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Tecnología desarrollada por investigadores de Cornell utiliza robots, concreto especial y sedimento marino para probar una nueva forma de construir y reparar estructuras sumergidas en áreas donde obras convencionales exigen operaciones complejas.
Investigadores de la Universidad Cornell, en los Estados Unidos, desarrollaron un método experimental para imprimir concreto en 3D bajo el agua usando robots y una mezcla hecha principalmente con sedimento del fondo del mar.
La propuesta, según el Cornell Chronicle, es permitir que estructuras marítimas sean construidas o reparadas directamente en el lugar, con menor dependencia de piezas prefabricadas, buzos y grandes operaciones de transporte.
La investigación fue presentada por la universidad el 28 de enero de 2026 e integra un proyecto financiado por la DARPA, agencia de investigación vinculada al Departamento de Defensa de los Estados Unidos.
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El trabajo forma parte del programa Trenton, creado para probar tecnologías de impresión 3D subacuática con concreto en aplicaciones militares y civiles.
La tecnología aún está en fase de desarrollo y no representa una solución lista para uso comercial o en obras de gran escala.
Las pruebas descritas por la universidad se realizaron en un ambiente controlado, con enfoque en evaluar si los robots pueden depositar concreto en el fondo del agua sin que el material se disperse antes de formar una estructura estable.
En lugar de transportar grandes volúmenes de insumos por embarcaciones, la técnica busca aprovechar materiales ya disponibles en el ambiente sumergido.
La mezcla desarrollada por el equipo usa sedimento marino como ingrediente principal y una cantidad reducida de cemento, una exigencia definida por la DARPA para disminuir la complejidad logística del proceso.
El equipo está liderado por Sriramya Nair, profesora asistente de ingeniería civil y ambiental en el David A. Duffield College of Engineering, de Cornell.
Según la universidad, el grupo ya trabajaba con un robot industrial de cerca de 6.000 libras, equivalente a aproximadamente 2,7 toneladas, usado en proyectos de impresión 3D de grandes estructuras de concreto en tierra firme, cuando decidió adaptar la tecnología al ambiente sumergido.
Cómo funciona la impresión 3D de concreto bajo el agua
La impresión 3D aplicada a la construcción civil funciona por deposición de capas.
En lugar de moldear el concreto en formas tradicionales, una máquina libera el material siguiendo un trayecto programado, hasta formar paredes, arcos u otros elementos estructurales.
Debajo del agua, este proceso enfrenta una limitación técnica específica.
El agua interfiere en la deposición, altera el comportamiento de la mezcla y puede dispersar partículas de cemento antes de que se unan al resto del material.
Este fenómeno es conocido como “washout”, o lavado del cemento, y puede comprometer la resistencia de la estructura.
Para enfrentar este problema, el equipo de Cornell ajustó la formulación hasta encontrar un equilibrio entre viscosidad y bombeabilidad.
En términos prácticos, el concreto necesita ser lo suficientemente espeso para no deshacerse en el agua, pero también debe mantener fluidez para pasar por los tubos y salir por la boquilla de la impresora robótica.
Nair explicó al Cornell Chronicle que la adición de agentes químicos contra el lavado aumenta la viscosidad de la mezcla y puede dificultar el bombeo.
“Cuando añades estos químicos, tu mezcla se vuelve realmente viscosa, y no puedes bombear”, afirmó la investigadora.
Al mismo tiempo, el material necesita mantener la forma al salir de la boquilla y adherirse correctamente a las capas anteriores.
Esta etapa es una de las bases del proyecto porque la impresión 3D depende de la continuidad entre las capas.
Si el concreto pierde forma, se esparce o no se fija en el punto deseado, la estructura deja de seguir el diseño previsto por el sistema robótico.
Por qué usar sedimento del fondo del mar en el concreto
El uso de sedimento marino es una de las características centrales del proyecto.
En obras sumergidas convencionales, los materiales deben ser llevados al lugar por barcos o por equipos de apoyo, lo que aumenta la operación logística y puede exigir etapas adicionales de preparación del terreno.
La exigencia de la DARPA fue que el concreto tuviera principalmente material recolectado en el propio ambiente sumergido, con una cantidad menor de cemento adicional.
Según Cornell, esta condición fue definida para reducir la dependencia del transporte de insumos y evaluar si materiales disponibles en el fondo del mar pueden ser incorporados a la construcción.
El sedimento, sin embargo, no se comporta de la misma forma que la arena usada en obras convencionales.
Puede tener partículas muy finas, composición variable y comportamiento diferente según la región de recolección.
Al ser movido, también puede dejar el agua turbia y dificultar el monitoreo de la impresión.
