En un contexto global marcado por la urgencia de reducir emisiones, minimizar residuos y avanzar hacia una economía circular, el Centro de Investigación en Tecnologías de la Construcción de la Universidad del Bío-Bío (CITEC UBB), en alianza con las empresas CMPC Maderas SpA, Forestal Tricahue Ltda. e Ingeniería y Paneles del Maule S.A., ha logrado un avance significativo en innovación de materiales sustentables.

Gracias al proyecto Fondef IT18I0002, cofinanciado por la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID), se desarrolló la tecnología de producto y proceso para un nuevo material aislante térmico y acústico biobasado, denominado provisionalmente BioTerm, protegido por las Patentes de Invención N° 2017-03179 y N° 2017-03424. Este material ya está disponible para su transferencia tecnológica.

Ciencia aplicada a la economía circular

El desarrollo se basó en la hipótesis de que era posible obtener un aislante de alto rendimiento a partir de subproductos de la industria maderera local—fibras, corteza de eucaliptus – partículas, granos y otras estructuras—mediante estrategias innovadoras de diseño y procesamiento.

Se combinaron técnicas de atenuación de radiación infrarroja a nivel alveolar con la modificación de variables de proceso para generar cavidades oblongas que atrapan aire en dirección transversal al flujo térmico. Esta aproximación, inédita en Chile, permitió validar el producto primero en laboratorio y luego a escala piloto industrial.

Aplicación demostrativa en vivienda experimental

Para fines demostrativos, se produjo una cantidad suficiente de material en instalaciones de Forestal Tricahue y CITEC UBB, utilizado para aislar térmicamente una vivienda experimental ubicada en el campus de la UBB en Concepción. Esta vivienda está disponible para visitas guiadas, y su monitoreo ha mostrado resultados sobresalientes en eficiencia térmica y comportamiento ambiental.

Validación técnica y certificación ambiental

El desarrollo desde TRL 1 a TRL 8 se realizó en instalaciones de las empresas colaboradoras y del Ecosistema de Producción de Innovación basado en Ciencia, Prototipado y Experimental (ECO PI UBB). El proceso tomó casi dos años e incluyó rigurosos ciclos de prototipado, experimentación y validación de hipótesis.

Las prestaciones térmicas e higrotérmicas fueron certificadas por laboratorios oficiales del Ministerio de Vivienda y Urbanismo. La evaluación ambiental fue realizada por la empresa española Ingurumenaren Kideak Ingeniería, garantizando estándares internacionales de sustentabilidad.

Este aspecto es clave, considerando que la meta de Chile hacia la carbono neutralidad y resiliencia climática al 2050 exige certificaciones externas de atributos y sustentabilidad. Ya no basta con declarar competencias: hay que certificarlas debidamente.

Aporte a la nueva Reglamentación Térmica

Las certificaciones obtenidas y los resultados de las pruebas demuestran que este material contribuye eficazmente al cumplimiento de los nuevos requisitos de la Reglamentación Térmica de Edificios: limitación de la transmitancia térmica máxima, control de condensación superficial e intersticial, y reducción de infiltración de aire en envolventes.

Este enfoque integral refleja la capacidad de CITEC UBB para acompañar el ciclo completo de innovación: desde la investigación científica aplicada, el desarrollo de prototipos, la validación técnica y ambiental, hasta la implementación piloto en condiciones reales.

Capacidades al servicio de la industria

El caso de BioTerm refleja el alcance de los servicios que CITEC UBB ofrece a la industria: desarrollo de productos con base científica, validación en laboratorio y terreno, aplicación en viviendas, y acompañamiento en la etapa de implementación productiva.

Esta experiencia se convierte en un modelo replicable para otras iniciativas que busquen transformar residuos en recursos y avanzar hacia una construcción más sustentable y resiliente.

Transferencia tecnológica abierta

La tecnología desarrollada está disponible para su transferencia, abriendo oportunidades para empresas interesadas en incorporar soluciones innovadoras en sus procesos productivos.

BioTerm no solo representa una alternativa técnica viable, sino también una contribución concreta a los objetivos de desarrollo sostenible y a la transición hacia una economía circular en el sector construcción.

*Artículo escrito por Luis Ariel Bobadilla Moreno, director del Centro de Investigación en Tecnologías de la Construcción CITEC de la Universidad del Bío-Bío.

