El concreto es el material de construcción más utilizado del planeta, pero también uno de los mayores responsables de las emisiones de carbono. Por eso, cada vez gana más interés la impresión 3D de concreto, una técnica que deposita el material capa por capa, como si un enorme robot decorara un pastel. Este sistema evita fabricar moldes y coloca concreto únicamente donde la estructura realmente lo necesita, lo que reduce desperdicios.
Sin embargo, había un problema. Los programas informáticos pueden diseñar estructuras muy eficientes que usan menos material, pero muchas tienen formas tan complejas que las impresoras actuales simplemente no pueden construirlas. Los diseños incluyen curvas cerradas, ángulos difíciles y trayectorias imposibles para las boquillas que depositan el concreto.
El nuevo modelo
Un equipo del MIT decidió resolver ese obstáculo. En lugar de crear primero la estructura ideal y modificarla después para que la impresora pudiera fabricarla, incorporó desde el inicio las limitaciones reales de la máquina. Así, el programa genera diseños que pueden imprimirse casi sin cambios.
Para conseguirlo, los investigadores trabajaron con especialistas de Autodesk que operan impresoras de gran formato. Ellos identificaron tres restricciones importantes. El grosor mínimo de cada capa de concreto, el radio de giro que puede hacer la boquilla y la necesidad de imprimir en un recorrido continuo, sin interrupciones.
Con esas reglas, el nuevo sistema obtuvo resultados en apenas dos minutos usando una computadora portátil. Incluso cuando fue necesario reducir el tamaño de un puente poco antes de imprimirlo, bastaron unos minutos para recalcular el diseño completo.
La prueba consistió en fabricar un puente de 2,3 metros de largo con mortero comercial. La impresión tomó cerca de media hora. Después soportó más de 910 kilogramos distribuidos sobre su superficie casi sin deformarse, tal como habían anticipado las simulaciones.
Las capacidades
Pero el experimento dejó una sorpresa. El principal límite no era la resistencia del concreto, sino las capacidades de las impresoras actuales. De hecho, los cálculos mostraron que una máquina capaz de imprimir capas de apenas un centímetro, en lugar de cuatro, podría reducir hasta en un 76 % la cantidad de material utilizada sin comprometer la seguridad.
El estudio también confirmó que toda la estructura trabaja bajo compresión, una condición ideal para el concreto, que resiste muy bien cuando se comprime, pero falla con facilidad cuando se estira. De hecho, tras las pruebas de carga, el puente se rompió cuando alguien levantó una esquina para barrer debajo. Ese movimiento generó tensión, algo para lo que nunca fue diseñado.
Ahora el siguiente desafío consiste en adaptar este método al concreto reforzado con acero, el material que domina la construcción moderna.
