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¿Fin de los albañiles en la construcción civil? Investigadores suizos han desarrollado un material a base de arcilla y una técnica de impresión 3D de impacto para construir estructuras de manera más rápida y ecológica.

Escrito por Fabio Lucas Carvalho
Publicado el 30/09/2024 a las 16:56
Actualizado el 30/09/2024 a las 16:57
pedreiros, construção civil
Foto: Reprodução
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Investigadores suizos crean una técnica de impresión 3D innovadora y material a base de arcilla para construir estructuras más rápidas y sostenibles, transformando la construcción civil. ¿Será el fin de los albañiles?

Un equipo de investigadores de la ETH Zurich ha desarrollado un nuevo método de construcción que promete revolucionar el sector de la construcción civil con sostenibilidad e innovación, siendo una especie de albañil eléctrico.

Inspirado en juegos infantiles con arcilla y barro, el proceso denominado «impresión de impacto» utiliza robots de construcción para disparar materiales a base de tierra sin necesidad de cemento, haciendo que la construcción sea más ecológica y competitiva.

Este avance fue posible gracias al desarrollo de una tecnología innovadora que deposita material a una velocidad impresionante de hasta 10 metros por segundo. Ningún albañil puede hacer eso.

La técnica de construcción civil permite que el material, al ser disparado, se una con aditivos mínimos, eliminando la necesidad de pausas para solidificación.

A diferencia de la impresión 3D tradicional de hormigón, donde las capas se depositan lentamente, el método de impresión de impacto funciona con velocidad y eficiencia muy superiores.

La búsqueda de construcciones más sostenibles

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 Crédito de la foto: Michael Lyrenmann / Gramazio Kohler Research / ETH Zurich

La creciente necesidad de soluciones más sostenibles en el sector de la construcción fue uno de los principales motivadores para el desarrollo de la nueva técnica.

La impresión de impacto busca hacer que los materiales de construcción sostenibles sean más competitivos en términos de costo, lo que podría incentivar su adopción a gran escala. Los investigadores de ETH Zurich creen que este enfoque automatizado y eficiente puede ser una respuesta viable para reducir la huella de carbono en la construcción civil.

Comparado con la impresión 3D tradicional, que depende de aditivos químicos para la transición del estado líquido a sólido, el nuevo proceso ofrece mayor estabilidad al material depositado.

Con menos dependencia de aditivos, las estructuras resultantes son más robustas y tienen un impacto ambiental significativamente menor.

Robótica personalizada para construcción

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¿Albañil eléctrico? foto: ETH Zürich (captura de pantalla del video de YouTube)

El equipo de ETH Zurich desarrolló una herramienta de impresión personalizada que puede ser integrada en diferentes plataformas robóticas. Este recurso ofrece flexibilidad para la construcción tanto en lugares tradicionales como en terrenos más complejos. En el Laboratorio de Fabricación Robótica, la herramienta fue instalada en un sistema de pórtico de alta carga útil, permitiendo la construcción de estructuras de casi tres metros de altura.

Una de las innovaciones más notables fue la integración del hardware en una excavadora autónoma de patas, desarrollada por el Laboratorio de Sistemas Robóticos de ETH Zurich. Esto abre la posibilidad de imprimir en lugares no estructurados con terrenos irregulares, lo que puede ser útil para construir muros, barreras acústicas y otras infraestructuras en entornos desafiantes.

Aunque las estructuras producidas tienen una textura manchada debido al proceso de impacto, los investigadores destacan que acabados robóticos con revoques ecológicos pueden proporcionar un acabado suave y de alta calidad.

El uso de materiales con bajo carbono

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Otro factor relevante es que el proceso fue especialmente diseñado para utilizar materiales con bajo CO2 incorporado, como tierras excavadas localmente. El equipo de ETH Zurich desarrolló una mezcla específica que incluye materiales secundarios locales y una cantidad mínima de aditivos minerales, lo que garantiza resistencia y estabilidad a las estructuras construidas.

Según Lauren Vasey, investigadora de posdoctorado y autora principal del proyecto, la mezcla fue elaborada para proporcionar «pegajosidad e interbloqueo» entre las partes, utilizando una combinación de agregados que no perjudican el proceso de mezcla. En el futuro, el equipo espera incorporar agregados más grandes, siempre que se consigan mitigar los efectos de la erosión en el hardware de extrusión.

Limitaciones y posibilidades futuras

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Esta construcción no fue hecha por un albañil – Foto: ETH Zurich

A pesar de las muchas ventajas, el método aún tiene algunas limitaciones. La resistencia general del material impreso con el aditivo mineral actualmente utilizado es de 1,9 MPa, un poco inferior a la tierra compactada no reforzada, que generalmente alcanza 2,3 MPa. Sin embargo, Vasey explica que esta resistencia puede aumentarse con la aplicación de un recubrimiento de yeso ecológico, que eleva la resistencia a la compresión a alrededor de 5 MPa, proporcionando mayor durabilidad y capacidad de soporte de carga.

Además, el equipo ya ha logrado imprimir estructuras de hasta 3 metros de altura con un grosor de 0,22 metros. Con la plataforma robótica autónoma en constante mejora, es posible que en el futuro se construyan estructuras aún más grandes y complejas, tanto en áreas urbanas como en terrenos más desafiantes.

El sistema de impresión de impacto también puede manejar diferentes formas, como columnas soportadas por rellenos temporales de grava, que son removidos posteriormente. Este método de construcción es particularmente adecuado para estructuras que requieren alta compresión, aunque el material tiene una capacidad limitada para soportar tracción.

Video de YouTube

Comercialización de la tecnología

Con los resultados prometedores del proyecto, Vasey y su equipo están planeando lanzar un spin-off de ETH Zurich para comercializar la tecnología. Este movimiento puede democratizar el acceso a construcciones más sostenibles y eficientes, con potencial para transformar el sector de la construcción civil en todo el mundo.

El artículo sobre la investigación, titulado «Construcción Robótica Circular», fue publicado en «Un Entorno Construido Circular para la Era Digital», y ofrece una visión detallada sobre las posibilidades e innovaciones proporcionadas por la impresión de impacto. Con esta nueva tecnología, ETH Zurich abre camino hacia un futuro más sostenible en la construcción civil.

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Saruhashi
Saruhashi
04/10/2024 10:04

Temos que achar uma nova tecnologia para construção, modelo atual vem décadas sem inovação e cada dia mais caro

Gilber
Gilber
02/10/2024 18:35

Me parece que foi inventado pelos alunos da pré-escola, bem interessante!!

Silas
Silas
Em resposta a  Gilber
02/10/2024 19:01

Casinha das inhacinza e melhor fabricada

Xavier
Xavier
02/10/2024 16:00

Excelente.

Fabio Lucas Carvalho

Jornalista especializado em uma ampla variedade de temas, como carros, tecnologia, política, indústria naval, geopolítica, energia renovável e economia. Atuo desde 2015 com publicações de destaque em grandes portais de notícias. Minha formação em Gestão em Tecnologia da Informação pela Faculdade de Petrolina (Facape) agrega uma perspectiva técnica única às minhas análises e reportagens. Com mais de 10 mil artigos publicados em veículos de renome, busco sempre trazer informações detalhadas e percepções relevantes para o leitor.

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