Imprimiendo un pilar de 2 metros en 30 minutos: ¿Qué sigue para la Impresión 3D?

Imprimiendo un pilar de 2 metros en 30 minutos: ¿Qué sigue para la Impresión 3D?

No hay duda de que la impresión 3D llegó para quedarse. Sin embargo, sigue siendo una tecnología en desarrollo que plantea ciertas preguntas: ¿Es realmente eficaz para la construcción masiva y a gran escala? ¿Qué tan sostenible es? ¿Pasará de ser una opción a convertirse en norma dentro de la industria de la construcción? Para ayudarnos a despejar estas y otras dudas, conversamos con Alain Guillen, director y cofundador de XtreeE, una plataforma que permite a los arquitectos hacer realidad sus diseños a través de la impresión 3D a gran escala, generando formas rápidas y precisas sin desperdicio de material. Revisa, a continuación, cómo él y su equipo ven el futuro de la robótica en la arquitectura y por qué los arquitectos deberían prepararse para abrazar esta nueva tecnología, orientándose hacia un futuro más eficiente pero igualmente creativo.

José Tomás Franco (ArchDaily): ¿De dónde surge su interés por desarrollar la impresión 3D a gran escala para la construcción?

Alain Guillen: XtreeE nació a partir de tres proyectos de graduación en el departamento de Digital Knowledge de la Escuela de Arquitectura de Paris-Malaquais. Estos trabajos se llevaron a cabo en un proyecto universitario llamado Democrite en el Conservatoire National des Arts et Métiers de Paris (CNAM), en colaboración con Arts et Métiers ParisTech (ENSAM), INRIA (Institut national de recherche en informatique et en automatique), Sophia Antipolis y ENSCI-Les Ateliers.

Al final de este proyecto universitario, el equipo decidió intentar y continuar esta aventura con la creación de XtreeE. Nuestra principal motivación fue desarrollar tecnologías de vanguardia y crear un nuevo mercado de productos innovadores para la arquitectura, el diseño y la ingeniería civil, abordando los nuevos desafíos de hoy: productividad, sustentabilidad y mejor calidad del ambiente laboral.

Viliaprint. Image Courtesy of XtreeE
Viliaprint. Image Courtesy of XtreeE

JTF: ¿Cómo funciona el proceso de fabricación de piezas estructurales y qué las diferencia de los elementos no estructurales?

AG: Nuestros procesos se basan en la impresión 3D a gran escala a través de diferentes tipos de materiales, utilizando una tecnología patentada llamada "extrusión de dos componentes". Para los elementos no estructurales, la fabricación es una fase de impresión simple, seguida eventualmente por trabajos secundarios para pulir el producto final. En cuanto a las piezas estructurales, tenemos varias estrategias.

La primera familia de planteamientos consiste en imprimir un encofrado, cuya función estructural se limita a resistir el vaciado de un material estructural en su interior. Este fue nuestro enfoque para el pilar fabricado en Aix-en-Provence en 2015. El encofrado está destinado principalmente a permanecer en su lugar y se puede asociar con varias funciones, como el revestimiento. En este contexto de material estructural moldeado, también podemos incluir estrategias de postesado. Este enfoque se utilizó para el pilar de telecomunicaciones Art&Fact y actualmente se está explorando en varios otros proyectos.

Krypton, un pilar en Aix-en-Provence, Francia. Image © Lisa Ricciotti / XtreeE
Krypton, un pilar en Aix-en-Provence, Francia. Image © Lisa Ricciotti / XtreeE
Innovación Art&Fact. Image Cortesía de XtreeE
Innovación Art&Fact. Image Cortesía de XtreeE

El segundo conjunto de estrategias para piezas estructurales se basa directamente en las propiedades del material impreso. Por ejemplo, hemos desarrollado varios métodos de refuerzo para mejorar el comportamiento de tracción de nuestros hormigones. Estas exploraciones ya están saliendo del laboratorio y están siendo probadas en proyectos industriales.

