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Evaluamos el ciclo de vida de la impresión 3D en hormigón

Desde el área de investigación hemos participado en el artículo “Life cycle assessment of integrated additive-subtractive concrete 3D printing” que publica The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, juntamente con investigadores de toda Europa. 

La impresión 3D nació como una tecnología de prototipado rápido, pero se ha desarrollado y convertido en un proceso de fabricación a tener en cuenta cada vez en más sectores. Según Faludi, los artículos impresos en 3D ya se venden en nichos de gran valor y de pequeña circulación, como la industria aeroespacial, la joyería y los dispositivos médicos. Aunque pocos productos comerciales se imprimen en 3D, muchos de estos contienen algunas piezas impresas en 3D. 

En el sector de la construcción, concretamente, hasta hace unos años, el uso de técnicas de impresión 3D se limitaba a la producción de modelos arquitectónicos sencillos pero más recientemente, se ha trabajado en impresión 3D de casas completas. Las potenciales ventajas son numerosas; en primer lugar, la capacidad de producir elementos de construcción no estándar a un coste razonable, cosa que era prácticamente imposible antes. También la reducción de la dependencia del trabajo, del riesgo de lesiones, las paradas por causas meteorológicas, mejoran los tiempos y costes de construcción y se consigue un proceso más sostenible, ya que se espera que la naturaleza exacta de la fabricación aditiva produzca un desperdicio material mínimo o nulo.

No obstante, se ha reconocido que para determinar el rendimiento ambiental de la impresión 3D en el contexto de la construcción, se tiene que hacer una evaluación completa del ciclo de vida (ECV), para proporcionar una evaluación completa de los impactos - directo e indirectos - asociados a cualquier producto o servicio.

En este servicio, se ha hecho una evaluación del ciclo de vida (ECV) en un innovador sistema de impresión 3D de hormigón, que ofrece las siguientes ventajas:

  1. Capacidades aditivas y sustractivas, que permiten el postprocesado automatizado de las piezas impresas, incluidas operaciones como el pulido de superficies, el ranurado y la perforación. 
  2. El uso de un robot por cable, que es menos costoso, más ligero, transportable, eficiente energéticamente y se puede reconfigurar fácilmente. 

Se ha evaluado la producción de un pilar estructural de 4 metros de altura, incluyendo toda la cadena de suministro de los equipos de impresión 3D, el funcionamiento y el final de su vida útil, comparándolo con los métodos tradicionales.

El proceso de producción 3D ha incluido la impresión del perímetro del pilar en cuatro piezas con hormigón, el transporte hasta el lugar de construcción y el refuerzo y la fundición. La producción tradicional, en cambio, ha consistido en reforzar y colar con el molde in situ.

Según los resultados, la impresión 3D tiene un impacto ambiental menor en todos los indicadores ambientales evaluados en comparación con el uso de un molde de un solo uso. Como ejemplo, las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) son un 38% inferiores. También tenemos que destacar que la contribución ambiental de la impresión 3D en producir un pilar es prácticamente insignificante, ya que representa menos del 1% de las emisiones totales de GEI de este. En cambio, cuando se ha producido el mismo pilar en grandes cantidades, como que el molde utilizado en la producción convencional se puede reutilizar, la impresión 3D y la producción convencional tienen un impacto ambiental similar, según los resultados del estudio. 

 

Fuente: Life cycle assessment of integrated additive-subtractive concrete 3D printing, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology