La nueva arquitectura: combinando robots obreros con la impresión 3D

Vemos constantemente en las noticias que se han construido casas enteras por impresión 3D, como por ejemplo hace unos días en Rusia. Sin embargo, tal y como explicamos en nuestro artículo “3D Printing – 1 de 8 – Conceptos básicos“, la mayoría de estos procesos son más parecidos a una churrera que a otra cosa. Suelen consistir en mover una hormigonera en los ejes x, y, z mientras va depositando el hormigón según una ruta programada.

No está mal, y puede ser un avance muy importante en la construcción de edificios rápido para ciertas situaciones, como en zonas catastróficas por ejemplo. Sin embargo, el nivel de automatización y de aplicación de la impresión 3D en arquitectura podrían ser bastante mayores. Por supuesto, el problema en esta disciplina o en la ingeniería civil es que estamos hablando de componentes de dimensiones enormes, haciendo que la aplicación de tecnologías como estas resulte bastante complicado como para ser rentable. En general, hay que entender que los procesos de fabricación aditiva consisten en fabricar un producto en el interior de una máquina, por lo que si el producto es muy grande, hay que cambiar la estrategia.

Pese a los  retos en el sector, comienzan a surgir avances bastante prometedores, que el tiempo dirá si fructifican.

In Situ Fabricator1: el robot obrero preciso y flexible con capacidades sobrehumanas

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La Escuela Politécnica Federal de Zúrich (Suiza), ha creado el robot In Situ Fabricator1, capaz de hacer diferentes operaciones constructivas con gran flexibilidad y eficacia. Está dotado de un amplio abanico de diferentes herramientas con las que puede operar con una precisión de menos de cinco milímetros, es capaz de trabajar caso autónomamente en un entorno complejo y variante como es una obra y además llega a elevadas alturas y puede cruzar puertas normales.

Ha evolucionado mucho desde su primera versión hace casi dos años, en la que ya nos sorprendía con su habilidad colocando ladrillos:

Mientras trabaja, los arquitectos pueden realizar cambios sobre los planos en tiempo real siempre que sea necesario y Fabricator1 los implementará sin detener su actuación.

Además de colocar ladrillos o mover diferentes herramientas en el lugar de trabajo, posee una habilidad clave. Es capaz de imprimir en 3D en el aire por un proceso tipo wire-arc, de forma similar a los brazos robotizados de soldadura. Gracias a esta habilidad, se complementa el siguiente avance tecnológico.

Mallas de acero para el encofrado del hormigón adaptables e impresas en 3D

gif1.gifEl arquitecto Norman Hack está desarrollando el proyecto Mesh Mould en el Centro nacional de competencias de investigación en fabricación digital en Zúrich (Suiza). El objetivo es conseguir que cualquier diseño se pueda hacer realidad en hormigón. Para ello, su estrategia es crear complejos enrejados con diferentes formas, diámetros y densidades para para encofrar el hormigón, que recordamos se comporta como un fluido, y así se adapte a la malla.

Un brazo robótico fabrica la malla de acero como un robot de soldar y claro, aquí es donde se crea la sinergia con Fabricator1. Tendríamos un robot capaz de moverse autónomamente, coger y colocar objetos en la obra y que, llegado el momento, fabrica una compleja malla de acero desde cero para poder depositar el hormigón más adelante.

Podéis ver el proceso en los siguientes vídeos:

Norman Hack ganó en noviembrede 2016 el Swiss Technology Award 2016 en la categoría de “inventores”,  gracias a este proyecto, que todavía se encuentra en fase de investigación pero resulta muy prometedor. El equipo de Norman asegura ya poder construir estructuras verticales de hasta tres metros y medio. A lo largo de este año, crearán el primer prototipo a escala real en un edificio experimental en Suiza.

mesh_hormigon

Con Mesh Mould el mayor reto no era diseñar estas estructuras de alambres, ya que con casi cualquier SW CAD 3D es posible. El mayor reto era diseñar un armado capaz de contener el hormigón. El objetivo era conseguir que el hormigón se deposite en una sola vez, de forma que al verterse de golpe, se hidrate y endurezca todo el volumen por igual manteniendo su empaque en la geometría deseada.

Sería aún más potente si el SW fuese capaz de realizar previamente un análisis por Elementos Finitos para calcular las tensiones en cada posición y así crear una malla optimizada para ser aún más eficiente.

En España está el primer puente construido en impresión 3D de hormigón en el mundo

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En relación a todo esto, es de destacar que el año pasado Acciona construyó en Alcobendas, Madrid, el primer puente funcional en impresión 3D de hormigón en el mundo. El proceso de fabricación de Acciona es muy diferente del de Norman Hack, ya que se crea/deposita el hormigón poco a poco de forma aditiva hasta completar todo el volumen constructivo, en vez de verterlo de golpe.

Es un orgullo que España esté también a la cabeza de esta tecnología. Reforcemos nuestras grandes capacidades y a nuestros profesionales en arquitectura e ingeniería para seguir impulsando la innovación. Aunque no tenemos las capacidades industriales de EEUU, Alemania o China, tenemos una gran cultura creativa y profesionales muy altamente cualificados. Tenemos la capacidad de integrar la fabricación aditiva con la ingeniería civil como pocas naciones.

Vía: Technology Review 1 y 2

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