Arquitectura Impresa

Radiolaria, la primera estructura/escultura impresa en 3D.

La arquitectura impresa ya es un hecho y parece que se va afianzando como una de las técnicas constructivas del futuro. Según los expertos, la impresión 3D permite ahorrar entre un 30% y un 60% en materiales, reducir los tiempos de producción entre un 50% y un 70% y reducir los costes hasta en un 80%.

En este preciso momento, en Toronto, se está dando un evento que puede ser referencia para este nuevo sector, la “3DXL Exhibition”. No hemos podido ir, pero algunos de los ejemplos de los que vamos a hablar están allí expuestos.

Aunque parezca algo muy actual. Ya en el año 2009 se creó la primera estructura impresa en 3D, desarrollada por Enrico Dini junto con el arquitecto Andrea Morgante. Esta fue producida por una gran impresora 3D, llamada D-Shape, que utiliza como material una mezcla de arena y químicos, un invento del propio Enrico Dini.

A continuación recopilamos algunos de los proyectos que se han iniciado en los últimos años, y hasta la actualidad, relacionados con la arquitectura y la impresión 3D:

Landscape House

Proyecto Landscape House.

En enero de 2013, el estudio de arquitectura alemán Universe Architecture, planteó la construcción de la Landscape House utilizando la citada impresora de Dini, D-Shape. Generarían secciones huecas de 6x9 metros que después se unen para construir el pabellón. El hueco interior de estas piezas se rellenaría con hormigón reforzado con fibra para conseguir la resistencia necesaria.

3D Printed House 1.0

Proyecto de vivienda que incorpora espacios impresos en 3D.

También en 2013, el estudio Emerging Objects (California EEUU), desarrolló el proyecto 3D Printed House 1.0 para una vivienda en Pekín. En este caso se sirvieron de una serie de impresoras de pequeña escala para imprimir un conjunto de piezas que, unidas, dan lugar a una cáscara curva, fluida y translucida. El material utilizado es un cemento polímero, reforzado con fibras, ligero y resistente, desarrollado por Emerging Objects.

Las piezas y elementos desarrollados en el proyecto se basan en uno anterior llevado a cabo por el mismo estudio, Saltygloo. En este caso las piezas se fabricaron a partir de un polímero a base de sal natural, procedente del área de la Bahía de San Francisco, y se utilizaron para generar una serie de pabellones curvos, porosos y traslúcidos.

Proyecto Saltygloo.

3D Print Canal House

Imagen del proyecto 3D Print Canal House.

Otro estudio de arquitectura, esta vez situado en Ámsterdam (Dus Architects), empezó en 2014 el proyecto de construcción (o impresión) de una casa típica de los canales de Ámsterdam. El proyecto se llama 3D Print Canal House y se encuentra ahora mismo en ejecución. Para ello están utilizando una impresora desarrollada por el propio estudio, a la que han llamado KamerMaker (que significa algo así como “constructor de habitaciones”). Esta impresora 3D fue acoplada en el interior de un contenedor de barco, adaptado y colocado en vertical, y puede producir piezas de 2 x 2 x 3,5 metros.

La impresión de los distintos elementos del proyecto se ha dividido en habitaciones y se realiza de forma abierta al público en una zona del norte de Ámsterdam. Para unir las piezas han desarrollado un sistema tipo click, haciendo que sea fácil unir piezas pero muy difícil separarlas. Algunos los huecos interiores de las mismas se rellenan con un hormigón ecológico, generando el sistema estructural y dando estabilidad al conjunto.

Los materiales utilizados en la impresión van desde plásticos ecológicos, pasando por el bambú y hasta la fécula de la patata. Se prevé que el proyecto esté terminado en 2017.

Wikihouse

Imagen del proceso Wikihouse.

El proyecto wikihouse va un poco más allá. Su objetivo es crear una gran red de diseños que se comparten online y se construyen o imprimen localmente. Los diseños que se comparten pueden editarse, modificarse o simplemente reutilizarse y tienen la particularidad de que sirven para crear casas imprimibles y de fácil construcción. Se diseñan las piezas, se numeran y se imprimen o recortan (también se puede usar contrachapado de madera para su fabricación).

El sistema de construcción consiste en una serie de marcos estructurales que se unen y ensamblan generando los espacios. Wikihouse aún está en fase de desarrollo pero ya se construyó un prototipo en Londres en el verano de 2014.

LAB3D

Sistema de fachada desarrollado por LAB3D.

La empresa LAB3D, situada en Rotterdam, ha diseñado recientemente una fachada ligera, ecoeficiente e imprimible. Gracias un sistema de impresión 3D de alta resolución, han conseguido desarrollar unas piezas de fachada que incorporan (en la propia impresión) aislamiento térmico y permiten integrar fácilmente todo tipo de canalizaciones, instalaciones y cerramientos. Las piezas consisten en una fina cáscara de 4mm de espesor cuyo interior se encuentra relleno por una estructura de panel de abeja. Esta estructura de panel de abeja aporta resistencia a la fachada y actúa como aislante térmico, con un comportamiento superior al de soluciones tradicionales.

