¿Vivir en una casa impresa?
Hoy en día cada vez es más común escuchar hablar de impresión 3D, uno puede basar este dato en el crecimiento que está teniendo en el mercado (market size). Desde imprimir un vaso ó un llavero de baby yoda, hasta repuestos de un exclusivísimo Mercedes-Benz 300 SL Coupé, comida, ó mismo ¡Imprimir una lujosa casa de 600m²!
Esta tecnología de la que cada vez más se escucha hablar, es innovadora y en mi opinión vino para quedarse e incluso para revolucionar la forma en la que construimos casas, ya que entre muchas ventajas, se economiza y se acelera mucho el proceso.
Primer aparición de la impresión 3D
Es muy común pensar que la impresión 3D es algo que surgió en los últimos años, un invento de esta década. Sin embargo, para sorpresa de muchos, esta técnica se remonta por lo menos al año 1984, cuando Charles Hull “inventa” la estereolitografía. ¿¡Estereolitografía!? Básicamente esta es una técnica que se basa en un principio de la fotopolimerización, aplicado para crear figuras tridimensionales. Para esto se emplea resina en estado liquido, que al contacto con rayos UV, se solidifica. Supongamos entonces que se tiene un tanque lleno de resina liquida con una base movible en forma vertical (que permite agrandar o achicar la capacidad del tanque). Un laser ultravioleta (UV) se empieza a apuntar al fluido, logrando así solidificarlo, a la vez que se lo va moldeando a medida gracias a un sistema de escaneado que permite el apuntado automático y preciso del rayo laser. En su momento esto implicó un gran avance en distintas areas, por ejemplo en las fábricas, donde empezó a haber un prototipado mucho más rápido.
Si bien este proceso no es el más utilizado hoy en día, es considerado el método original para imprimir en tres dimensiones. Por ende, se puede decir que el estadounidense, Charles Hull, fue el padre de la impresión 3D ó fabricación aditiva. Fue recién en el año 1992 que 3D Systems, empresa de Hill, lanza al mercado la primer impresora 3D SLA, enfocada únicamente a prototipado industrial. El crecimiento de este mercado, generó un gran interés en la tecnología, haciendo que cada vez se creen más técnicas para utilizarla, por ejemplo SLS(sinterización selectiva por láser), FFF (fabricación con filamento fundido), entre otras. Y sobre todo, que cada vez se aplique a más industrias.
Impresión 3D en la industria de la construcción
A lo largo de la historia, pudimos ver como hay una tendencia social por automatizar procesos, acelerando y economizando la producción y haciendo que esta dependa cada vez menos de contratar personal. Yo creo que la tecnología de impresión 3D tiene el potencial de hacer lo mismo en muchas areas. Pero además de mi hay varias personalidades del rubro tecnológico que piensan lo mismo. A continuación una frase de Elon Musk:
“Este sistema (impresión 3D) es sólo el principio, y da una idea de lo que está por venir en el mundo de la ingeniería y el diseño… Creo que estamos en el inicio de un gran avance en el ámbito del diseño y la fabricación, ante la capacidad de tomar el concepto directamente de tu mente, convertirlo de forma muy intuitiva en un objeto 3D y hacerlo realidad mediante la impresión 3D… Esto va a revolucionar el diseño y la fabricación en el siglo 21”
Según afirma el CEO de SpaceX, la aeroespacial, no es la única disciplina que se ve revolucionada por la impresión 3D, el afirma que este sistema, va a revolucionar el diseño y la fabricación en el siglo 21. Y un sector que no se queda afuera del alcance de esta tecnología es el de la construcción. A día de hoy ya existen empresas que se dedican a construir casas mediante fabricación aditiva, entre ellas ICON, que se enfoca en construir hogares para comunidades en situación de calle, multimillonarios, los US. Marines, e incluso ¡Para misiones de la NASA!
Las casas del espacio
La construcción de casas con tecnología 3D se está empezando utilizar para misiones espaciales. Se tiene pensado utilizar esta herramienta en en otros planetas, es así que NASA se juntó con ICON y tienen planeado llevar a cabo 2 proyectos, uno para Marte y otro para la Luna.
Mars Dune Alpha: Mediante impresión 3D se ayudó a construir una casa en El Centro Espacial Johnson, donde 4 voluntarios pasaran un año simulando que están en Marte.
Proyecto Olympus: Otro caso de uso de la construcción 3D fuera del planeta y si se quiere, el que deja mas claras las ventajas de usar esta tecnología, es el proyecto Olympus, en el cual se tiene planeado enviar a la luna una impresora 3D y excavadoras. Esta impresora tendría la particularidad de que podría construir utilizando polvo lunar que le sería abastecido por las excavadoras, no dependiendo de materiales terrícolas, logrando completa autonomía en un satélite.
NASA es una de las lideres en lo que refiere a las aeronáuticas y claramente están apostando por basar la construcción fuera del planeta con técnicas de fabricación aditiva ya que esta les aporta automatización, más velocidad en los procesos y economiza las misiones.
La Construcción “Convencional” vs Construcción 3D
Construir una casa no es para nada barato. De hecho, si nos fijamos, construir una casa por ejemplo en California, cuesta alrededor de U$415.000 sin contar el terreno ni la mano de obra. Si a este aproximado, le sumamos solo la administración de la construcción, ya llega a costar un 15% más. Y si a eso se le agrega lo que habría que pagarle a los obreros, termina siendo un proceso mucho más caro del que podría ser utilizando impresoras 3D.