El 4 de octubre fue el día elegido para inaugurar la “Casa-Semilla”, el primer prototipo de vivienda impresa en 3D de Latinoamérica. De hecho, mientras se escribe este artículo, se culminan los detalles de la casa para demostrar la eficiencia y calidad del proceso constructivo, quedando en exhibición y monitoreo de sus condiciones. Asimismo, a Edifica, feria que se realizará entre el 15 y 17 de octubre en Santiago, se trasladará la impresora para mostrar la movilidad y celeridad del sistema de impresión 3D, ejecutando una réplica del prototipo in situ.

La Dra. Claudia Muñoz Sanguinetti, directora de Investigación y Creación Artística de la Universidad del Bío-Bío, cuenta que la “Casa-Semilla” surgió a partir de la experiencia y capacidad de dicha casa de estudios en arquitectura sustentable y construcción impresa 3D y su alianza con Inmobiliaria Aconcagua. A ellas se unió la colaboración de otras empresas de la industria de la construcción: Grupo CBB, SIKA®, ISOLCORK, MK, TEHMCO, para llevar estas posibilidades tecnológicas para realizar viviendas en Chile, “aprovechando las ventajas de la impresión 3D, para la demanda habitacional del país y Latinoamérica, generando un paso revolucionario en la construcción residencial”, dice la investigadora.

Rodrigo García Alvarado, director del Depto. de Diseño y Teoría de la Arquitectura de la UBB  comenta que “esta vivienda se caracteriza por su eficiencia constructiva y versatilidad arquitectónica, es muy rápida de ejecutar y con una espacialidad acogedora, que puede desarrollarse en múltiples formas. Integrando los mayores avances de calidad y sustentabilidad en una expresión novedosa y atractiva, con capacidad sismorresistente y eficiencia energética”.

Entre sus estrategias de sustentabilidad, presenta una adaptación a distintos climas y sitios, “que le permite aprovechar el mejor asoleamiento y los vientos locales, generando el aislamiento y forma necesaria para una mejor habitabilidad”, señala la Dra. Muñoz, quien, además, destaca la hermeticidad y solidez de la envolvente, que “le otorga una gran resiliencia climática, que puede integrar elementos y sistemas que reduzcan la huella ambiental”.

Si bien ésta es una nueva tecnología que necesita aún que empresas y profesionales la incorporen para su masificación en Chile, adaptándose a la normativa local, García afirma que “ya se puede realizar construcciones de un piso asimiladas a estructuras convencionales, y el prototipo se estará monitoreando para permitir avances normativos a otras tipologías de edificación”.

Ventajas del sistema

Como señala la directora de Investigación y Creación Artística de la UBB, la impresión 3D representa un avance radical en eficiencia, sustentabilidad y calidad para la construcción en Chile. “Permite disminuir los tiempos y recursos involucrados en la ejecución, con un control detallado del diseño para adaptarse a las condiciones requeridas por los usuarios y los distintos climas del país”, detalla.

Aunque ello implica que “los fabricantes de materiales, los constructores, instaladores y arquitectos se deben actualizar en nuevos métodos y productos para utilizar sistemas robotizados que logren desarrollar diferentes diseños y realizarlos con todas las ventajas de la impresión 3D”, sostiene Muñoz.

En ese sentido, la Universidad del Bío-Bío, en Concepción, posee el repertorio más amplio de laboratorios de conformidad para la construcción y un laboratorio de prototipaje con la tecnología más avanzada de Latinoamérica para impresión 3D a gran escala y montaje robotizado, para que las industrias y emprendimientos  puedan certificar y desarrollar nuevos productos y servicios. A ello se suma una variedad de carreras de pregrado, postgrado, magíster y doctorado para investigar e impulsar el desarrollo de la edificación sustentable.

Cumplido seis de los 10 años de su programa, Construye2025 se encuentra en un proceso de revisión y actualización de su Hoja de Ruta (HR) y de funcionamiento de su programa de cara a la implementación de su tercera etapa. 

La revisión realizada a la fecha arroja que se ha progresado en la consecución de metas, pero el propósito para lo que resta debe ser, necesariamente, “Acelerar la transformación de la construcción, para juntos avanzar hacia un país más productivo y sustentable”, poniendo énfasis estratégicos en 10 iniciativas priorizadas en cuatro ejes estratégicos, a saber: Construcción industrializada, Construcción Sustentable, Innovación y Mejora Continua (I+D+i) y Construcción 4.0. Trabajo para el cual la industria y universidades deberán cultivar una vinculación bidireccional con más sentido en la realidad y conocimiento de las realidades de unos y otros. 

Con el resultado surgen también, naturalmente, al menos cuatro preguntas básicas a responder: (a) ¿Cuánto hemos avanzado?; (b) ¿Los problemas mantienen vigencia; (c) ¿Qué otros problemas y/u oportunidades han surgido en el intertanto y; lo más importante, (d) ¿Cómo nos organizamos como colectivo para enfrentar con éxito lo que resta del programa?

