Muchos líderes de opinión coinciden categóricamente en que actualmente estamos al borde de una cuarta revolución industrial. La primera revolución industrial nos trajo la producción mecanizada, la segunda, la producción en masa, y la tercera, la producción automatizada. Ahora, nos encontramos en otra coyuntura de la historia.
¿Qué nos deparará la cuarta revolución industrial? Con la velocidad actual de la I+D tecnológica, es difícil imaginar cómo será nuestro futuro dentro de 10, 20 o incluso 50 años. Sin embargo, lo que es seguro es que la aparición de estas nuevas tecnologías cambiará todos los sectores en todas las geografías, incluido uno de los más lentos en digitalizarse, el de la construcción. De hecho, los avances en robótica han propiciado la aparición y adopción de nuevas tecnologías como la impresión 3D, también conocida como fabricación aditiva, en la construcción comercial y residencial.
Uno de los usos más populares de esta tecnología son las casas impresas en 3D. Estas estructuras tienen numerosos beneficios, no sólo para las empresas que las construyen, sino también para la sociedad en general. La impresión 3D en la construcción puede ahorrar a las empresas un 60% en tiempo y un 80% en mano de obra gastada, por lo que las ventajas para los primeros adaptadores son numerosas.
Y quién mejor para profundizar sobre las casas impresas en 3D que Henrik Lund-Nielson, fundador y director general de COBOD International, líder mundial en soluciones de impresión 3D para la construcción y startup en la cartera de inversiones de CEMEX Ventures, e Ibon Iribar, asesor de inversiones e innovación abierta en CEMEX Ventures.
Casas impresas en 3D, todo lo que necesita saber
Para nuestro público que no esté familiarizado, ¿qué es una casa impresa en 3D y cómo se construye?
Ibon: La impresión 3D para la construcción (también conocida como fabricación aditiva) es la tecnología utilizada en el sector de la construcción para construir casas, componentes de edificios o elementos para infraestructuras como puentes. Las casas impresas en 3D ya han revolucionado el sector aportando soluciones habitacionales más baratas, rápidas y sostenibles.
Antes de encender la máquina para imprimir la casa deseada, hay un proceso que hay que seguir cuando se trata de esta técnica de construcción:
- Creación de un prototipo: En una construcción impresa en 3D se necesita un plano inicial del objeto a imprimir. De hecho, hay varios programas de software que se pueden utilizar para explorar e identificar cómo satisfacer las necesidades del cliente.
- Preparación de la impresora 3D: El plano se comparte con un proveedor de impresoras 3D, que se encargará de cargar y procesar el diseño con la máquina. En esta fase de preparación también se identifican y obtienen las materias primas necesarias para imprimir el prototipo.
- Impresión: La máquina comienza a imprimir capa a capa para hacer los cimientos y las paredes principales de la casa. En este proceso, también conocido como extrusión de material, el material se calienta y finalmente se extruye capa a capa.
- Acabados adicionales: Una vez construida la estructura principal de una casa, se necesitan instalaciones adicionales para entregar una solución habitacional completa, como fontanería, instalaciones eléctricas, pintura, ventanas y puertas, entre otras.
Por lo general, la estructura básica de una casa puede construirse en aproximadamente 24 horas utilizando la tecnología de impresión 3D (los cimientos y las paredes estructurales).
¿Está ya disponible esta tecnología? ¿Hay casas impresas en 3D a la venta?
Ibon: En los últimos años, esta metodología de construcción ha pasado rápidamente de su fase de demostración a convertirse en un producto totalmente comercial. Ya hay ejemplos de casas y proyectos impresos en 3D desarrollados en los cinco continentes, no sólo soluciones habitacionales propiamente dichas, sino también puentes y componentes para ferrocarriles, entre otros.
Aunque hay varios proyectos de casas impresas en 3D desarrollados a nivel mundial, todavía hay muy pocas casas a la venta. Esto se debe a muchas razones diferentes, pero en principio, para que una casa impresa en 3D sea habitable, debe cumplir con estándares similares a los de los edificios construidos por metodologías convencionales. Sólo un número selecto de países en el mundo ha establecido las bases de la normativa y los códigos de construcción para este tipo de soluciones impresas en 3D.
¿Cuánto cuesta construir una casa impresa en 3D?
Henrik: El hormigón imprimible en 3D tiene la ventaja de que es muy rentable, pero no se puede dar un precio específico, ya que depende de la ubicación de la impresión, el tamaño del edificio, los requisitos del código de construcción local y muchos otros factores.
La rentabilidad del hormigón imprimible en 3D se debe a la automatización de los procesos, que conlleva unos costes de mano de obra muy inferiores, así como al hecho de que se puede utilizar hormigón real de bajo coste sin ningún coste de encofrado. Nunca antes había sido posible utilizar hormigón de bajo coste sin el coste del encofrado, que tradicionalmente implica costes excesivos. Ahora, con la impresión 3D, este coste se elimina de la mezcla.
La posibilidad de imprimir con hormigón real de bajo coste ha sido desarrollada conjuntamente por COBOD y CEMEX. La solución se llama D.fab, abreviatura de fabricación digital. Con la solución D.fab, el 99% de los materiales (cemento, arena y grava) son de origen local y sólo se necesita el 1% de los aditivos D.fab, que provienen de una fuente central, para hacer que el material sea imprimible. Esta solución tiene un coste entre 5 y 10 veces inferior al de los morteros de mezcla seca, con los que trabajan todas las demás empresas de impresión 3D.