Según Nair, la propuesta se diferencia de los métodos tradicionales porque utiliza el propio sedimento marino como base de la mezcla.
“Nadie hace esto ahora. Nadie toma sedimento del fondo del mar e imprime con él”, dijo la investigadora, en declaración publicada por Cornell.
La formulación también necesita considerar el impacto del ambiente sobre el material.
Corriente, turbidez, variación de textura del sedimento y tiempo de endurecimiento son factores que pueden interferir en la deposición y, por eso, necesitan ser controlados antes de cualquier uso fuera del laboratorio.
Robots subacuáticos necesitan operar con baja visibilidad
Además de la mezcla de concreto, los investigadores también necesitaron desarrollar formas de monitorear la impresión.
En un tanque de laboratorio, es posible observar si las capas están alineadas, si el arco mantiene el formato y si el material está siendo depositado de acuerdo con el trayecto previsto.
En el océano, ese seguimiento visual puede ser limitado.
El movimiento del sedimento tiende a dejar el agua turbia y puede impedir que las cámaras registren con claridad el punto de deposición.
Nils Napp, profesor asistente de ingeniería eléctrica y de la computación en Cornell e integrante del proyecto, afirmó que el equipo no sabía cuánta turbidez habría en el proceso.
En algunas condiciones, la visibilidad puede caer de forma significativa.
Por este motivo, el grupo trabaja en sistemas de sensores capaces de seguir la impresión en tiempo real.
El objetivo es permitir que el robot ajuste el camino de deposición conforme a las condiciones del ambiente, sin depender solo de la observación visual directa.
Este control es necesario porque la posición de cada capa influye en el resultado final de la estructura.
Si el material se coloca fuera del trayecto previsto, la pieza puede perder alineación, presentar fallas o salir de las especificaciones determinadas por el proyecto.
Programa Trenton prueba construcción sumergida con concreto impreso en 3D
El proyecto forma parte del programa Trenton, de DARPA, creado para demostrar la viabilidad de la impresión 3D de concreto en ambiente sumergido.
La página oficial del programa afirma que la tecnología puede apoyar aplicaciones militares y civiles, incluyendo refuerzo de infraestructura costera, reparación de puentes y otras estructuras subacuáticas.
La agencia informa que la impresión 3D de concreto ya ha presentado aplicaciones en tierra firme, como flexibilidad de proyecto y reducción en el uso de materiales, pero que aún no hay sistemas equivalentes aplicados al ambiente subacuático en escala práctica.
El programa busca adaptar equipos ya existentes, desarrollar formulaciones adecuadas y probar la fabricación de pequeñas estructuras de concreto en laboratorio.
El equipo de Cornell recibió en mayo de 2025 una beca de US$ 1,4 millón, con duración de un año y condicionada al cumplimiento de metas técnicas.
Según la universidad, otros cinco grupos también participaban del desafío promovido por DARPA.
En septiembre de 2025, el equipo demostró a representantes de la agencia que estaba cerca de alcanzar la meta de alto contenido de sedimento exigida en el programa.
La siguiente etapa preveía una competencia técnica en marzo de 2026, en la cual los equipos debían imprimir un arco sumergido conforme a las especificaciones establecidas por la DARPA.
Dónde podría aplicarse la impresión 3D subacuática
Si avanza hacia pruebas en ambientes reales y supera las etapas técnicas previstas, la impresión 3D subacuática podría aplicarse en obras y reparaciones de infraestructura marítima.
Entre las posibilidades mencionadas por la DARPA y por Cornell se encuentran puentes, estructuras costeras, elementos sumergidos y componentes relacionados con operaciones en áreas marítimas.
Actualmente, muchas intervenciones de este tipo requieren equipos pesados, transporte de materiales, planificación de ventanas de trabajo y equipos especializados.
Sistemas robóticos capaces de depositar concreto directamente en el lugar podrían alterar parte de este proceso, especialmente en reparaciones localizadas o en estructuras adaptadas al relieve del fondo del mar.
La dimensión ambiental de la tecnología aún depende de evaluación a escala real.
El uso de sedimento local puede reducir el transporte de material, pero la recolección, el movimiento del fondo marino y la composición de la mezcla necesitan ser analizados para medir efectos sobre ecosistemas sumergidos.
Hasta ahora, el avance reportado por Cornell está concentrado en la prueba de concepto.
El equipo afirma haber desarrollado una mezcla compatible con impresión sumergida, probado la deposición en tanques y trabajado en sensores para operar en condiciones de baja visibilidad.
La aplicación fuera del laboratorio aún depende de nuevas pruebas, incluyendo operación en ambientes con corriente, presión, variación de sedimento y control remoto en áreas reales.
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