Hormigón impreso capa por capa
La investigación está liderada por Reese Greenlee, profesor de Arquitectura de la Universidad Estatal de Kansas, en colaboración con Shelby Doyle y equipos de la Universidad Estatal de Iowa.
Su objetivo es averiguar si el hormigón impreso en 3D puede dejar de funcionar simplemente como una carcasa exterior y convertirse en la propia estructura resistente del edificio.
El principio es similar al de una impresora 3D convencional: el material se deposita progresivamente formando capas. Sin embargo, trabajar con hormigón introduce un problema mucho más complejo. La mezcla debe ser suficientemente fluida para circular por las bombas y salir por la boquilla, pero también debe endurecerse lo bastante rápido como para mantener su forma y soportar el peso de las capas superiores.
Encontrar ese equilibrio es una de las claves del proyecto.
Refugios construidos como grandes bloques
En lugar de intentar imprimir directamente un edificio completo, los investigadores están trabajando con módulos de aproximadamente 1,2 por 1,2 metros.
Estas piezas podrían fabricarse en una instalación controlada, transportarse en camiones y ensamblarse posteriormente en el lugar donde se necesite el refugio. El sistema evitaría uno de los principales problemas de la impresión 3D de edificios: para imprimir estructuras cada vez mayores normalmente hacen falta impresoras igualmente gigantescas. La fabricación modular permitiría utilizar instalaciones fijas y producir numerosas piezas de manera repetitiva.
El verdadero peligro no es solamente el viento
Un refugio para tornados no debe limitarse a soportar enormes presiones de viento.
Durante una tormenta extrema, fragmentos de árboles, chapas, madera y partes de edificios pueden convertirse en proyectiles capaces de atravesar paredes.
Los estándares utilizados en Estados Unidos para diseñar refugios contra tornados contemplan incluso el impacto de una pieza de madera similar a un tablón de 2×4 pulgadas viajando a unas 100 millas por hora, aproximadamente 160 km/h. Por eso, los investigadores están experimentando con la orientación de las capas, la geometría interna y distintas configuraciones capaces de deformarse y absorber parte de la energía del impacto. Algunas pruebas incorporan incluso zonas concebidas para funcionar como pequeñas “áreas de deformación”, similares en concepto a las utilizadas en los automóviles para absorber golpes.
Una alternativa para comunidades especialmente vulnerables
El proyecto se centra especialmente en comunidades de viviendas prefabricadas de Estados Unidos. Más de 22 millones de estadounidenses viven en viviendas manufacturadas, pero muchas de estas comunidades carecen de refugios adecuados frente a fenómenos meteorológicos extremos.
La intención es conseguir estructuras que sean resistentes, relativamente económicas y fáciles de desplegar.
Además, los investigadores plantean que estos edificios no tengan que permanecer vacíos hasta que llegue una tormenta. Podrían utilizarse diariamente como espacios comunitarios y convertirse en refugios únicamente durante una emergencia.
Ahora tienen que demostrar que realmente resisten
El siguiente gran paso es someter los módulos impresos a ensayos reales.
Las piezas de tamaño completo serán probadas frente a condiciones diseñadas para reproducir vientos y proyectiles asociados a tornados. Solo entonces se podrá determinar si esta técnica puede cumplir los estrictos requisitos necesarios para proteger vidas.
Si los resultados son positivos, la impresión 3D podría transformar un material tan tradicional como el hormigón en una nueva herramienta para producir refugios más rápidos de fabricar, más fáciles de transportar y adaptados a comunidades que hoy siguen especialmente expuestas a las tormentas extremas.