¿Cuánto hemos avanzado en el mejoramiento de la productividad y sustentabilidad?: El programa identificó en sus comienzos 153 brechas susceptibles de abordar a través de distintas iniciativas, su estado y nivel de avance es el siguiente: 8 brechas han sido cubiertas; 51 mantienen vigencia, pero con trabajos en desarrollo y; de 71 no se cuenta con información y 21 no se han iniciado. Desconociendo la dinámica propia de cada proceso de reducción de brecha y a falta de una métrica objetiva para medir el impacto sobre los resultados esperados del programa, lo que existe son más bien percepciones en cuanto a que se ha mejorado la productividad del subsector edificaciones y la sustentabilidad de los productos y procesos, no más que eso. Iniciativas señeras como Plan BIM, Sistema de Gestión TCQ (Metabase), Centros de Investigación y Extensión y otras alimentan esa percepción. Está pendiente, sin embargo, acordar e implementar una métrica objetiva de medición y evaluación de resultados para poder, en algún momento, responder objetivamente a esa pregunta. Una acción reconocida como clave en cualquier proceso de innovación y mejoramiento continuo, como el que se pretende implementar.

¿Los problemas mantienen su vigencia?: En términos generales sí, lo que ha pasado y suele suceder, son más bien reordenamientos y cambios de enfoque para mejor responder a problemas antiguos, como los de eficiencia energética e hídrica, productos sustentables, certificación sustentable y sustentabilidad en general, que se agrupan ahora bajo el concepto de economía circular. Se busca con lo mismo vincular más correcta y convenientemente los problemas de la sustentabilidad a oportunidades de trabajo, negocio y crecimiento económico. Como bien señala el último informe del Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC): “a menos que haya reducciones inmediatas, rápidas y a gran escala de las emisiones de gases de efecto invernadero, limitar el calentamiento a 1,5 °C estará más allá de nuestro alcance”. Esa parece ser la meta de la humanidad en estos momentos, para lo cual, entre otras cosas, es necesario cambiar el paradigma de modelo de producción y consumo por otro más ecoeficiente y circular, que implica reutilizar, reparar, y reciclar materiales y productos existentes todas las veces que sea necesario.

¿Qué otros problemas y oportunidades nuevas han surgido en el intertanto? Claramente la pandemia y la crisis sanitaria que todavía enfrentamos ha sido el evento disruptivo más importante. Una suerte de laguna que ha postergado metas de trabajo e inversión, que en este caso ha afectado de manera importante a la MIPYME más vulnerable de la industria, la menos preparada tecnológica y digitalmente. La reactivación de este sector será prioridad del Estado para los años que vienen. La inversión pública en la etapa post pandemia, deberá ir en ayuda de los sectores y subsectores más afectados, las universidades deben leer bien esas señales y prepararse. El esfuerzo se deberá focalizar en proyectos que fortalezcan la innovación y transferencias de soluciones nuevas o significativamente mejoradas a las ya existente, ideal con atributos competitivos de eco eficiencia demostrables y con alto potencial de generación de empleos y por lo mismo de negocio. Se espera que el esfuerzo público sea capaz de arrastrar volúmenes de inversión privada más significativos y consistentes con la situación de crisis que enfrenta el sector. Proceso donde las alianzas público privadas y el trabajo de las universidades como oferentes tecnológicos será fundamental.

¿Cómo nos organizamos como colectivo para enfrentar con éxito lo que resta del programa, en particular las universidades? Hoy más que nunca la sociedad exige a las universidades respuestas más inmediatas y diversificadas que las que tradicionalmente ha entregado a través de sus programas de formación de profesionales. Le exige atender, además, sus necesidades de producción de innovación y de formación para el trabajo, en un contexto de crecientes demandas sociales y “acelerar en ese empeño”, como se ha señalado. Actores importantes en dicho cometido deberán ser los centros tecnológicos creados al alero del programa, CIPYCS y CTeC, y demás oferentes tecnológicos del mercado, actores principales junto con la industria del proceso de producción de innovación y mejoramiento continuo.

