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La tecnología ya está disponible en países como China, Rusia o Estados Unidos, pero no es apta para la norma sísmica nacional. Por eso investigadores locales trabajan en el desarrollo de mezclas de hormigón y diseños resistentes. La idea es destinarlas a cubrir la alta demanda de viviendas sociales.

¿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

Las primeras investigaciones para el desarrollo de viviendas sociales están demostrando la factibilidad técnica de la tecnología, su competitividad y el enorme aporte medioambiental, social y económico que puede alcanzar.

Hoy, los nuevos sistemas constructivos y las soluciones arquitectónicas eficientes y sustentables se están robando todas las miradas. La impresión 3D, por ejemplo, está revolucionando la construcción de viviendas sociales gracias a la reducción de los costos, la mayor rapidez en faena y la reducción de desechos en obra, entre otras ventajas.

Marianne Küpfer, socia directora de Proyectos de René Lagos Engineers, y Fernando Marín, director de Proyectos e Iniciativas Globales de la Vicerrectoría de Desarrollo y Gestión de la Universidad Mayor, han sido fieles representantes de la tecnología, que podría cambiarle la cara a las viviendas sociales chilenas, gracias a un proyecto respaldado por Corfo que favorece la impresión 3D de hormigón.

“El principal objetivo del proyecto es crear y validar una metodología que permita que la tecnología de impresión 3D de gran escala (2 o 3 pisos) se pueda desarrollar en Chile, enfrentando nuestras particulares condiciones sísmicas reflejadas en las estrictas normas chilenas. La tecnología ya está desarrollada en varios países del mundo, pero con condiciones sísmicas mucho menos exigentes que las nuestras”, señala el investigador.

La idea de esto sería validar que todas las ventajas de esta nueva manera de construir sean aprovechables en Chile y que las modificaciones estructurales mantengan la tecnología en niveles competitivos, tanto para vivienda social como para otros segmentos de vivienda.

¿Cómo se evaluó la factibilidad de construcción con tecnología H3D para viviendas sociales en Chile? La ingeniera Marianne Küpfer recuerda que el primer paso fue elaborar una propuesta arquitectónica que se ajustara a los estándares Minvu para viviendas sociales y que, al mismo tiempo, se pudiera materializar de manera eficiente con tecnología de impresión 3D. El segundo paso fue verificar la factibilidad técnica de la propuesta en cuanto a un diseño estructural sismorresistente acorde a la normativa chilena; mientras que, el tercero, fue realizar una comparación del prototipo propuesto, con alternativas más tradicionales de construcción en la zona central de Chile, como son la albañilería confinada y el hormigón armado convencional.

Según la especialista de René Lagos Engineers, construir con esta tecnología genera beneficios como la reducción considerable de mano de obra, la eliminación del uso de moldajes, la reducción de residuos de construcción, la ejecución con un alto control de calidad, la versatilidad de formas que se pueden lograr y la flexibilidad de usos que se le puede dar a la tecnología de impresión 3D. Igualmente, Fernando Marín, de la Universidad Mayor, valora la velocidad de construcción y la calidad y precisión de la obra automatizada, lo que permite adelantar en fabrica muchas otras terminaciones que, finalmente, también redundan en los plazos. “Si bien hemos apuntado esta investigación a la vivienda social como objeto de estudio y ya habiendo validado el cumplimiento de la normativa sísmica chilena, la tecnología tiene también muchas otras aplicaciones, tales como paneles, mobiliario urbano y casi cualquier obra de arquitectura de hasta tres pisos por ahora”, argumenta.

Junto con evaluar esta tecnología en su condición actual, los investigadores están trabajando en modificar y mejorar su uso, incorporando en la mezcla de impresión otros materiales como la nanocelulosa, para reducir la cantidad de cemento. “Desde la Universidad Mayor, estamos trabajando ya en ensayos de laboratorios en nuestro Centro de nanotecnología aplicada, para alcanzar esta nueva meta que tributa a los objetivos país en temas medioambientales”, cuenta Fernando Marín.

Si bien los cambios en el rubro de la construcción son difíciles de implementar, toman tiempo y requieren demostrar un beneficio económico, aspectos complementarios como el bajo impacto ambiental y la economía circular han ido abriéndose camino. “El mercado poco a poco va entendiendo lo que esto implica y va exigiendo soluciones habitacionales alineadas con estos aspectos. Para RLE es importante participar en la evaluación de estos nuevos sistemas constructivos, pues la seguridad estructural de las viviendas, ante la alta sismicidad que afecta frecuentemente a nuestro país, debe ser considerada una variable fundamental”, argumenta Marianne Küpfer.

Manufactura aditiva

Para certificar la impresión 3D en hormigón como sistema constructivo no tradicional y masificar su uso en la industria de la construcción, nació el proyecto “Anaquel de manufactura aditiva, hacia un nuevo lenguaje arquitectónico”, que lidera la arquitecta Verónica Arcos. Mediante la fabricación de prototipos arquitectónicos a escala real, se ha ido construyendo un catálogo de piezas que pretende validar la tecnología frente a postulaciones de financiamiento mayores y de más largo aliento.

El proyecto tiene cinco etapas y en este momento están en la segunda. “La meta final del proyecto es certificar la impresión 3D en hormigón como un sistema constructivo no tradicional, para comenzar a masificar su uso en la industria de la construcción, tanto en Chile como en el resto de la región”, señala Verónica Arcos, quien cree que dadas las condiciones de crisis social, sanitaria, económica, política y ambiental, es fundamental operar con sistemas tecnológicos más económicos, sustentables, seguros y eficaces.

La impresión 3D en hormigón, en este sentido, ofrece muchas ventajas que la destacan sobre los métodos convencionales. Por ejemplo, el hecho de que no requiere moldajes, se traduce en la eliminación total de escombros, acelera los tiempos de la obra gruesa y reduce la cantidad de mano de obra en la faena. Además, la arquitecta destaca que el mayor control permite reducir en un porcentaje alto el riesgo como parte del presupuesto y brinda más seguridad a los trabajadores, ya que son los robots los que hacen la faena. “Ofrece una libertad formal nunca antes vista en nuestro campo, dando pie a un nuevo lenguaje arquitectónico: un lenguaje basado en la forma resistente tanto en el proceso de impresión como después del fragüe”, puntualiza Arcos.

Según la especialista, quien es Master of Architecture del Berlage Institute en Rotterdam, la tecnología de punta se traducirá necesariamente en una reducción de costos, procesos más sustentables, mayor rapidez en la faena y en la oportunidad de personalizar las viviendas o edificaciones de los usuarios. “Si se construye un conjunto de 30 viviendas sociales, se podrán tener 30 fachadas distintas, sin alterar los costos de manera significativa. Esos costos serán más bien marginales. Esto permitirá tener barrios más amigables, donde la gente pueda sentirse más identificada con sus casas. Además, pienso que al bajar los costos de construcción, si hablamos de vivienda social, eventualmente se podrían obtener viviendas de mayor superficie que las actuales. Lo que después de la pandemia que estamos viviendo sabemos que es imprescindible”, afirma.