites antes de que esté construido.

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El Tríptico del World Trade Center que se encuentra en el Fire Museum de New York, de David Munson, es una de las inicitativas pioneras y más aclamadas en la técnica de maquetación por impresión 3D. En las tres secciones visibles, podemos apreciar la misma zona antes del ataque a las Torres Gemelas, el momento después de la caída y en la tercera sección, el momento actual.

La finalidad de este proyecto desde el punto de vista del conocimiento, es, en boca de David Munson, el propietario de Z Corporation 3D Printer, “documentar la totalidad de la manera más objetiva, realista y completa posible, con un mínimo de licencia poética y una devoción al detalle, en una escala media que la persona puede absorber“.

Munson tiene tras de sí una experiencia enorme en la producción de documentación sobre arquitectura americana, y actualmente aplica la impresión 3D a las conclusiones que se derivan de sus estudios. Las tres maquetas del World Trade Center están realizadas a partir de una verificación cruzada de múltiples fuentes: imágenes de satélite 2D, Google Earth, fotografías (personales y descargadas de Internet), modelos 3D disponibles al público, etc. El resultado, que solo se aprecia cuando tienes las maquetas delante, es la expresión hiperrealista de tres momentos arquitectónicos. Los detalles son abrumadores, y si pudiéramos reducir nuestro tamaño a la escala de las maquetas, lo más probable es que podríamos apreciar el mismo nivel de detalle en su interior.

Modelaje del terreno en 3D

Impresion-3D-vida-modularUno de los aspectos fundamentales de todo proyecto arquitectónico es el estudio previo del lugar sobre el que se va a asentar la edificación. Por este motivo, requisito imprescindible es la realización de un modelo digital de la topografía y de los materiales de asentamiento que conforman el terreno. Dada la complejidad de desarrollar una muestra tridimensional del terreno precisamente por los innumerables datos de información que se derivan, las impresoras 3D han reducido este trabajo a la introducción sistemática de dichos datos en un ordenador. El programa genera una nube de puntos que definirán la superficie que, finalmente, será impresa en un modelo tridimensional exacto. Debido al proceso industrializado, este modelo podrá ser replicado tantas veces como se quiera, con las variaciones que se deseen: cortes transversales, inclusión de edificios, puentes, estructuras, introducción de variables climatológicas, etc.

La construcción de edificios

La gran pregunta es: ¿se puede construir un edificio íntegramente con esta tecnología?

La firma Winsun, una empresa constructora china, ha desarrollado una impresora 3D de proporciones colosales y la ha utilizado para levantar dos proyectos: el que es el primer edificio habitable realizado con esta tecnología del mundo, un edificio de 5 plantas que alberga varios apartamentos, y una villa completa de más de 1.100 metros cuadrados de superficie. Los materiales empleados son una mezcla de cemento de secado rápido con residuos industriales más un agente de endurecimiento especial.

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Se utiliza una plantilla diseñada en CAD y el ordenador la interpreta para controlar el brazo extrusor que fija el material. Las paredes se imprimen con huecos, con un patrón de zig-zag en el interior para proporcionar más resistencia y dejar, al mismo tiempo, espacio para el aislamiento.

La impresora utilizada tiene unas proporciones enormes: 10 metros de ancho y 40 de largo, más casi 7 metros de altura. Imprime las piezas en las mismas instalaciones y se montan posteriormente en el lugar de edificación definitivo, reforzándolas con piezas de anclaje de acero y capas de aislamiento. Como se puede apreciar, un sistema de trabajo de construcción industrializada eficaz, parecido al que nosotros empleamos en nuestra fábrica.

La Impresión 3D en el futuro de la arquitectura

Sin duda, la tecnología de impresión 3D avanza a una velocidad de vértigo, igual que todas las tecnologías en general, pues nos encontramos inmersos en una nueva Revolución Industrial cuyas consecuencias están por determinar. Por este motivo, no se puede establecer qué técnica o conjunto de técnicas terminarán consagrándose como las predominantes en un futuro inmediato. Sin embargo, lo que sí podemos aventurar es que la Impresión 3D, más allá de los inconvenientes que tiene como tecnología a la que aún le queda un buen trecho de desarrollo, pone de manifiesto que la mentalidad constructiva del mañana pasará por el abandono de ciertos vicios del presente que hacen menos eficiente al sector, y apostarán por sistemas de construcción industrializada de viviendas prefabricadas donde el control de todos los aspectos constructivos será absoluto.

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