Hoy en día, utilizamos cada vez más nuestros materiales impresos de forma estructural. Los principales obstáculos para esto son las regulaciones de construcción, que nos obligan a realizar grandes campañas para demostrar que nuestros productos impresos son capaces de soportar las cargas para las que fueron diseñados. Por supuesto, esto es muy importante y cada paso que damos en esa dirección nos permite subir la vara para proyectos futuros. Trabajamos de la mano con clientes, académicos y autoridades reguladoras para desarrollar un conocimiento global de dichas técnicas de fabricación.

Cortesía de XtreeE
Cortesía de XtreeE

JTF: ¿Por qué los arquitectos deberían comenzar a considerar estos sistemas en lugar de los ya existentes? ¿Podríamos decir que la impresión 3D es sostenible?

AG: Nuestro objetivo no es reemplazar las técnicas de construcción que funcionan tal y como son, sin embargo, una gran parte de la industria de la construcción actualmente carece de eficiencia en lo que respecta al rendimiento y la fabricación de cada producto.

La robótica ofrece un potencial para crear geometrías complejas a bajo costo que puede beneficiar a los arquitectos de muchas maneras: la libertad creativa, por supuesto, pero también la posibilidad de agregar funcionalidad a los objetos construidos de una manera más eficiente, sin oponerse a las preocupaciones estéticas o arquitectónicas.

Aunque la impresión 3D parece ser un método de “alta tecnología”, nuestra principal preocupación es el medio ambiente. Al reducir los desechos de la construcción asociados con los encofrados tradicionales, mejorar la calidad de los productos construidos y facilitar en gran medida las operaciones en terreno, la impresión 3D aporta sostenibilidad directa e indirecta a este sector que tanto impacta en el medio ambiente. Trabajamos para crear materiales innovadores con bajo contenido de carbono y objetos construidos optimizados al incluir criterios de análisis del ciclo de vida en nuestros diseños.

Regulador de aguas pluviales en Lille, Francia. Image Cortesía de XtreeE
Regulador de aguas pluviales en Lille, Francia. Image Cortesía de XtreeE
Regulador de aguas pluviales en Lille, Francia. Image Cortesía de XtreeE
Regulador de aguas pluviales en Lille, Francia. Image Cortesía de XtreeE

JTF: En relación a la logística de la construcción en terreno, ¿en qué se diferencia la construcción tradicional de la construcción impresa en 3D?

AG: XtreeE se orienta principalmente a la prefabricación robótica fuera del sitio. Y aunque sí estamos considerando la impresión "directa" en el futuro, no creemos que sea muy relevante por el momento. Sin embargo, lo que podemos hacer es llevar una celda de impresión al lugar para reducir el costo de transporte, pero los elementos impresos se ubican en su lugar después de su impresión. El principal beneficio de este enfoque es mejorar el control de calidad y aliviar las demoras en terreno. En una palabra, estamos trayendo las ventajas de la automatización, que otras industrias adoptaron hace décadas, al sector de la construcción.

La libertad geométrica y la precisión que ofrece la impresión 3D permiten agregar tanta funcionalidad a un elemento como sea posible, incluidas características orientadas a la logística, como guías dimensionales o segundas obras agregadas previamente. El propósito es reducir tanto como sea posible el número de operaciones in situ y sus riesgos asociados.

JTF: ¿Qué nuevas herramientas o conocimientos deberían aprender los arquitectos para familiarizarse con la impresión 3D como sistema constructivo, desde el inicio de la etapa de diseño?

AG: Diseño principalmente paramétrico, en cualquier plataforma. La idea es integrar tantas funciones como sea posible en una etapa muy temprana para mejorar la eficiencia en cada paso del proyecto.

El cambio de paradigma consiste en pasar de un enfoque de diseño 'lineal', donde el análisis físico y las cuestiones logísticas llegan un poco tarde, a un enfoque más circular o simultáneo, donde cada actor del proyecto puede discutir con el otro en torno al modelo digital. La impresión 3D permite una gran libertad geométrica, por lo que hay mucho que inventar para construir mejor.

