Latam
24 /01 / 2022
Hábitat para la Humanidad: construcción acelerada mediante la impresión 3D de viviendas asequibles
Hábitat para la Humanidad prueba suerte con la impresión en 3D de vivienda asequible para construir con más rapidez y eficiencia.
Por Redshift, de Autodesk.
Candelaria Design Associates colaboró con Peri USA para adaptar los planos de la vivienda de Hábitat para la Humanidad y trabajar con técnicas de impresión 3D. Gentileza de Candelaria Design Associates.
- Hábitat para la Humanidad ha completado en Tempe, Arizona, su primer prototipo de vivienda impresa en 3D.
- La tecnología permite construir con más rapidez mientras se reducen los residuos y los costos de mano de obra.
- La innovadora tecnología de este proyecto podría interesar a voluntarios e inversores.
A pesar de una ola de calor inaudita en Tempe, Arizona, con varios días seguidos a casi 45 °C, la impresora de construcción en 3D de Hábitat para la Humanidad no baja el ritmo y sigue añadiendo tongadas de mortero para levantar la primera vivienda impresa en 3D de esta organización sin ánimo de lucro: una vivienda unifamiliar de tres dormitorios con unas dimensiones de 11,2 × 21,3 × 7,6 metros y una superficie útil total de 160 metros cuadrados.
Este proyecto ayudará a comprobar la viabilidad de las viviendas asequibles impresas en 3D. “Esperamos aprender mucho con esta iniciativa ―afirma Jason Barlow, presidente y director ejecutivo de la demarcación de Arizona Central de Hábitat para la Humanidad―. Quizá en el futuro sea algo habitual: poner en marcha la impresora e imprimir tu propia vivienda”.
La ola de calor conllevaba unas condiciones nefastas para cualquier tipo de construcción y supuso algunos retos añadidos para la impresora de construcción en 3D COBOD BOD2. Como explica Samuel Hager, fue preciso ajustar la mezcla de mortero y la velocidad de impresión a las condiciones meteorológicas. Hager es ingeniero de puesta en obra y director de proyecto en Peri USA, la experimentada empresa proveedora tanto de la impresora BOD2 como del material y los archivos de impresión. Si el equipo hubiera ido muy rápido o si la mezcla hubiera tenido demasiada agua, el muro se habría venido abajo. Si hubieran ido muy lentos, las tongadas no se habrían adherido bien unas a otras. Por otra parte, las temperaturas bajo cero hubieran dificultado el bombeo de la mezcla.
Imagen de la impresora de construcción COBOD BOD2 imprimiendo un edificio de viviendas de tres plantas. Gentileza de Peri/3D Construction Inc.
Muros impresos en 3D de Peri USA, quien aportó la impresora, el material, los archivos y su experiencia para que Hábitat para la Humanidad imprimiera en 3D su primera vivienda. Gentileza de Peri/3D Construction Inc.
Muros impresos en 3D de Peri USA, quien aportó la impresora, el material, los archivos y su experiencia para que Hábitat para la Humanidad imprimiera en 3D su primera vivienda. Gentileza de Peri/3D Construction Inc.
A pesar de las dificultades, la impresión se finalizó a mediados de junio de 2021. Los voluntarios de Hábitat y los futuros propietarios comenzaron entonces a construir una cubierta convencional, instalar el pavimento, las puertas y los armarios y, por último, pintar. Aunque es posible regularizar tanto los muros interiores como exteriores conforme se van imprimiendo, en este caso mantendrán su aspecto ondulado original.
La vivienda asequible también innova
“En Hábitat procuramos una vivienda digna y asequible a aquellos que la necesitan ―expone Barlow―. Viendo cómo está evolucionando el mercado en esta zona, estamos siempre buscando nuevas fórmulas para construir las viviendas cada vez mejor”.
Barlow ha llegado a plantearse construir con bloques de tierra comprimida, polímeros de botellas recicladas o bloques de cáñamo. Hace unos 19 meses, Clarence McAllister, un directivo de 3D Construction, contactó con Barlow para proponerle construir con el sistema aditivo de Peri.
Hábitat ya contaba con un emplazamiento y un proyecto con licencia municipal para construir una vivienda convencional, así que pidió a Candelaria Design Associates que modificara los planos para construirla mediante impresión en 3D. En Candelaria están especializados en viviendas personalizadas, pero su director, Mark Candelaria, forma parte de la junta directiva de Hábitat y ofreció el saber hacer de su empresa.
Una vivienda convencional muy poco convencional
Tanto los materiales como el asesoramiento profesional, el uso de la BOD2 y el solar se obtuvieron gratuitamente para que este proyecto de Hábitat sirviera de prototipo y aprendizaje para todos.
En colaboración con Peri, Candelaria volcó los archivos existentes de AutoCAD en Fusion 360, ambos de Autodesk, para eliminar los datos de BIM (modelado de información de la construcción) y obtener un archivo con el que dirigir el recorrido de la impresora conforme iba dando forma a los muros, cuyo acabado se controló gracias a sistemas de Peri. Como advierte Damon Wake, director de equipo de Candelaria y coordinador del proyecto, se trataba de una labor crítica: “Una vez que lo imprimes, ahí se queda”.
Otro inconveniente fueron las normativas de construcción para impresión 3D: el Código Internacional de la Construcción (IBC) todavía no contempla este tipo de obras. “Fue complicado proyectar un edificio que cumpliera la normativa ―recuerda Wake―. Tuvimos muchas reuniones por Zoom con los técnicos municipales de Tempe”.
