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Por Dra. Claudia Muñoz Sanguinetti y Dr. Rodrigo García Alvarado, académicos de la Facultad de Arquitectura, Construcción y Diseño, investigadores asociados al Centro de Investigación en Tecnologías de la Construcción, CITEC Universidad del Bío-Bío.

La cuarta revolución industrial, reconocida como la industria 4.0 y/o transformación digital, conlleva una reformulación de los modelos de negocios tradicionales, haciendo uso de la inteligencia artificial, de robots, de las impresoras 3D, entre otros; para el desarrollo de elementos y/o productos, lo cual mejora la productividad, ecoeficiencia y es compatible con un desarrollo sustentable.

La Universidad del Bío-Bío es un referente nacional e internacional de investigación avanzada en edificación sustentable, con carreras de pregrado, postgrado, laboratorios tecnológicos, ensayos y prototipajes de sistemas constructivos. En ese contexto, desde el año 2018 la UBB, cuenta con una infraestructura, equipamiento y experiencia inicial, pionera en Latinoamérica y en Chile para generar paquetes tecnológicos de manufactura aditiva en hormigón. Desde hace cinco años desarrolla construcción impresa-3D en hormigón con un robot industrial, el cual permite imprimir elementos a tamaño real, y la próxima implementación de una impresora-3D de gran escala, constituyendo el equipamiento más avanzado de Latinoamérica en el área, por lo que se ha propuesto promover la industrialización de viviendas impresas-3d en hormigón apropiadas para Chile.

La Universidad del Bío-Bío en Campus Concepción, instalará en agosto de este año una impresora industrial-3D para viviendas completas y otros elementos constructivos, permitiendo alcanzar mayor nivel de madurez tecnológica de proyectos, con prototipaje a escala real. Este equipo, un pórtico de dimensiones aproximadas de 5x9x12 m permitirá imprimir volúmenes de forma continua hasta 3,5 m de altura, 6,5 m de ancho y 9 m de longitud, pudiendo además extender las dimensiones de largo. La gigantesca impresora-3D está adscrita al Laboratorio de Prototipaje PEP-Lab del Centro de Investigaciones en Tecnologías de la Construcción (CITEC -UBB) y fue adquirido a través de un proyecto FONDEQUIP- ANID EQM210225: Impresora industrial 3D, para prototipado a mayor escala de elementos funcionales y sistemas constructivos con mezclas cementicias optimizadas, liderado por la Dra. Claudia Muñoz Sanguinetti del Depto. de Ciencias de la Construcción, por un monto cercano a las $M400.

Esta impresora completa un relevante repertorio de equipos de construcción aditiva que alberga el mismo laboratorio, constituido por un robot industrial de 2,5 m (KUKA KR120), montado sobre un riel de 7 m. de largo, pórticos de menor escala de 1×1 m, impresoras de arcilla y de plástico de alta calidad, junto con bombas de hormigonado, mezcladoras y extrusores. Además de modelación BIM, análisis estructural y diseño paramétrico, sostenido por un grupo multidisciplinario de investigadores de las Facultades Arquitectura, Construcción y Diseño, y de Ingeniería, quienes llevan cinco años liderando la investigación en este tema en el país y Latinoamérica, encabezado por el Dr. Rodrigo García Alvarado. Estas capacidades se integran además con todo el equipamiento de la Universidad del Bío-Bío en calidad de la construcción y edificación sustentable con más de 30 laboratorios de conformidad, monitoreo ambiental de viviendas, edificios piloto, etc. así como programas académicos posgrado reconocidos y acreditados y centros de investigación disciplinares.

Fig 1: Impresora Industrial UBB: BEM 1 PRO -7500 Be-More. 

Fig 2: Vivienda Prueba UBB.

El grupo de construcción aditiva de la Universidad del Bío-Bío ha ejecutado más de cincuenta elementos impresos, incluyendo mobiliario urbano funcional con bancas y jardineras, columnas, y muros de escala real, constituyendo récords nacionales de impresión en esa altura. Además, se han desarrollado procedimientos de diseño y modelación paramétrica, evaluaciones estructurales, diseños de mezclas para impresión trabajando en conjunto con empresas del rubro, quienes han apoyado el desarrollo tecnológico desde el año 2018; cementera CBB y aditivos químicos SIKA®, logrando reconocimientos internacionales en revistas científicas y ser finalista el concurso MarcoPolo 100 de innovación tecnológica de la construcción, en que se elaboraron prototipos para vivienda en Toronto, Canadá. Actualmente el equipo de investigadores estudia y avanzan en soluciones para los refuerzos estructurales para la capacidad antisísmica de las edificaciones impresas, en el diseño de viviendas sensibles al clima y las necesidades de distintos grupos de personas, y en mezclas cementicias con baja huella ecológica, considerando la incorporación de áridos reciclados en su matriz de diseño y adiciones como cenizas volantes u otros subproductos industriales, en concordancia con principios de Economía Circular y metas de carbono-neutralidad nacionales y globales.

Fig. 3: Muro impresión 3D, altura 2.20 m, Grupo Construcción Impresa UBB.

Fig 4: Prototipos Hormigón 3D, Grupo Construcción Impresa UBB.

De este modo, observamos que la transferencia de conocimiento e integración del desarrollo tecnológico de la manufactura aditiva es una valiosa oportunidad para el sector construcción, tanto para transformar e innovar en los actuales procesos constructivos como además como una oportunidad efectiva para la disminución de las brechas de productividad en Chile y de la activación de la industria de la construcción sustentable, atendiendo la Hoja de Ruta del Programa Estratégico Nacional en Productividad y Construcción Sustentable, Construye2025, en la cual se plantea introducir nuevas tecnologías y mejoramientos, incluyendo la industrialización de la construcción, mediante la identificación de sistemas, procesos y aplicaciones posibles a desarrollar, según el avance tecnológico y las necesidades e intereses locales (CORFO, 2016), junto a otras iniciativas nacionales.