JTF: ¿Cuál es la diferencia de la impresión 3D con yeso, arcillas y geopolímeros? ¿Es posible mezclarlos entre sí o con otros materiales?

AG: Mejoramos constantemente nuestras tecnologías para poder adaptar cualquier material. El objetivo es poner un material solo donde sea relevante. El yeso es particularmente adecuado para la arquitectura de interiores, mientras que la arcilla y el geopolímero tienen un buen potencial sostenible para productos industriales o arquitectónicos.

Prototipos de fachadas: El uso de dos hormigones, uno impreso y otro fundido, permite un juego de colores en el objeto final. Image Cortesía de XtreeE
Prototipos de fachadas: El uso de dos hormigones, uno impreso y otro fundido, permite un juego de colores en el objeto final. Image Cortesía de XtreeE
Mobiliario Woven Concrete en Tokio, diseñado por Studio 7.5. Image Cortesía de XtreeE
Mobiliario Woven Concrete en Tokio, diseñado por Studio 7.5. Image Cortesía de XtreeE

JTF: Sabemos que actualmente se están imprimiendo 5 casas en Reims. ¿De qué se trata el proyecto?

AG: Con el apoyo de Plurial Novilia, el proyecto se ubica en el corazón del eco-distrito Réma'Vert en Reims, en una parcela de 1000 m2. Son cinco casas de una sola planta, que mezclan muros de hormigón impresas en 3D fuera del sitio con elementos prefabricados.

En noviembre de 2020, el proyecto obtuvo la certificación del CSTB (Centre Scientifique et Technique du Bâtiment: Scientific and Technical Building Center) para el nuevo método constructivo de impresión 3D en hormigón, mediante la validación de un ATEx (“Appréciation Technique d'Expérimentation”: Technical Assessment de Experimentación). Este es un gran hito para nosotros.

La certificación del concepto de impresión 3D fue de hecho la fase esencial e ineludible del proyecto Viliaprint. Hasta hoy, la legislación francesa no permitía el uso de elementos impresos en 3D como parte de la estructura de soporte de una construcción. Se acaba de emitir el dictamen favorable de la CSTB, permitiendo la asegurabilidad del proyecto inmobiliario y, como efecto directo, la posibilidad de arrendar las casas impresas.

Viliaprint. Image Courtesy of XtreeE
Viliaprint. Image Courtesy of XtreeE
Viliaprint. Image © Coste Architectures
Viliaprint. Image © Coste Architectures
Viliaprint. Image © Coste Architectures
Viliaprint. Image © Coste Architectures

JTF: Considerando la evolución de la impresión 3D a gran escala, desde elementos independientes hasta casas completas, ¿cómo ves el futuro de esta tecnología?

AG: El futuro próximo consistirá en la regulación y normalización de esta tecnología, y en paralelo su diversificación, tanto en materiales como en sistemas constructivos. Creemos que todavía estamos en el comienzo de comprender todas las posibilidades que ofrece. Hay mucho que aprender y, sobre todo, mucho que inventar. Estos enfoques realmente podrían ser el cambio que el sector de la construcción ha estado esperando durante mucho tiempo. Precisión, eficiencia, control y sostenibilidad deben ser las palabras clave de esta nueva era.

Encuentra más información sobre los sistemas y soluciones desarrollados por XtreeE, aquí.

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Sobre este autor/a
Cita: Franco, José Tomás. "Imprimiendo un pilar de 2 metros en 30 minutos: ¿Qué sigue para la Impresión 3D?" [3d Printing a 2-Meter-High Column in 30 Minutes: What's Next With This Technology?] 06 feb 2021. ArchDaily México. Accedido el . <https://www.archdaily.mx/mx/956042/imprimiendo-un-pilar-de-2-metros-en-30-minutos-que-sigue-para-la-impresion-3d> ISSN 0719-8914

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