La impresora, por ejemplo, produce dos muros paralelos de cinco centímetros de espesor con un espacio intermedio, pero no está permitido que un muro de estas dimensiones soporte la cubierta, de modo que Candelaria tuvo que reforzarlo con unas pilastras de hormigón que sirvieran de apoyo a las vigas de madera laminada. El ingeniero industrial también exigió unos refuerzos en las uniones frente a esfuerzos horizontales.
Tras esta experiencia. Wake opina que sería más rápido y económico utilizar un sistema de montantes y cartón-yeso en los tabiques interiores no portantes. También señala que la superficie irregular de los muros interiores complica la instalación de los armarios: “No basta con que la impresora vaya rápido; tiene que reducir los tiempos de todos los gremios. Para que el sector de la construcción pueda beneficiarse de esta tecnología, aún hay que ajustar sus puntos fuertes y débiles”.
Renderizado del interior de la primera vivienda impresa en 3D para Hábitat para la Humanidad. Gentileza de Candelaria Design Associates.
Otro renderizado del interior de la primera vivienda impresa en 3D para Hábitat para la Humanidad. Gentileza de Candelaria Design Associates.
Análisis de costos y beneficios: balance de las viviendas impresas en 3D
Los partidarios de la construcción impresa en 3D afirman que con esta tecnología se puede construir más rápido y reducir los residuos y los costos de mano de obra. Por otra parte, el hormigón mejora la eficiencia energética del edificio y su comportamiento frente a terremotos y meteorologías extremas. La vertiginosa escalada de los precios de la madera y la escasez de mano de obra también favorecen este tipo de tecnologías.
Según la CNN, SQ4D afirma que la vivienda vendida hace poco en Riverhead, Nueva York, tuvo un costo un 50 % inferior y un plazo de construcción 10 veces menor que una vivienda convencional. La empresa Mighty Buildings vende viviendas preimpresas y modulares con paneles impresos cuya elaboración, según anuncian, elimina el 95 % de los residuos de construcción. Junto con Mighty, Palari Group, está desarrollando una promoción de 15 viviendas en Rancho Mirage, California, donde estima que el tiempo de construcción se reducirá a la mitad.
Por su parte, New Story, un constructor de vivienda social para comunidades sin recursos, llevó a cabo en 2019 un proyecto piloto en Austin, Texas, y calculó que con esta tecnología se podrían ahorrar unos 2200 euros (2500 dólares) por vivienda.
Con 160 metros cuadrados, la vivienda impresa en 3D de Hábitat para la Humanidad reduce drásticamente la necesidad de mano de obra y los residuos durante la construcción. Gentileza de Candelaria Design Associates.
Vivienda asequible impresa en 3D: ¿tiene futuro?
Hábitat no tendrá su balance definitivo hasta finalizar la obra, pero incluso entonces será difícil compararlo con una construcción tradicional, ya que los métodos empleados son muy novedosos.
“Hoy en día, todos los proyectos son prototipos ―nos cuenta McAllister, de 3D Construction―. Todavía tenemos que ver si son competitivos o no”.
Desde Peri, Hager confía en que el proyecto de Hábitat será competitivo para su construcción in situ, y que los futuros proyectos serán aún más económicos: “Tenemos mucho margen para reducir costos, y ya hemos comprobado que podemos construir más rápido con menos personas. En las condiciones adecuadas tardaríamos un día en llevar la impresora e instalarla. Creemos que en un par de semanas estaríamos recogiendo todo y volviéndonos a casa”.
Para construir una vivienda de Hábitat suelen hacer falta unos 25 o 30 voluntarios y varias semanas, pero Hager incide en que con la BOD2 solo se necesitan dos personas; una ajustando la velocidad de impresión en el ordenador y otra controlando la calidad del material en la bomba, de modo que en lugar de desplazar a 25 personas para una sola vivienda, según Hager, “basta con llevar a dos personas, una bomba y una impresora para hacer todo el trabajo en el mismo tiempo, o menos”.
Barlow, de Hábitat, va un paso más allá: “Si pudiéramos reducir bastante los costos y tiempos de obra, estaríamos hablando de una auténtica revolución en el sector de la vivienda asequible (y de todo tipo de vivienda). Donde mejor saldrían las cuentas es en promociones donde pudiéramos imprimir de una sola vez unas cinco viviendas adosadas de dos plantas”.
Wake añade que el proyecto ha generado mucha expectación por parte de todo el mundo, ya que se trata de algo muy novedoso: “Desde la perspectiva del proyectista, queda mucho por recorrer para hacerlo más efectivo […] y para asegurarnos de que es una buena alternativa. Debemos tener claro que no nos metemos en esto simplemente porque es algo nuevo, sino que realmente conseguimos algo que no es posible con otras técnicas de construcción”.
El proyecto cuenta con un último aliciente: Hábitat busca sin descanso nuevos patrocinadores y voluntarios, y Barlow confía en que esta iniciativa despierte el interés de profesionales del sector tecnológico.
“Es un laboratorio fantástico ―concluye―. Y nos abre la puerta a un futuro muy interesante”.
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Susan Kuchinskas es periodista y escritora, y redacta artículos sobre ciencia, tecnología y empresa para diversas publicaciones.