Patrones inspirados en langostas logran impresión 3D de concreto más resistente

Investigadores del RMIT University conducen un estudio experimental en el que han observado la fuerza natural de los caparazones de langostas para diseñar nuevos patrones de impresión en 3D de concreto que sean más resistentes y puedan ser utilizados para soportar estructuras arquitectónicas más creativas y complejas.

En las pruebas se pudo notar que los patrones en forma espiral de imitación biológica, mejoraron la durabilidad general del hormigón impreso, además de permitir que la resistencia se dirija con precisión al soporte estructural en los puntos donde es necesario. 

Asimismo, el equipo combinó patrones de torsión con una mezcla de concreto especializada mejorada con fibras de acero, dando como resultado un material más fuerte que el concreto de fabricación tradicional. 

“Nuestro estudio explora cómo los diferentes patrones de impresión afectan la integridad estructural del hormigón impreso en 3D y, por primera vez, revela los beneficios de un enfoque bioinspirado en 3DCP. Sabemos que los materiales naturales como los exoesqueletos de langosta se han convertido en estructuras de alto rendimiento durante millones de años, por lo que imitando sus ventajas clave podemos seguir donde la naturaleza ya ha innovado”, explicó el Dr. Jonathan Tran, quien lidera el experimento. 

Uno de los principales descubrimientos es que los patrones en espiral resultarían más resistentes que los unidireccionales, que son los más utilizados hasta la fecha. “”Como las conchas de langosta son naturalmente fuertes y naturalmente curvas, sabemos que esto podría ayudarnos a producir formas de concreto más fuertes como arcos y estructuras fluidas o retorcidas“, dijo. “Este trabajo se encuentra en las primeras etapas, por lo que necesitamos más investigación para probar cómo se comporta el hormigón en una gama más amplia de parámetros, pero nuestros resultados experimentales iniciales muestran que estamos en el camino correcto”.

Investigadores del RMIT University conducen un estudio experimental en el que han observado la fuerza natural de los caparazones de langostas para diseñar nuevos patrones de impresión en 3D de concreto que sean más resistentes y puedan ser utilizados para soportar estructuras arquitectónicas más creativas y complejas.

En las pruebas se pudo notar que los patrones en forma espiral de imitación biológica, mejoraron la durabilidad general del hormigón impreso, además de permitir que la resistencia se dirija con precisión al soporte estructural en los puntos donde es necesario. 

Asimismo, el equipo combinó patrones de torsión con una mezcla de concreto especializada mejorada con fibras de acero, dando como resultado un material más fuerte que el concreto de fabricación tradicional. 

“Nuestro estudio explora cómo los diferentes patrones de impresión afectan la integridad estructural del hormigón impreso en 3D y, por primera vez, revela los beneficios de un enfoque bioinspirado en 3DCP. Sabemos que los materiales naturales como los exoesqueletos de langosta se han convertido en estructuras de alto rendimiento durante millones de años, por lo que imitando sus ventajas clave podemos seguir donde la naturaleza ya ha innovado”, explicó el Dr. Jonathan Tran, quien lidera el experimento. 

Uno de los principales descubrimientos es que los patrones en espiral resultarían más resistentes que los unidireccionales, que son los más utilizados hasta la fecha. “”Como las conchas de langosta son naturalmente fuertes y naturalmente curvas, sabemos que esto podría ayudarnos a producir formas de concreto más fuertes como arcos y estructuras fluidas o retorcidas“, dijo. “Este trabajo se encuentra en las primeras etapas, por lo que necesitamos más investigación para probar cómo se comporta el hormigón en una gama más amplia de parámetros, pero nuestros resultados experimentales iniciales muestran que estamos en el camino correcto”.

De acuerdo con los especialistas, las tecnologías de fabricación digital como la impresión de concreto en 3D (3DCP) tienen un inmenso potencial para ahorrar tiempo, esfuerzo y material en la construcción, además de que prometen ampliar los límites de la innovación arquitectónica; sin embargo, siguen existiendo desafíos técnicos para hacer que el hormigón impreso sea lo suficientemente resistente para su uso en estructuras de forma más libre, es por ello que estudios como el del RMIT University son relevantes. Los avances de dicha investigación fueron presentados en el reporte IDTechEx sobre Materiales impresos en 3D Mercado 2020-2030: Edición COVID.

Los expertos en este mercado proyectan que los nuevos métodos de producción de materiales para la construcción transformarán los procesos del sector, basándose en la automatización y los datos, dando paso a la industria 4.0.

Con la última tecnología, una casa se puede imprimir en 3D en tan solo 24 horas por aproximadamente la mitad del costo. Un ejemplo de aplicación de esta tecnología a gran escala es la construcción de la primera comunidad impresa en 3D del mundo,  que comenzó en 2019 en México.

Por otro lado, existen apuestas innovadoras en materia arquitectónica, como un edificio de oficinas impreso en 3D en Dubai, un puente de hormigón que imita a la naturaleza en Madrid y el “Edificio Europa” en forma de vela de los Países Bajos. 

Mientras que en China, anunciaron la construcción de la primera librería impresa en 3D, cuya cualidad principal es que llevará a cabo estructuras arquitectónicas más variadas en contraste con otras construcciones impresas que son en su mayoría con formas cúbicas o esféricas. Para ello utilizan fibra de concreto que además de ayudar a una mejor compresión tendrá propiedades térmicas y alta resistencia sísmica. El proyecto tomará un total de tres semanas en ser concluido, por lo que la tienda estará abierta al público a finales de enero de 2021.