Innovación en construcción sostenible: ¡la impresión 3D está revolucionando la industria del hormigón!

Innovación en construcción sostenible: ¡la impresión 3D está revolucionando la industria del hormigón!

La industria de la construcción se enfrenta al desafío urgente de reducir significativamente el consumo de recursos y las emisiones de CO2. Una solución prometedora en este contexto es la investigación en el Instituto de Tecnología de Partículas de la Universidad Técnica de Braunschweig y en la Universidad Técnica de Múnich. La atención se centra en el desarrollo de materiales respetuosos con el medio ambiente, con especial atención en la tecnología de impresión 3D "Selective Paste Intrusion" (SPI). Este método innovador tiene como objetivo recuperar partículas recicladas del hormigón reciclado de edificios demolidos, lo que podría conducir a una construcción más sostenible a largo plazo.

La tecnología SPI revoluciona la construcción de hormigón al distribuir los áridos en capas finas y unirlos con pasta de cemento. Un conocimiento profundo de la tecnología de partículas es crucial para mejorar la eficiencia energética y la sostenibilidad en la construcción. El hormigón fresco se compone de agua, cemento y agregados como arena y grava. Sin embargo, reciclar el hormigón es una tarea compleja porque los granos de roca están conectados por la matriz de cemento.

Trituración mecánica y aprovechamiento del hormigón reciclado.

Se utilizan dos métodos de trituración mecánica para preparar el hormigón: primero, impactar una partícula sobre una superficie dura y segundo, tensión de compresión y corte entre dos superficies, siendo preferida esta última. La trituración selectiva permite descomponer el material de forma controlada, dejando intactos los granos de roca. Después de la trituración, las partículas se clasifican y limpian para poder reutilizar los áridos gruesos en la producción de nuevos materiales de construcción. Las partículas finas de cemento, por el contrario, se pueden utilizar como aditivo en la pasta de cemento. Sin embargo, las estrictas normas sobre la reutilización del hormigón reciclado a menudo obstaculizan el uso eficaz de materiales valiosos.

Aquí es donde entra en juego la tecnología SPI, que crea un ciclo sostenible y permite dar una segunda oportunidad a los materiales desechados. Este enfoque podría traer cambios significativos a largo plazo a la industria de la construcción.

SPI y su aplicación en la práctica.

Las empresas Scawo3D y Skeno presentaron la tecnología SPI en la BAU 2025 en Múnich. Su innovador método de impresión de hormigón en 3D utiliza un novedoso cabezal de impresión de inyección de tinta que deposita pasta de cemento dentro de agregados sueltos para realizar estructuras complejas de manera efectiva. La integración de herramientas de diseño asistido por computadora como Spherene para Rhino/Grasshopper permite la creación de geometrías delicadas y un rendimiento estructural optimizado. Durante la feria, el stand sirvió no sólo como demostración, sino también como ejemplo de investigación para las aplicaciones de SPI en estructuras portantes.

El stand, con una superficie de 25 m² y paredes traseras de 3 m de altura, contaba con estructuras Spherene divididas en seis módulos con un peso de entre 150 y 320 kg. Se segmentó una pared central con el logotipo de Scawo3D para un transporte eficiente. Además, se presentó una escalera impresa en 3D en colaboración con Skeno y Timo Harboe, lo que demuestra la capacidad de SPI para producir estructuras complejas que soporten carga. Todo el proceso involucró un gran lecho de partículas (4 x 2,5 x 1,5 metros) y siguió una técnica capa por capa para mayor precisión.

El rápido método de fabricación de la tecnología SPI reduce el tiempo de producción y minimiza el desperdicio de material en comparación con los métodos tradicionales de construcción con hormigón. Para el stand de BAU 2025, los paneles traseros se imprimieron en una única sesión de tan solo seis horas, utilizando un material ligero de arcilla expandida. Los componentes restantes se fabricaron en cuatro horas con agregados de arena que contienen cuarzo. Estos métodos de fabricación avanzados demuestran poderosamente el potencial de SPI y las herramientas de diseño asistido por computadora para redefinir las posibilidades arquitectónicas y promover prácticas de construcción sustentables. La colaboración entre Scawo3D, Skeno y Spherene marca un avance significativo en el campo de la fabricación digital en arquitectura de hormigón.