Universidad del Bío-Bío realiza primera construcción impresa en 3D
La Universidad del Bío-Bío, en su campus Concepción, ha completado la primera construcción impresa-3d realizada en Chile y en el cono sur de Latinoamérica, levantando una pequeña cabina de vigilancia, que pone a prueba la nueva tecnología de fabricación aditiva que promete revolucionar la construcción y demuestra los avances de la UBB en este desarrollo tecnológico.
A través de elaborar una mezcla optimizada para impresión con materiales locales y elaborar elementos constructivos con un robot industrial, que ahora amplía su alcance con una impresora de gran formato que permite realizar casas completas.
La cabina impresa está formada por muros de hormigón impreso que tardaron aproximadamente 40 minutos en ser realizados cada uno, reduciendo radicalmente el tiempo de ejecución normal y disminuyendo los recursos, residuos, gestión y transporte que se utilizan en la construcción convencional. Lo que aporta a una mayor ecoeficiencia y sustentabilidad con una gran durabilidad. Además, se integraron ventanas, sellos, refuerzos, techumbres, revestimientos de terminación y aislación térmica que permiten cumplir las condiciones de calidad y habitabilidad. También se experimentó con formas curvas de mayor estabilidad estructural, superficies texturadas para la disipación térmica y acústica, y mayor expresión arquitectónica.
La construcción impresa-3d se está expandiendo en el mundo, pero se ha retrasado su introducción en Chile y Latinoamérica por las severas condiciones sísmicas y la variedad climática que exige edificaciones más reforzadas que en el resto del planeta. La mayoría de las edificaciones impresas a la fecha se han realizado sin requerimientos climáticos o sísmicos relevantes.
Sin embargo, estos desafíos se están avanzando en las investigaciones de la Universidad del Bío-Bío, a través del Grupo de Manufactura Aditiva para la Construcción (MACO-UBB) que ha logrado adaptar esta tecnología a condiciones locales e instalar un repertorio de equipos avanzados para colaborar con empresas nacionales en el desarrollo constructivo, promoviendo también estas capacidades para el resto de Latinoamérica, por lo que el equipamiento de la UBB y las empresas chilenas permitirá impulsar estas edificaciones en todo el continente, enfocados en la creciente demanda de viviendas y de urbanización, que requieren innovación en soluciones industrializadas y adecuadas a distintas realidades.
Esta cabina impresa, es por tanto un primer paso hacia un desarrollo de la construcción impresa-3d con una variedad de diseños arquitectónicos y edificaciones de calidad adaptadas a distintas geografías y realidades culturales. La cabina demuestra la efectividad de esta alternativa constructiva, que permite integrar componentes tradicionales y elementos impresos con alta tecnología, logrando una calidad de ejecución y presentación.
La impresora industrial tridimensional (3D) de gran escala con el equipamiento más avanzado que existe en Latinoamérica para la construcción aditiva de viviendas de hormigón y que son apropiadas para Chile es la que se inauguró recientemente en la Universidad del Bío-Bío (UBB) , en su sede de Concepción.
“Atenea-UBB” es el nombre con el que se bautizó a la vanguardista tecnología que está instalada en el nuevo Laboratorio de Prototipado Experimental (PEP Lab), espacio que está adscrito al Centro de Investigación en Tecnologías de la Construcción (Citec), dependiente de la Facultad de Arquitectura, Construcción y Diseño de la casa de estudios regional.
Una magna impresora 3D que se pudo adquirir tras la adjudicación de un proyecto en el concurso del Fondo de Equipamiento Científico y Tecnológico Mediano (Fondequip) de la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (Anid) en 2021, que se extenderá hasta el 2025, y que otorgó un monto cercano a los $400 millones para su ejecución.
La nueva impresora
Según explican los doctores Muñoz y García, ambos académicos del Departamento de Ciencias de la Construcción e investigadores del Grupo Manufactura Aditiva para la Construcción 3D MACO-UBB, el objetivo principal de este proyecto Fondequip “ha sido disponer un sistema industrial de impresión 3D automatizada para la deposición parametrizada y controlada de materiales en base a cemento y adiciones minerales, con el fin de explorar en la fabricación de elementos funcionales y sistemas constructivos a escala mayor”.