También disponen de diferentes sistemas innovadores que permiten el ensamblaje sólido y seguro entre piezas impresas en 3D.

CONTOUR CRAFTING

Así podría ser la construcción de una vivienda impresa en el futuro.

Dr. Behrokh Khoshnevis de la “University of Southern California” ha desarrollado un Sistema de impresión que ha denominado “contour crafting”. Su ventaja es que es bastante más rápido que el resto de sistemas y permite la impresión de piezas de grandes dimensiones.

Sistema de contour crafting.

El mecanismo de impresión consiste en un brazo robotizado que incorpora una boquilla para “imprimir” utilizando materiales cerámicos, cementos e incluso materiales piezoeléctricos. Los volúmenes se van generando mediante la acumulación de capas de este material. Aseguran que mediante este sistema de impresión pueden construir una casa de 232 m2 en un solo día.

La impresión 3D se podría usar para construir colonias en la Luna u otros planetas.

En la actualidad, Contour Crafting está colaborando con la NASA en el desarrollo de un sistema de construcción mediante impresión 3D que permita la construcción de infraestructuras y futuras colonias en otros planetas y en la Luna.

WINSUN

Edificio de cinco plantas construido mediante impresión 3D.

Se trata de una empresa china que ya ha ejecutado edificaciones mediante un sistema de impresión 3D. La empresa Winsun ha construido recientemente varios edificios mediante esta tecnología y los resultados son muy interesantes. En marzo de 2014, se pusieron a la venta en Shangai tres viviendas, de 200 m2 cada una, que habían sido construidas mediante impresión 3D (por la empresa Winsun), su coste era de unos 4300€.

En enero de 2015, anunciaron que habían construido un edificio residencial de 1100 m2 y 5 plantas mediante impresión 3D, incluidos los relieves y acabados exteriores e interiores.

La impresora que utilizan tiene 6,6 metros de alto por 10 metros de ancho y 150 metros de largo, actualmente la más grande del mundo. El sistema de impresión que utiliza es similar al “contour crafting”. Uno de sus próximos proyectos será establecer 12 fábricas en el desierto para investigar la utilización de la arena del desierto en la impresión 3D.

MX3D

Este sistema es más flexible que los anteriores.

El proyecto de MX3D, una empresa de I+D+i con base en Ámsterdam, es imprimir un puente metálico mediante un brazo robótico multieje en el que se ha implementado un sistema de impresión 3D. Ya han fabricado un prototipo a una escala menor, pero su idea es construir un puente a escala real (la impresión se iniciará en septiembre de 2015).

Entre las ventajas de su sistema de impresión están: una mayor libertad en las formas impresas, utilización de materiales resistentes de por sí (metal, resinas, etc.) y que el sistema no depende de una caja o espacio en el que se imprime, esto elimina algunas limitaciones de otros sistemas (como el tamaño máximo de la pieza imprimible o su resistencia).

Así podría imprimirse en un futuro un puente sobre un canal de Ámsterdam.

MINIBUILDERS

Minibuilder imprimiendo una estructura.

Se trata un proyecto de investigación que esta siendo llevado a cabo en España por el Instituto de Arquitectura Avanzada de Cataluña (IAAC). Están desarrollando un sistema de impresión robotizado de pequeña escala. Los "minibuilders" son capaces de "trepar" por las estructuras que ellos mismos imprimen ofreciendo así una mayor libertad al sistema de impresión.

El sistema cuenta con 3 tipos de robot, a cada uno se le asigna una tarea. El primero se encarga de "cimentar" (Base Robot),  el segundo de "construir" (Grip Robot) y el tercero de "rematar" (Vacuum Robot) . Son controlados por ordenador y están conectados a una estación central que les suministra material, energía y los datos de construcción.

Dubai 3D-printed office building

Imagen del conjunto.

En junio de este mismo año, Dubai, en colaboración con la empresa china Winsun, ha anunciado que pretende ser la primera ciudad en contar con una oficina impresa en 3D y completamente funcional. El proceso consistirá en la impresión del edificio capa tras capa, incluso la estructura. Una vez impresas, las distintas capas se van ensamblando y generando el volumen.

El espacio contendrá alojamientos temporales e instalaciones para los trabajadores del “Museo del Futuro”. Aparte del edificio, todos los detalles decorativos y el mobiliario se desarrollarán mediante impresión 3D.

Aún no se conoce la fecha de inicio de los trabajos de impresión y construcción pero está previsto que el proceso, una vez iniciado, se complete en semanas.