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Proyecto de Investigación

El futuro de la construcción: elementos constructivos de edificios personalizados con impresoras 3D

La compañía de software para arquitectura, ingeniería y construcción CYPE participa en un proyecto de investigación nacional financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad y el Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI) que tiene la finalidad de introducir la tecnología de impresión 3D en el sector de la construcción y la rehabilitación. En concreto, este proyecto supera la tecnología de impresión 3D que es utilizada hoy en día en la construcción al permitir la impresión directa de elementos constructivos específicos de una obra, no limitándose a la ejecución de proyectos “multicapa” y “bajo catálogo” basados en diseños predeterminados como ocurre en la actualidad.

Al respecto, el director de Desarrollo Corporativo de CYPE, Benjamín González, explica que este proyecto de investigación nacional “contempla el desarrollo de nuevos sistemas robóticos para imprimir elementos constructivos a escala real o rehabilitar fachadas mediante impresión directa sobre elementos verticales, sin apenas molestias para los usuarios del edificio”. 

En definitiva, la idea es que el arquitecto tenga la libertad para “imprimir el elemento constructivo que quiera y que necesite para una actuación concreta”, lo que supone un reto sin precedentes, ya que en la actualidad “la impresión 3D en el sector tan sólo es capaz de ejecutar viviendas con un diseño predeterminado y estanco, como si fuera un molde”.

El proyecto “3DCONS: Nuevos Procesos de Construcción Mediante Impresión 3D”, como así se denomina, está enmarcado en el Programa Estratégico CIEN y cuenta con una financiación de más de 8 millones de euros con fondos FEDER. Para su ejecución se ha formado un consorcio liderado por la empresa VIAS Y CONSTRUCCIONES (Grupo ACS) y compuesto por LAFARGE, SAINT-GOBAIN PLACO IBÉRICA, GEOCISA, PROINGESA y ATANGA, además de CYPE. Estas compañías, líderes en sus respectivos sectores, cuentan también con la colaboración de la Fundación CIM-UPC, el Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja (CSIC), la Universidad de Burgos, el Centro Tecnológico CARTIF y la Universidad Politécnica de Madrid.

Además de la impresión de los elementos constructivos específicos y de la actuación directa en fachadas verticales, este proyecto también va a investigar la creación de nuevos materiales de construcción basados en cemento, hormigón, yeso, cal y materiales mixtos que puedan ser utilizados en la tecnología de impresión 3D. La otra área estratégica del proyecto “3D CONS” es el desarrollo de nuevos sistemas de diseño y construcción que superen los paradigmas actuales de escaneado 3D, termografía, BIM y herramientas de simulación, entre otros.

Para Benjamín González, la caída de precios de las tecnologías “hace prever que en menos de una década el uso de la impresión 3D en muchas áreas de las actividades económicas será algo común, por lo que es obligada cuanto antes la entrada del sector de la construcción”. 

Con esta iniciativa española, la tecnología de impresión 3D posibilitará la fabricación de formas geométricas hasta ahora impensables a nivel práctico, lo que abre la libertad creativa a los arquitectos al prescindir de moldes o sistemas de encofrado.

Desde un punto de vista estratégico, este proyecto va a situar a España en la vanguardia en el ámbito internacional tanto en el sector de la construcción, donde España ya cuenta con una posición destacada, como en otros sectores tecnológicos de alto valor añadido. De hecho, la ejecución de “3D CONS” permitirá en el futuro reducir los riesgos laborales, así como los plazos de ejecución y los costes

Además, el desarrollo de nuevas metodologías, sistemas y materiales para la construcción ayudará a la generación de ciudades más eficientes (Smart Cities) y permitirá la traslación de estas novedades tecnológicas a otros sectores. ”Con todo, España podrá mantener la capacidad de competir a nivel internacional e impulsar la industria nacional de impresión 3D que es considerada por muchos como la nueva revolución industrial”, destaca el director de Desarrollo Corporativo de CYPE.

CYPE, un papel estratégico en 3D CONS

El proyecto 3D CONS, que contempla un plazo de ejecución de tres años, está divido en cinco fases-actividades. Por orden de ejecución, la primera actividad será el diseño conceptual del proyecto, a la que seguirá la actividad de materiales, la de automatrización y la de herramientas de diseños y sistemas TIC’s. Por último, la actividad cinco consistirá en la integración y demostración de conceptos.

La empresa de software para arquitectura, ingeniería y construcción CYPE, con su experiencia en sistemas de diseño y herramientas TIC, será la compañía líder de la actividad 4 “Herramientas de diseños y sistemas TIC’s”. No obstante, el desarrollo de software para este proyecto juega un papel tan estratégico que CYPE trabajará directamente en cuatro de las cinco actividades, siendo la actividad correspondiente al desarrollo de materiales la única que contará con la intervención directa de CYPE.

En este sentido, la actividad que lidera CYPE pretende desarrollar toda una nueva tecnología de caracterización constructiva y energética de la fachada susceptible de ser realizada de manera rápida y económica, para realizar una posterior evaluación. Se utilizará tecnología de medición láser 3D geométrica y un análisis parametrizado del comportamiento energético y acústico de la fachada. 

Asimismo, esta fase permitirá la integración de los dispositivos adecuados, de forma sencilla, con el fin de obtener una evaluación del edificio de bajo coste y aplicable a diferentes tipologías edificatorias. Para ello se extraerán dos tipos de datos. Por un lado, datos constructivos (análisis estructural del soporte y análisis de la envolvente térmica y acústica) simplificados para calcular el rendimiento energético, el comportamiento acústico. Por otro lado, tendrá en cuenta medidas geométricas precisas que faciliten el diseño de la nueva fachada del edificio y su tratamiento industrializado. 

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