Casas impresas en 3D: ¿el futuro de la construcción? (Video)

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La casa de 1,200 pies cuadrados tiene tres dormitorios, dos baños completos y un porche delantero cubierto. Sin embargo, tomó solo 28 horas erigir las paredes de concreto de la casa, eso se debe a que están impresas, lo que redujo el cronograma de construcción estándar en al menos 4 semanas. Utilizando tecnología informática automatizada y una mezcla de hormigón patentada, Habitat para la humanidad completó recientemente la primera de muchas casas impresas en 3D planificadas en Williamsburg, Virginia y otros lugares.

La nueva dueña, April Stringfield, y su hijo de 13 años, están felices de saber que la casa será de ellos. La Sra. Stringfield ha trabajado como supervisora ​​de instalaciones de lavandería durante 5 años en un hotel local; sin embargo, sus ingresos ascienden a menos del 80 % del ingreso medio del área. No hace falta decir que convertirse en propietario de una casa parecía fuera de su alcance, hasta que fue aceptado para una de las casas impresas en 3D de Hábitat para la Humanidad. “Mi hijo y yo estamos muy agradecidos”, dijo en la inauguración de la casa. “Siempre quise ser propietario de una casa. Es un sueño hecho realidad.”

Habitat for Humanity ha construido cientos de miles de viviendas asequibles para las personas que las necesitan.

casas impresas en 3D

Inauguración de la casa impresa en 3D de Hábitat para la Humanidad el 12 de julio de 2021.

La impresión 3D es una técnica bastante nueva en el sector de la construcción, con el objetivo de mejorar la economía y aliviar los impactos ambientales. Es un área innovadora que combina el conocimiento de la construcción tradicional con la fabricación digital. La eliminación del encofrado, además de varios otros beneficios importantes, tiene un gran potencial y ha llamado la atención de la industria de la construcción.

¿Por qué la impresión 3D?

  • Ahorra hasta un 15 % por pie cuadrado en los costos de construcción para los contratistas.
  • Ofrece una mejor conservación de la temperatura, lo que reduce los costos de calefacción y refrigeración para los propietarios de viviendas.
  • Es resistente a daños por tornados y huracanes.

Las casas impresas en 3D ya se están construyendo y vendiendo al público en general.

Cómo se construyen las casas impresas en 3D

El concepto de fabricación aditiva, el término más técnico para la impresión 3D, se remonta a la década de 1980, pero se ha vuelto mucho más popular en la última década. La impresión 3D comienza con un archivo digital del diseño de una casa. Grandes brazos robóticos giratorios producen casas completamente funcionales, ya que, capa por capa, depositan material para construir la casa en tres dimensiones, una capa a la vez.

Para la casa Hábitat para la Humanidad de la Sra. Stringfield, Alquist usó una máquina patentada de mezcla y extrusión de concreto para imprimir las paredes exteriores e interiores, que se reforzaron con acero durante el proceso de impresión. Posteriormente, las paredes exteriores se sellaron con una capa transparente o teñida que evita que la humedad se transfiera a través del concreto. El contratista incorporó un revestimiento tradicional en los hastiales del techo y utilizó ladrillos estándar en los pilares del porche.

Los propietarios pueden elegir un color de hormigón gris estándar o seleccionar entre una gama de atractivos tonos tierra para darle a la casa un aspecto personalizado.

Después de que Alquist terminó de imprimir las paredes, los constructores tradicionales construyeron el techo, instalaron la plomería y el cableado, e instalaron el piso interior y otros acabados. A través del capítulo de Williamsburg de Habitat, los contratistas, subcontratistas y otros voluntarios donaron su tiempo para completar las partes restantes de la casa.

Evaluación del ciclo de vida de casas impresas en 3D

El marco de evaluación del ciclo de vida (LCA) se utiliza para cuantificar las cargas ambientales de la extracción y fabricación de materias primas, así como el consumo de energía durante las fases de construcción y operación. ¿Quieres las estadísticas? A estudio realizado en los Emiratos Árabes Unidos analizó el proceso de construcción de una casa impresa en 3D de un solo piso para realizar la evaluación comparativa con la construcción de hormigón tradicional.

La economía de los sistemas estructurales seleccionados se investigó a través del análisis de costos del ciclo de vida (LCCA), que incluyó principalmente los costos de construcción y el ahorro de energía. Se empleó un análisis de ecoeficiencia para agregar los resultados de LCA y LCCA en un solo marco para ayudar en la toma de decisiones mediante la selección de la alternativa óptima y más ecoeficiente.

Los hallazgos revelaron que las casas construidas con fabricación aditiva y materiales impresos en 3D eran más favorables para el medio ambiente. El método de construcción convencional tuvo mayores impactos en comparación con el método de impresión 3D con un potencial de calentamiento global de 1154,20 y 608,55 kg CO2 eq, toxicidad no cancerígena 675,10 y 11,9 kg 1,4-DCB y consumo de agua 233,35 y 183,95 m3, respectivamente .

La casa impresa en 3D también resultó ser una opción económicamente viable, con una reducción del 78 % en los costos generales de capital en comparación con los métodos de construcción convencionales. Los resultados ambientales y económicos combinados revelaron que el proceso general de la casa impresa en 3D tuvo una mayor eficiencia ecológica en comparación con la construcción a base de hormigón. Los principales resultados del análisis de sensibilidad revelaron que hasta el 90 % de los impactos ambientales en los morteros de impresión 3D se pueden mitigar con proporciones de cemento decrecientes.

Impacto ambiental de las casas impresas en 3D

Alquist — la compañía detrás de la impresión 3D de Habitat for Humanity — utiliza la tecnología para crear diseños mientras reduce el costo de la vivienda y la infraestructura en comunidades económicamente afligidas y desatendidas. Cada hogar de Alquist viene equipado con el sistema de monitoreo basado en Raspberry Pi patentado de Virginia Tech, que monitorea el ambiente interior, brinda seguridad y gestión de emergencias, optimiza el consumo de energía y analiza la comodidad de los ocupantes y la utilización del espacio.

Alquist también instala una impresora 3D en la cocina de cada casa que construye. El propietario recibe un archivo informático descargable que le permitirá imprimir perillas, cubiertas de interruptores de luz y otras piezas reemplazables.

Si bien las casas impresas en 3D aún son poco comunes, la casa de Williamsburg simbolizó el potencial de las viviendas asequibles que limitan el uso de recursos naturales como los árboles. Cada casa nueva construida por Habitat for Humanity Peninsula y Greater Williamsburg tiene la certificación EarthCraft. EarthCraft es un programa voluntario de construcción ecológica que sirve como modelo para hogares saludables y cómodos y funciona tanto para reducir las facturas de servicios públicos como para minimizar los impactos ambientales.

Pensamientos finales

La construcción de cada casa construida por Habitat for Humanity Peninsula y Greater Williamsburg es un esfuerzo cooperativo entre voluntarios, patrocinadores de casas y los compradores de la casa. Las familias participantes aportan al menos 300 horas de trabajo para construir sus propias casas y las de otras familias, lo que se denomina equidad de sudor. El programa de compradores de vivienda de Habitat resultó en pagos hipotecarios mensuales de no más del 30% de los ingresos de la Sra. Stringfield, incluidos sus impuestos inmobiliarios y el seguro de propiedad.

Las casas impresas en 3D son inherentemente resistentes, rentables y tienen una construcción robusta. Pueden ayudar a que las viviendas sean más asequibles y es probable que se conviertan en una herramienta más en los conjuntos de herramientas para luchar contra la falta de vivienda y los efectos de la crisis climática.

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