Los precursores de la impresión de hormigón 3D, MENSE-KORTE ingenieure+architekten, han demostrado los enormes beneficios que esta tecnología aporta a la construcción.
MENSE-KORTE ingenieure+architekten son unos verdaderos pioneros en el sector de la construcción en Alemania. En 2021 la firma con sede en Beckum construyó la primera casa unifamiliar de Alemania impresa por completo en 3D. Para su impresión se usó hormigón, no plástico. Los dos arquitectos y propietarios, Waldemar Korte y Alexander Hoffmann, están convencidos de que la impresión 3D es una tecnología innovadora que puede cambiar significativamente la industria de la construcción. Ofrecen una visión más profunda del proceso constructivo por adición y sus muchas ventajas para el futuro edificio, así como los singulares retos actuales.
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Hormigón especial de la impresora en pórtico
La impresión 3D de hormigón se basa en el principio de la superposición de perfiles, en los que los materiales constructivos se aplican capa por capa. Aquí el reto está en dos componentes clave: el medio de impresión y la impresora. El hormigón convencional no es compatible como el anterior. Hace falta un hormigón especial para las planchas de impresión que utiliza Beckum, ya que tienen dos cm de grosor y seis cm de ancho. La idea es que se cure rápidamente, pero que también se fusione bien con la capa inferior. Además, tienen que ser bombeable y fácil de extrudir. Por eso, el fabricante de hormigón Heidelberg Cement desarrolló específicamente para este proyecto un mortero proyectado con estas propiedades.
La impresora utilizada es la impresora de pórtico BOD2 de COBOD, comercializada en Alemania por la empresa PERI. El cabezal de impresión se puede mover alrededor de tres ejes por un marco de metal instalado de forma permanente y en cualquier ubicación dentro del espacio tridimensional. La extensión máxima es de 15 metros, mientras que la altura y la longitud pueden variar debido a su diseño modular.
Planificación con el software BIM Allplan
MENSE-KORTE lleva trabajando con Allplan desde la primera vez que se presentó el programa, y la planificación para su primera casa impresa en 3D se llevó a cabo usando un modelo 3D creado con el software BIM de Nemetschek. Una de las características especiales del modelo era que la estructura de muros con múltiples recubrimientos estaba formada por una fachada exterior, cavidad (para el aislante), una hoja central, núcleo hormigonado in situ (de carga) y una hoja interior visible. Como parte del proyecto BIM, la innovadora planificación de las obras MEP también se implementó en el modelo arquitectónico. Aquí los vanos para la instalación MEP se pudieron planificar directamente y gracias al proceso de impresión los adelantos convencionales no fueron necesarios. Sin embargo, sí fue necesario incluir en el modelo ciertos valores para la altura de paso para garantizar que el cabezal de impresión se moviese libremente.
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Conversión a un modelo trazado sobre un eje
Uno de los mayores retos en la impresión 3D de edificios reside en el lenguaje de máquina de la impresora. Por así decirlo la anterior solo tenía en cuenta los recorridos. Por eso con el fin de imprimir realmente el modelo, primero había que convertirlo en lo que se conoce como modelo trazado sobre un eje. Los recorridos generados en este proceso se tenían que comprobar usando un software adicional y en caso de ser necesario, corregirse.
Intervalos de tiempo para la impresión de las capas
Otro de los retos eran los tiempos necesarios para imprimir las capas. Como cada capa tarda en secar unos 15 minutos y no se puede combinar con otra después de ese tiempo, el modelo tenía que estar dividido en tres secciones de impresión. Además, tanto en el software de despiece como en la configuración del grosor de las capas, los tiempos de las capas se establecerán de seis a ocho minutos como prevención, usándose para la velocidad de impresión. Además, los recorridos de impresión generados en sí por la impresora se tienen que adaptar una vez más a la lógica de la estructura.
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Ventajas de la impresión 3D del hormigón
Aunque los retos mencionados implican un montón de trabajo adicional, las ventajas de la impresión 3D del hormigón son mayores que sus desventajas. Como ya hemos mencionado antes, las penetraciones para los servicios MEP se podían planificar y ejecutar de forma muy sencilla, ahorrando materiales y mano de obra. Lo mismo aplica a la instalación de las cajas de registro eléctrico o los patinillos de instalaciones. Se guardarán los costes para estas obras secundarias omitidas.
Además a la impresora le da igual si el muro es recto o curvo. Las curvas o dinteles, proyecciones y otros componentes, igual que las instalaciones fijas —como las chimeneas o elementos de cocina— no suponen un gasto adicional y se pueden producir por el mismo precio, lo que da libertad al diseño.
Un punto especialmente importante es el que tiene que ver con el uso del personal. Por un lado en un trabajo de construcción solo se necesitan de dos a tres personas, lo cual es muy convincente, ya que vivimos en una época en la que hay escasez de trabajadores cualificados. Por otro lado, en comparación a las obras convencionales, el factor humano se ha reducido enormemente, de forma que el final de la jornada laboral después de 40 años en la obra no significa necesariamente el final de la mano de obra.