El simple hecho de que mediante impresión 3D se construya casi de forma automática, hace que este proceso se lleve a cabo de forma mas rápida. Según un censo hecho por el gobierno de Estados Unidos en 2019, se tarda en promedio 7 meses en construir una casa de forma tradicional (sin incluir los planos). En cambio, construir una casa mediante fabricación aditiva se tarda entre 1 ó 2 meses. Si lo comparamos, es un claro indicio de que esta tecnología vino para quedarse.
Contaminación
En medio de una crisis climática, la contaminación no es un tópico que pase desapercibido.
El sector de construcción atribuye:
- El 23% de la contaminación atmosférica.
- El 40% de la contaminación del agua potable.
- El 50% de residuos en los vertederos
- Se estima que para la construcción de una casa, se desperdician 4 toneladas de materiales.
Imposible no reaccionar a estas alarmantes cifras…
Más cuando además se estima que aproximadamente el ¡40%! de piedra brutas, grava y arena, se destina a la construir edificaciones, los cuales son recursos no renovables y de los cuales una gran parte termina siendo desaprovechada. Estos datos ya nos están diciendo que hay que hacer un cambio. Pero para los que aún no están convencidos, se estima que el 53% de la contaminación en Reino Unido para el año 2014 se debió a la industria constructora.
Y es aquí donde entra otra gran ventaja e importantísima a nivel social con la que cuenta la impresión 3D sobre métodos tradicionales, esta reduce lo más posible el uso de los materiales, no desperdiciando, ya que utiliza solo lo que es necesario. Construyendo sin empeorar la crisis ecológica a nivel mundial.
¿Cómo funciona?
Para imprimir una casa, lo primero que se hace es enviar un equipo de trabajadores capacitados a instalar la impresora alrededor del perímetro de donde se haría la casa. Luego mediante un panel de control que puede ser una notebook, se carga un CAD con el diseño de la construcción que lo que hace es indicarle a la impresora el modelo que debe seguir y como hacerlo. El siguiente paso ya es casi automático, ya que la impresora solo esta siguiendo los pasos, aplicando el material en capas, con pausas de 10 minutos entre capa y capa, hasta que el proceso este terminado, con aproximadamente 150 capas.
Para cargarle el material a la impresora, esta se conecta a un sistema que mezcla el material con agua, haciendo que este no se seque. Mientras que a la vez este mezclador se conecta a un silo que tiene el material seco esperando a ser mezclado.
Mediante este proceso, ya estaría la estructura de la casa, lo único que faltaría seria instalarle servicios de agua y electricidad y colocar el techo.
Es así que en un corto periodo de tiempo ya se construyó una casa de excelente calidad, de forma económica, con construcción 3D
El futuro del trabajo
Es casi imposible hablar de automatización de procesos sin pensar en como afecta al trabajo. Yo creo que uno de los mayores problemas con los que se va a encontrar la construcción 3D para adentrarse adecuadamente en la industria, seria la enorme cantidad de personas que perderían su trabajo contra esta tecnología. Si bien seguiría habiendo un equipo detrás de las construcciones, este se reduciría muchísimo. Por el otro lado, creo que va a haber una adaptación masiva a otras areas, por ejemplo, al diseño de CADs y a la manipulación de esta maquinaria. Además teniendo en cuenta que se van a poder construir muchas más casas ya que sería mucho más rápido y económico, creo que muchas otras industrias van a prosperar junto con la constructora, como es el caso de la fabricación de muebles, entre muchas otras. Por ende creo que si bien la impresión 3D va a tener mucho impacto sobre el trabajo en las construcciones, va generar mucho trabajo en otros sectores.
Conclusión
En lo personal yo creo que si, que se puede vivir en una casa impresa, que de momento no es tan común, pero hay casos y son bastante positivos. Creo que la construcción 3D vino para quedarse y para revolucionar la industria constructora, además de intervenir en otras industrias como es el caso de la aeroespacial, gracias a su practicidad.
Fuentes (No incluye las que están en el texto):
Mercedes-Benz 3D: https://www.spotlightmetal.com/mercedes-benz-replacement-parts-from-the-3d-printer-a-782815/
Historia Chuck Hill: https://www.impresoras3d.com/breve-historia-de-la-impresion-3d/
SLA: https://www.3dnatives.com/es/impresion-3d-por-estereolitografia-les-explicamos-todo/#!
Historia Impresión 3D (Ingles): https://www.3dsourced.com/guides/history-of-3d-printing/
Cita Elon Musk: http://www.print3dworld.es/2013/09/elon-musk-habla-en-un-video-sobre-spacex-diseno-gestual-e-impresion-3d.html
Estereolitografía explicación (Video): https://www.youtube.com/watch?v=3KQJ6DUxI4g
Métodos de impresión 3D más utilizados (Ingles): https://www.protolabs.com/resources/blog/types-of-3d-printing/
Contaminación: https://archdesk.com/es/blog/como-afecta-la-construccion-al-medio-ambiente/
Contaminación (material desperdiciado): https://www.iconbuild.com/about-3d-printed-homes
Precios de construcción FORBES (inglés): https://www.forbes.com/home-improvement/contractor/cost-to-build-a-house/