Además del bajo coste, la impresión 3D acelera considerablemente la ejecución de los proyectos de construcción y permite mucha más libertad en cuanto al diseño.
¿Cuáles son las ventajas de las casas impresas en 3D? ¿Cómo solucionan ciertos puntos conflictivos del sector?
Ibon: Dado que la tecnología de impresión 3D puede abarcar casi todas las fases de la cadena de valor de la construcción, puede ofrecer grandes beneficios a todo el sector, revolucionando la forma de construir viviendas. En este sentido, aporta las siguientes ventajas:
- Reducción de tiempos: Con los métodos tradicionales, un proyecto puede tardar muchos meses en completarse, y la mayoría de los grandes proyectos tardan un 20% más de lo previsto y suman hasta un 80% de sobrecostes sobre el presupuesto inicial. Sin embargo, la impresión 3D puede reducir el tiempo en un 70%, ya que un proyecto puede completarse en solo horas o días, dependiendo de su magnitud.
- Rentabilidad y sostenibilidad: la impresión 3D emite una cantidad precisa de material para levantar una estructura, lo que supone hasta un 60% menos de residuos generados en la obra. Asimismo, la impresión 3D hace que no haya excedentes en la compra de materiales, lo que conlleva una reducción de costes tanto en su adquisición como en su posterior almacenamiento.
- Reducción de los costes laborales: Al reducir el tiempo y los costes, las empresas verán aumentar exponencialmente los beneficios de esta tecnología, que además es de gran ayuda en lugares donde hay necesidad de proyectos y escasez de mano de obra. Al automatizar la creación de una estructura a través de las impresoras 3D, las empresas pueden ver una reducción de los costes laborales de hasta el 80%.
- Seguridad: Uno de los beneficios más importantes que la impresión 3D ha aportado a la construcción es en la salud y la seguridad de los empleados en la obra. Al saber cómo trabajar eficazmente con las impresoras, los trabajadores pueden hacer su trabajo más fácilmente y reducir las lesiones en el campo.
- Flexibilidad de diseño: Los cambios de última hora en el diseño ya no serán un problema, ni retrasarán el proceso de construcción. La impresión 3D permite personalizar el trabajo y realizar cambios de última hora hasta el inicio de la impresión de la estructura, eliminando todos los quebraderos de cabeza que suelen conllevar estos cambios.
En su opinión, ¿cuál es el futuro de las casas impresas en 3D?
Henrik: La impresión 3D es una de las tecnologías más prometedoras del mundo. Las casas impresas en 3D pueden combinar diseño, funcionalidad, bajos costes y beneficios medioambientales. La tecnología de impresión en 3D cambia el juego en la construcción por su bajo coste y rapidez de ejecución, al tiempo que da vida a una nueva arquitectura que de otro modo no habría sido posible con los métodos convencionales de ladrillo y mortero. Debido a estas ventajas, la impresión 3D de hormigón en la construcción será la tecnología a la que recurrirán cada vez más proyectos.
¿Cuáles son algunos ejemplos de proyectos de viviendas impresas en 3D?
Henrik: Juntos, CEMEX y COBOD han introducido la familia de aditivos patentada llamada D.fab, que permite convertir las materias primas convencionales del hormigón tradicional en hormigón imprimible en 3D. Esta innovación en materia de aditivos ha reducido el precio de los edificios impresos en 3D de forma significativa en comparación con los métodos convencionales y las demás soluciones de impresión en 3D existentes.
D.fab se ha utilizado en varios proyectos en países como Canadá, Estados Unidos, Japón, Malasia, Omán, Angola, Irlanda y Dinamarca. El primer proyecto con la solución D.fab se llevó a cabo en Luanda (Angola), en un pequeño prototipo de vivienda de unos 1,5 metros cuadrados realizado por la empresa tecnológica Power2Build. La solución D.fab permite a los constructores imprimir casas en cualquier lugar utilizando el hormigón disponible localmente.
Otro proyecto es esta casa en Holstebro, Dinamarca, impresa por el grupo 3DCP. El grupo 3DCP imprimió una casa diminuta de 37 m2, la primera de este tipo en Europa. La casa es una obra maestra en cuanto a la creación de una casa totalmente habitable en tan pocos metros cuadrados como sea posible, y el diseño sólo fue posible gracias a la libertad de formas de la construcción impresa en 3D. Para reducir el coste de las paredes, el tejado y los cimientos se imprimieron en 3D utilizando la solución de hormigón real de bajo coste D.fab.
CEMEX Ventures y la impresión 3D: Convertir el futuro en una realidad hoy
CEMEX Ventures reconoce el potencial que las casas de impresión 3D pueden tener en la industria de la construcción y en la sociedad en general. Por ello, CEMEX Ventures ha invertido en tecnología de impresión 3D y sigue explorando nuevas vías relacionadas con la fabricación aditiva.
¿Tienes una idea que ponga el futuro de la construcción al alcance de nuestra mano hoy mismo? Si es así, ponte en contacto con nosotros y busquemos sinergias juntos.
