Creación de nuevos tipos de cemento para la impresión 3D

Redacción
Sábado, 07 Mayo 2016
Creación de nuevos tipos de cemento para la impresión 3D

El grupo LafargeHolcim, el más importante del mundo y fruto de la fusión en abril de 2015 de las dos compañías del mismo nombre para tratar de paliar las consecuencias para su negocio del hundimiento del sector a consecuencia del estallido del 'boom' inmobiliario, está buscando nuevos nichos de mercado para dar salida a su producción y ha depositado grandes esperanzas en la aplicación de impresoras 3D de cada vez mayor tamaño a la construcción de edificios de todo tipo.

LafargeHolcim ha convertido parte de una de las plantas que tiene en España, concretamente la situada en la localidad catalana de Montcada i Reixac, en un centro de ensayo de nuevos tipos de cemento para la impresión tridimensional de elementos constructivos.

Este proyecto de la principal cementera del mundo para la impresión 3D se une al proyecto '3DCONS', por el que el Ministerio de Economía y Competitividad del Gobierno de España y el Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI) financian con más de 8 millones de euros la investigación sobre nuevos procesos de construcción mediante impresión 3D'. Este proyecto tiene un plazo de ejecución de tres años y medio (hasta la primavera de 2018).

El Gobierno español, que ya financia con una importante contribución el desarrollo de la impresora 3D de HP en sus instalaciones de Barcelona, en la misma provincia donde está la cementera de Montcada i Reixac, cree que la  construcción de edificios basada en impresión 3D puede significar la llegada de la nueva revolución industrial al sector y es una oportunidad para diferenciarse de la competencia, rebajar los costes y sortear la crisis económica actual.

La impresión tridimensional se aplicaría tanto en el ámbito de la obra nueva como en el de la rehabilitación y la restauración de patrimonio.

Las empresas que participan en este proyecto son Vías y Construcciones (coordinadora del mismo), Saint Gobain Placo Iberica (productora de yeso y placas de yeso laminado), Lafarge(fabricante de morteros y hormigones), Proingesa (ingeniería de automatización de procesos) y CYPE.

También participan las compañías Geocisa, cuya actividad está centrada principalmente en la rehabilitación de patrimonio, y Atanga, estudio de arquitectura e ingeniería especialista en modelado de información de edificación (BIM, Building Information Modeling) e integración de sistemas 3D en la construcción.

Creación de nuevos tipos de cemento para la impresión 3D

El proyecto 3DCONS supone "la puerta a nuevas formas de construir", donde se podrá pasar de "un diseño tridimensional a fabricar un elemento constructivo de forma automatizada", ha declarado el subdirector de I+D de Vías y Construcciones (Grupo ACS), Carlos Martínez Bertrand.

"El desarrollo de esta tecnología desde España nos situará a la vanguardia del sector a nivel internacional tanto en el ámbito de la construcción, donde ya ocupamos una posición destacada, como en otros sectores tecnológicos de alto valor añadido", ha subrayado Martínez Bertrand.

En realidad, su puesta en marcha supone un compendio que abarca el desarrollo de la robótica, la búsqueda de nuevas gamas de materiales para la construcción y el impulso tecnológico del diseño y la edificación, han indicado por su parte dos directivos de CYPE, Benjamín González y Carlos Fernández.

Creación de nuevos tipos de cemento para la impresión 3D

La caída de precios de las tecnologías hace prever que en menos de una década será común el uso de la impresión 3D en muchas áreas de las actividades económicas, por lo que es "obligada cuanto antes" la entrada del sector de la construcción, según CYPE.

El proyecto contempla el desarrollo de nuevos sistemas robóticos para imprimir elementos constructivos a escala real o rehabilitar fachadas mediante impresión directa sobre elementos verticales, sin apenas molestias para los usuarios del edificio, lo que constituye un verdadero reto sin precedentes.

"También se buscan nuevas gamas de materiales que permitan controlar sus propiedades térmicas y estéticas en cada punto de aplicación y nuevas herramientas de diseño que conviertan los planos y modelos del edificio en órdenes de fabricación para los sistemas de impresión a escala real", ha explicado Martínez Bertrand.

Al prescindir de moldes o sistemas de encofrado, la tecnología de impresión 3D posibilita la fabricación de formas geométricas hasta ahora impensables a nivel práctico, lo que abre la libertad creativa a los arquitectos.

Creación de nuevos tipos de cemento para la impresión 3D

En el desarrollo del proyecto colaboran el Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja (CSIC), la Universidad Politécnica de Madrid, la Universidad de Burgos, el Centro Tecnológico CARTIF y la Fundación CIM.

Una de las dos aplicaciones prácticas del proyecto se centra en la impresión de piezas singulares o prefabricadas a la carta, lo que contribuye a nuevas soluciones tales como elementos con curvatura variable adaptándose mejor a los soportes de las edificaciones y a un ahorro de materiales.

Otras ventajas de esta tecnología son la reducción de riesgos laborales asociados a trabajos en altura y la optimización en el consumo de materiales con una producción cero de residuos.

 

 

Por otra parte, investigadores de la Universidad California Los Angeles (UCLA)  han desarrollado un sistema que permite aprovechar el CO2 contaminante que emiten las centrales eléctricas para fabricar un hormigón que se imprime con impresoras 3D. De momento, han demostrado que su sistema funciona en laboratorio. Si funcionara también a gran escala, para su comercialización, podría convertirse en una solución ecológica globalmente aplicable.

En nuestra civilización, el hormigón está en todas partes: carreteras, casas, puentes, edificios… Esto presenta un problema ecológico, pues se calcula que la producción de este material de construcción supone una décima parte de las emisiones de gases de efecto invernadero generadas por la industria (entre otras cosas porque fabricar cemento, componente indispensable del hormigón, genera grandes cantidades de emisiones contaminantes).

Por otro lado, tenemos las emisiones de dióxido de carbono (CO2) que emiten las chimeneas de centrales eléctricas de todo el mundo, y que son la mayor fuente de gases de efecto invernadero del planeta.

En este contexto, a científicos de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA, EEUU) se les ha ocurrido una idea: aprovechar el CO2 de las centrales eléctricas para fabricar hormigón.

cemento a partir de CO2

Para ello, los investigadores están desarrollando un proceso de ciclo cerrado que incluye la captura del CO2 que emiten las plantas de energía, para producir con él un nuevo material de construcción llamado CO2NCRETE (hormigón de CO2). 

De momento, se ha comprobado que este sistema funciona muy bien en laboratorio. A esa escala, se ha logrado fabricar el nuevo material utilizando impresoras 3-D, con las que se le ha dado la forma de pequeños cilindros. Así que ya se tiene la prueba de concepto de que esto se puede hacer. Queda pendiente lograr el aumento del volumen de producción para poder producir y explotar el CO2NCRETE a escala comercial. 

Los científicos de la UCLA se muestran entusiasmados con su proyecto, que podría convertir el CO2 “en un recurso que se puede reutilizar". De este modo, dicen, se podrían reducir los gases de efecto invernadero en EE.UU., especialmente en aquellas regiones donde las plantas eléctricas de carbón son abundantes,  pero también en países como China e India, actualmente principales productores del mundo de este gas de efecto invernadero.

El sistema podría, por un lado, acabar con el problema de las emisiones de CO2 contaminantes, y por otro suponer una fuente de material de construcción para construir ciudades o ampliar redes de carreteras.

En este sentido, un reto futuro –si finalmente el  sistema de producción del CO2NCRETE pudiera hacerse escalable- será  convencer a las partes interesadas  de que puede ser beneficioso, no sólo para el planeta, sino también para ellas.