La utilización del hormigón en la impresión 3D está revolucionando el sector de la construcción. Desde casas independientes hasta puentes peatonales, esta tecnología proporciona una gran libertad de diseño que traspasa los límites de lo imaginable. De hecho, es posible que en el futuro sea la principal solución para la construcción de estructuras, gracias a su rapidez de fabricación y su bajo coste de utilización. Para mostrar mejor las posibilidades de la impresión 3D de hormigón, presentamos el proyecto Future Tree, una estructura de dosel que se extiende sobre el patio del edificio Basler & Hofmann (empresa de consultoría) en Esslingen, Suiza.
El grupo de investigación ETH Zurich, dirigido por Fabio Gramazio y Matthias Kohler, ha dedicado su actividad al desarrollo de herramientas computacionales y robóticas para la arquitectura, en el actual contexto digital. Desde instalaciones completas hasta edificios prototípicos, han inspirado a muchos actores a explorar las capacidades para diseñar en la era digital. En este último proyecto, Future Tree, el equipo quiso combinar técnicas de diseño de vanguardia, así como la utilización de nuevos materiales y fabricación aditiva robótica, todo ello en una estructura arquitectónica llamativa. La geometría del marco está informada por su comportamiento estructural, diferenciando su rigidez a la flexión jugando con la apertura de los nudos recíprocos para lograr una mayor rigidez en la parte en voladizo. Pero, ¿cómo ha sido posible la construcción?
Créditos: ETH Zurich
El diseño y desarrollo de la estructura
El proyecto Future Tree consta de dos partes. La primera es la columna que sostiene la estructura, para la cual se usó un brazo robótico de seis ejes que permite la fabricación del hormigón a gran escala. El encofrado ultrafino de 2,1 metros de altura se construyó en una pieza y se rellenó con un hormigón a medida de endurecimiento rápido. Para el diseño de la columna, se generaron datos de fabricación a partir del modelo de diseño paramétrico, permitiendo iteraciones rápidas de prototipos físicos. El proceso, denominado “Eggshell” o cáscara de huevo, permite diseñar novedosas estructuras optimizadas, además de reforzar la armadura y minimizar el desperdicio. Este método utiliza la tecnología FDM por extrusión de material para conseguir un amplio espacio de diseño y fabricación.
Por otra parte, se encuentra la ramificación cuya forma de árbol da nombre al Future Tree. La estructura está hecha de madera de pino acetilada, tornillos y cables de tensión. Cuenta con 380 elementos robustos que dan forma al marco recíproco. Dicho marco puede alcanzar un mayor tamaño gracias a la disposición específica de las piezas. Cada elemento tiene una geometría única cortada a medida de acuerdo con los datos del modelo digital. Sostenida sobre la columna de hormigón, se encuentra anclada al patio del edificio por dos lados y en voladizo en la esquina opuesta.
Uno de los desafíos a los que se enfrentó el proyecto fue la contracción del material de impresión al enfriar. Sin embargo, abordaron el problema aplicando un micropatrón en forma de diamante en el encofrado. De esta manera se redujeron las tensiones por la contracción durante el proceso de impresión 3D, además de endurecer el encofrado. Puedes encontrar más información del proyecto en su página web oficial, aquí.
*Créditos foto de portada: ETH Zurich
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