Desde allí, con la instalación y utilización de esta nueva impresora 3D de gran escala, proyectan promover la actualización en la formación, desarrollo e integración del quehacer de áreas como la arquitectura, construcción e ingeniería. Así, se vislumbra impulsar el avance científico y tecnológico e innovación e impactar en mejorar la productividad de la industria constructora local, nacional y latinoamericana.
Y es que “Atenea-UBB” es una impresora industrial 3D de última generación, de alto nivel y gran versatilidad.
Entre sus características destacan sus tres ejes de libertad y sus grandes dimensiones. El equipo es un pórtico que superan los 3 metros de alto con 12 metros de largo, lo que permite que imprima objetos tridimensionales en distintas escalas y de forma continua, tanto en condiciones controladas en laboratorio como también en condiciones reales y directamente en exteriores.
También es importante que este equipo incorpora un software propio avanzado para el control automatizado del proceso de impresión. Este componente posibilita funciones diversas como interrumpir el proceso y continuar desde el mismo punto.
Otra de sus distintas cualidades técnicas es que permite elegir espesor de muros desde 4 a 80 centímetros.
Todas estas avanzadas funcionalidades que caracterizan a la pionera “Atenea UBB” se traducen en que “permite construir viviendas de 50-60 metros cuadrados en 8 horas”, aseguran los doctores Claudia Muñoz y Rodrigo García.
La adquisición de “Atenea-UBB” se enmarca en un impulso al área que partió durante 2018 en la institución académica penquista y completa un importante repertorio de equipos de construcción aditiva que alberga el PEP Lab del Citec UBB.
Claudia Muñoz y Rodrigo García relatan que hace cinco años empezaron a instalarse equipos de vanguardia para Latinoamérica y producir experiencia científica y técnica para generar paquetes tecnológicos de manufactura aditiva de hormigón. Así se ha promovido la investigación avanzada en materia de viviendas y automatización en el sector de la construcción.
Particularmente, en la UBB se desarrolla construcción impresa 3D en hormigón con un robot industrial de 2,5 metros llamado “Kuka KR120”, que integra impresoras de arcilla y plástico de alta calidad junto a bombas de hormigonado, mezcladores y extrusores, permitiendo imprimir elementos a tamaño real. Con la implementación de “Atenea-UBB” se ha propuesto promover la industrialización de viviendas impresas en 3D en hormigón.
Además, el Grupo 3D MACO-UBB ha a liderado a nivel nacional y latinoamericano la investigación en modelación BIM, análisis estructural y diseño paramétrico.
Interés mundial
Línea de investigación y equipamiento cuyo desarrollo ubica a la región en una posición de liderazgo dentro de un interés internacional.
Es que la impresión 3D permite fabricar diferentes objetos, de pequeñas a grandes dimensiones, dependiendo el equipo, y se destaca por permitir optimizar el uso de recursos y tiempo e incrementar la seguridad y versatilidad en los procesos para generar productos de alta calidad y resistentes.
Eso, enfatizan los investigadores, la vuelve una tecnología en auge y que cada vez atrae más atención en el mundo en materia de construcción. “Es un sistema constructivo propicio para dificultades técnicas como construir en el fondo del mar, asentamientos extra-planetarios, o en zonas de riesgo de desastres por su celeridad y efectividad”, resaltan. También destacan su impacto para abordar desafíos habitacionales y de infraestructura como disponer viviendas distintas en poco tiempo y adaptarse a distintas situaciones geográficas, climáticas o socioculturales.
El Grupo 3D MACO-UBB ha ejecutado más de 50 elementos impresos, en los que se incluyen mobiliario urbano funcional con bancas y jardineras, columnas y muros a escala real. También se han desarrollado diversos procedimientos en conjunto con empresas del rubro.
Hoy su foco es avanzar en el estudio y desarrollo de soluciones para refuerzos estructurales para la capacidad antisísmica de las edificaciones impresas y diseño de viviendas sensibles al clima y a necesidades de distintos grupos. También abordan desafíos de sustentabilidad como el uso de materias primas con bajo impacto ambiental, contribuir a la economía circular y alcanzar metas de carbono-neutralidad, clave para el desarrollo sostenible que impulsa la ONU, considerando estrategias como incorporar agregados reciclados.
Fuente: Bio Bio.
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