Un pequeño puente de hormigón impreso en 3D muestra una posible vía para construir con menos material. Investigadores del MIT diseñaron una estructura de 2,3 m de largo, luego la imprimieron y probaron.
El hormigón es el material de construcción más utilizado en el mundo. Su producción también es una fuente importante de emisiones de carbono. La impresión 3D podría reducir este impacto depositando el material solo donde la estructura lo necesita, sin moldes tradicionales.
Hajin Kim-Tackowiak (a la izquierda), postdoctorante en el departamento de ingeniería civil y ambiental del MIT, y Zane Schemmer, estudiante de posgrado, posan con el puente de hormigón impreso en 3D que diseñaron y probaron en carga.
Foto MIT
En la práctica, las formas óptimas calculadas por los software suelen ser demasiado complejas para fabricarse. Los métodos de optimización pueden imaginar estructuras muy ligeras, cercanas a telarañas. Pero una impresora de hormigón debe lidiar con el grosor de su boquilla y las trayectorias que realmente puede seguir.
El equipo integró estas restricciones desde el diseño matemático del puente. El software tiene en cuenta el grosor de las capas de hormigón, las curvas posibles y la obligación de imprimir una trayectoria continua. El modelo produce así una forma que puede ser realizada directamente por la máquina.
La estructura se imprimió con un mortero corriente en aproximadamente 30 minutos. Pesaba unos 408 kg. Durante las pruebas, soportó 907 kg de bloques repartidos en su superficie, sin flexión medible según los investigadores.
Construcción de un puente de hormigón de 2,3 metros, impreso en 3D capa por capa.
Vídeo: Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental del MIT
La prueba reveló un punto importante. Para las cargas previstas, la cantidad de material necesario dependía más de las capacidades de la impresora que de la resistencia del hormigón. Una máquina capaz de depositar capas más finas o de seguir curvas más cerradas podría producir estructuras aún más ahorradoras.
El método también permite ahorrar tiempo en la adaptación de un proyecto. Los investigadores indican que se puede obtener un nuevo diseño imprimible en unos minutos en un ordenador portátil. Esta rapidez puede facilitar los ajustes en una obra o para elementos de diferentes dimensiones.
Este prototipo no anuncia un reemplazo inmediato de los métodos clásicos. Sin embargo, muestra cómo las herramientas de diseño y las máquinas pueden evolucionar juntas. El desafío es construir elementos seguros, realizables y menos intensivos en material, sin sacrificar su rendimiento mecánico.