Optimización topológica e impresión 3D: ¿un dúo ganador en la construcción?
Un equipo de investigadores y arquitectos en la Universidad de Michigan ha estado estudiando el mercado de la impresión 3D de hormigón. ¿La meta? Desarrollar un proceso de construcción más eficiente que las soluciones tradicionales. Afirman haber obtenido un hormigón ultraligero y sin residuos que podría reducir el peso de una estructura en un 72% en comparación con el hormigón “convencional”. Combinando este material con un software de optimización topológica, se podrían crear estructuras que consumieran menos energía, materiales, tiempo y peso en el sector de la construcción.
Como sabemos, el sector de la construcción está aprovechando al máximo las ventajas de la fabricación aditiva. Cada vez son más los proyectos que adquieren una impresora 3D de hormigón para reducir costes, la pesadez del trabajo y el consumo de materiales. Sin embargo, aún estamos lejos de ver estas máquinas en todas las obras, aunque empiezan a aparecer algunas viviendas impresas en 3D. En definitiva, la fabricación aditiva parece avanzar poco a poco, aunque, según el equipo de la Universidad de Michigan, aún queda mucho por aprender.
Créditos: DART laboratory
La optimización topológica en la construcción
Mania Aghaei Meibodi es arquitecta y profesora adjunta en el Taubman College and Urban Planning, una de las 19 facultades de la Universidad de Michigan. Ella explica: “Los enfoques actuales de la impresión 3D de hormigón dan lugar a un elevado consumo de material. Además, limitan su aplicación a formas ligeras que implican formas complejas, como formas tubulares ramificadas y angulares, capas en voladizo y variaciones de sección o ángulo”. Según ella y los investigadores Alireza Bayramvand y Yuxin Lin, los métodos actuales restringen la tecnología a formas sencillas como muros ortogonales.
Por eso, el equipo ha desarrollado un sistema y un método de cálculo que permitirían depositar capas de hormigón variables y no planas, en función de la forma y las características geométricas de la estructura deseada. Para ello, recurrieron a la optimización topológica, que permite determinar la cantidad de material necesario y su colocación en función de las cargas ejercidas. Según Mania Aghaei Meibodi, este método ofrecería la posibilidad de “eliminar la sobreconstrucción innecesaria con cantidades excesivas de material. Todos estos factores combinados significan que podemos construir estructuras mejores, más sostenibles y a menor coste”.
Para demostrar las ventajas de su proceso, han diseñado el «Shell Wall», una estructura de hormigón erigida con un brazo robótico. Tiene una forma curva compleja y sólo utiliza el material necesario para ello.
La impresión 3D no plana es un concepto que ya se está explorando en el mercado, especialmente con termoplásticos y procesos FDM/FFF. De hecho, se trata de un avance interesante para el hormigón y estamos deseando descubrir qué impacto podría tener este método en el mercado de la construcción. Puedes encontrar más información aquí.
¿Qué piensas del uso de la optimización topológica en la construcción? Deja tus comentarios en nuestras redes sociales: Facebook, Twitter, Youtube y RSS. Sigue toda la información sobre impresión 3D en nuestra Newsletter semanal.
