Impresión 3D busca revolucionar la arquitectura

En la arquitectura, rara vez surgen nuevos materiales. Durante siglos, la madera, la mampostería y el cemento formaron la base de la mayoría de las estructuras de la Tierra.

En la década de 1880, la adopción de la estructura de acero cambió la arquitectura para siempre. El acero permitió a los arquitectos diseñar edificios más altos con ventanas más grandes, lo que dio lugar a los rascacielos que definen el horizonte de las ciudades actuales.

Desde la revolución industrial, los materiales de construcción se han limitado en gran medida a una gama de elementos producidos en masa. Desde vigas de acero hasta paneles de madera contrachapada, este juego de piezas estandarizado ha informado el diseño y la construcción de edificios durante más de 150 años.

Eso puede cambiar pronto con los avances en lo que se llama "fabricación aditiva a gran escala". Desde la adopción de la estructura de acero no ha habido un desarrollo con tanto potencial para transformar la forma en que se conciben y construyen los edificios.

La fabricación aditiva a gran escala, como la impresión 3D de escritorio, implica construir objetos capa por capa. Ya sea arcilla, cemento o plástico, el material de impresión se extruye en un estado fluido y se endurece hasta su forma final.

Como director del Instituto de Estructuras Inteligentes de la Universidad de Tennessee, he tenido la suerte de trabajar en una serie de proyectos que implementan esta nueva tecnología.

• Si bien todavía existen algunos obstáculos para la adopción generalizada de esta tecnología, se puede prever un futuro en el que los edificios se construyan completamente con materiales reciclados o materiales obtenidos en el sitio, con formas inspiradas en las geometrías de la naturaleza.

El proceso de planificación

La fabricación aditiva a gran escala involucra tres áreas de conocimiento: diseño digital, fabricación digital y ciencia de materiales.

• Para comenzar, los arquitectos crean modelos informáticos de todos los componentes que se imprimirán. Estos diseñadores pueden usar software para probar cómo responderán los componentes a las fuerzas estructurales y ajustar los componentes en consecuencia. Estas herramientas también pueden ayudar al diseñador a descubrir cómo reducir el peso de los componentes y automatizar ciertos procesos de diseño, como suavizar intersecciones geométricas complejas, antes de imprimir.

Una pieza de software conocida como cortadora luego traduce el modelo de computadora en un conjunto de instrucciones para la impresora 3D.

Puede suponer que las impresoras 3D funcionan a una escala relativamente pequeña: piense en fundas para teléfonos móviles y soportes para cepillos de dientes.