La lista de materiales que pueden ser producidos por impresión 3D ha crecido y ya no incluye sólo plásticos, sino también metal, cristal incluso comida. Ahora, el MIT expanden esa lista un poco más con el diseño de un sistema que puede imprimir en 3D la estructura básica de un edificio.
Las estructuras así diseñadas podrían ser más rápidas y baratas que con los métodos tradicionales. Un edificio podría ser totalmente personalizado a las necesidades de un entorno particular y los deseos de su constructor. Incluso la estructura interna podría ser modificada en nuevas formas; podrían incorporarse nuevos materiales al avanzar el proyecto y la densidad de materiales podría variar para dar óptimas combinaciones de fuerza, aislamiento u otras propiedades.
Esta opción facilitaría el diseño y construcción de nuevos tipos de edificios que no serían posibles con los métodos tradicionales.
Descripción del proyecto del MIT
El sistema robótico ha sido descrito en el diario Science Robotics y consiste en un vehículo que porta un brazo robótico que tiene un segundo brazo de precisión al final. Este brazo altamente controlable puede ser utilizado para dirigir una boquilla para echar materiales de aislamiento o una pequeña fresadora.
Este nuevo sistema permite construir objetos de cualquier tamaño. Como ejemplo, los investigadores utilizaron la estructura básica de muros de una casa de 50 pies de diámetro y doce de alto, un proyecto completado en menos de 14 horas de impresión.
Para estos test iniciales, el sistema fabricó el entorno en espuma aislante para terminar una estructura concreta. Este método de construcción, en el que el poliuretano es similar al tradicional usa técnicas tradicionales. Siguiendo con la idea, los investigadores mostraron que el sistema puede adaptarse fácilmente a edificios y equipos existentes y que se adaptará a los códigos de construcción sin necesidad de nuevas evaluaciones.
El sistema está diseñado para ser autosuficiente. Está equipado con una pala que podría ser utilizada para preparar la superficie del edificio o adquirir materiales locales. El sistema puede ser operado por electricidad, incluso paneles solares. La idea es que el sistema puede ser transportado a regiones remotas en el mundo desarrollado o áreas de desastres naturales para facilitar cobijo de forma rápida.
La idea es tener algo en el futuro totalmente autónomo que puedas enviar a la Luna o Marte o la Antártida y construiría allí durante años. Pero mientras, también queríamos mostrar que podríamos construir algo mañana que pudiera ser utilizado al momento. Eso es lo que el equipo hizo con su plataforma inicial.
Impresión 3D: Cambiarlo todo para el futuro
La industria de la construcción todavía está haciendo las cosas de la misma manera que hace años. Los edificios son rectilíneos, de un solo material, unido con hilo y aguja y todo con planes estándares.
En el futuro, los pilares de un edificio podrían ser ubicados en las localizaciones óptimas basadas en análisis por radar y los muros podrían tener una anchura variable dependiendo de su orientación, por ejemplo, más gruesos hacia el norte en climas fríos o curvos en zonas de mucho viento.
La creación de este sistema de impresión 3D que llaman Digital Construction Platform (DCP) fue motivado por la visión del Mediated Matter group de diseñar edificios sin partes. Tal visión incluye, por ejemplo, combinar estructura y piel, y puertas y ventanas, en un proceso de producción simple y adaptando los procesos de producción en marcha, mientras se construye.
Desde la perspectiva arquitectónica, el proyecto reta las tipologías tradicionales de edificios tales como muros, suelos o ventanas, y propone que un único sistema pudiera fabricarlo con el DCP para crear elementos que varíen sus propiedades continuamente.
Para este fin, la boquilla del nuevo sistema puede variar para adaptarse a la densidad del material e incluso mezclar varios en marcha. En la versión utilizada en el test inicial, el dispositivo creó una espuma que sería sustituida después; los acabados interior y exterior podrían aplicarse sobre esa superficie.
El sistema puede crear formas complejas y suspendidas, que el equipo demostró al incluir una cúpula en su prototipo. Cualquier necesidad de electricidad o fontanería puede ser incluida en el molde antes de que el material final se eche, proporcionando una estructura de muros acabada enseguida. También puede incorporar datos sobre el lugar recogidos durante el proceso, utilizando sensores para temperatura, luz y otros parámetros para realizar ajustes en la estructura mientras se construye.
Más barato, más seguro y mejor con impresión 3D
El análisis del equipo muestra que tal método de construcción podría producir una estructura más rápido y barato que los tradicionales y de forma más segura también (la industria de la construcción es una de las más peligrosas y este sistema requiere menos manos para trabajar).
Además, porque las formas y anchuras pueden ser optimizadas para lo que se necesite, más que tener que ajustarse a lo que hay, la cantidad de material necesario es menor.
Aunque la plataforma representa un avance, hacerlo más rápido, mejor y más barato es una cosa, pero la capacidad de diseñar y fabricar estructuras multifuncionales en un edifico supone un cambio desde la edad de las máquinas a la edad de la biología — desde considerar un edificio como una máquina para vivir, a la construcción de un organismo cultivado, fabricado de forma aditiva y posiblemente, aumentado biológicamente.
Por lo tanto, no es sólo un sistema de impresión en 3D, sino una nueva forma de pensar sobre cómo construir que facilita un cambio de modelo en el área de la fabricación digital, pero también para el diseño arquitectónico… El sistema apunta a una visión del futuro de la construcción digital que permita nuevas posibilidades en nuestro planeta y más allá.
David Chandler en MIT News Office el 26 de abril.
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