En este escenario, es fundamental que el trabajo de creación de ideas y de apoyo a la resolución de problemas que realizan universidades e investigadores, se vincule cada vez más estrechamente a la producción de innovaciones para el bienestar de la sociedad. Algo que no deja de ser complejo considerando la gran masa de investigadores y el equipamiento para producir innovación está en las universidades y debe servir a múltiples otros propósitos, además. La figura del investigador gobernanzas e infraestructura jornada completa dedicado a producir innovación prácticamente no existe en Chile, no existe mercado para ello todavía. Será fundamental entonces, que las universidades consigan alinear y sumar mejor sus capacidades, practicar una mejor forma de cooperación y, sobre todo, generar gobernanzas y sinergias conducentes a entregar el servicio que la industria y la sociedad toda le demanda, de la forma más costo eficiente posible.

¿Es posible construir una casa en un solo día? Investigadores de las universidades del Bío-Bío (UBB), Federico Santa María (USM) y Católica (UC), patrocinados por el Centro Interdisciplinario para la Productividad y Construcción Sustentable (CIPYCS) y empresas del sector, tienen ese objetivo. Y su herramienta para lograrlo es la impresión 3D en hormigón.

En los próximos meses comenzarán las pruebas de estructuras a escala real tanto en el campus San Joaquín de la U. Federico Santa María, como en terrenos de la U. del Bío-Bío en Concepción.

Las primeras casas podrían ser una realidad hacia 2023, estima Verónica Arcos, profesora del departamento de Arquitectura de la U. Federico Santa María, y una de las impulsoras de la iniciativa.

‘Esto empezó hace no más de ocho años, en China, donde comenzaron a hacer casas in situ con unas máquinas impresoras grandes. De hecho imprimieron diez casas en 24 horas y ese fue como su caballito de batalla’, cuenta. Ese récord se mantiene hasta ahora.

En paralelo a los chinos, una empresa rusa también empezó a desarrollar esta tecnología y en 2017 presentó su primera casa construida en 24 horas. En los años siguientes se han sumado Estados Unidos, Bélgica y Holanda. En Chile, los investigadores ya trabajan en conseguirlo como una respuesta a la alta demanda por viviendas sociales.

Un gran desafío

El primer paso fue desarrollar el material más adecuado. En esto ha trabajado la UBB en los últimos cuatro años luego de adquirir un brazo robótico extrusor, es decir, que puede imprimir.

‘La mezcla es un tema extremadamente sensible. Aquí hay tecnología de hormigón avanzada, para lo cual hemos trabajado con empresas del área que nos han apoyado, como Cementos Bío Bío y Sika’, destaca la ingeniera en construcción Claudia Muñoz, investigadora del Centro de Investigación de Tecnologías de la Construcción de la UBB. El trabajo incluyó numerosas pruebas hasta llegar a la combinación adecuada, para la que obtuvieron protección intelectual.

Es con este material que Verónica Arcos ha podido realizar diferentes diseños estructurales impresos por ahora a una escala un poco más pequeña que la de una vivienda real. También está trabajando con el equipo de ingenieros estructurales de la UC, liderado por el profesor Mauricio López, para mejorar la resistencia de estas estructuras.

‘Lo más complicado de lograr es la estabilidad estructural en un país sísmico como Chile, donde los estándares son súper exigentes’, reconoce Arcos. Eso lo considera un gran desafío y una gran oportunidad ya que reconoce que es el mejor laboratorio del mundo para probar estas estructuras. ‘Al ser tan exigente la norma, una vez que lo pruebas acá puedes tener resuelta esa parte en todos los países’.

De hecho, reconoce que probablemente ninguno de los diseños ya probados en China, Rusia o Estados Unidos pasaría la prueba de sismicidad chilena.

En la búsqueda de estructuras alternativas más resistentes, Arcos ha explorado formas poco convencionales, como dobles curvaturas, domos, cúpulas o bóvedas, ‘sistemas más curvos a los que no estamos acostumbrados en la cultura o tradición chilena’.

‘Hemos tenido conversaciones con el Gobierno y las empresas. La idea es que si sale todo bien podamos potenciar el desarrollo de viviendas sociales rápidas’, adelanta Tania Romero, gerente de CIPYCS.

‘La idea es que posean una protección térmica más aislante y confortable que las viviendas sociales actuales’, asegura.

Reconoce que por ahora el proceso es caro por los equipos de impresión. ‘Pero la tecnología está evolucionando tan rápido, que por eso estamos apostando por las viviendas sociales’, indica.

La innovación y el progreso tecnológico son claves para descubrir soluciones duraderas para los desafíos económicos y medioambientales, como el aumento de la eficiencia energética y de recursos.

Los 17 Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) son un llamado de Naciones Unidas a los gobiernos, las empresas y la sociedad civil para erradicar la pobreza, proteger el planeta y asegurar la prosperidad para todos al año 2030.

Fuente: El Mercurio