Cambio de procesos: Ya no se construyen casas, ahora se imprimen
¿Imprimes tu casa?
La organización no gubernamental Habitat for Humanity Central Arizona ha iniciado la construcción aditiva de casas, para dar respuesta a los problemas de viviendas asequibles que enfrenta la ciudad de Arizona, en EEUU.
Si bien en este caso se busca ofrecer viviendas a bajo costos, que además demanden un menor tiempo de construcción, con un mejor aprovechamiento de los materiales y, que además involucren una mayor eficiencia energética, esta ONG no es la única que está detrás de la construcción en 3D. Una considerable cantidad de startups se han propuesto revolucionar el mercado inmobiliario automatizando la construcción de viviendas.
El proceso tradicional de la construcción de viviendas
Iniciemos por dar una revisión al proceso de fabricación de una casa, tal cual se conoce actualmente. Para elevar las paredes se utilizan ladrillos o bloques, cemento para unirlos, hierros para dar resistencias, y probablemente algunas estructuras de concreto u hormigón armado. También se pueden utilizar con materiales metálicos y maderas para las estructuras y siempre están aquellas construcciones pintorescas que combinan madera, piedras y metales en sus terminaciones.
Se construye ladrillo por ladrillo. En cada vivienda, tomemos una tipo de 100 metros cuadrados de superficie, trabajan varias personas entre la preparación de los materiales, colocación y terminaciones. Para la construcción se utilizan diversas herramientas y utensilios, que van desde la típica cuchara de albañil hasta sofisticadas máquinas de corte, producción de concreto, grúas, aparatos de medición, etc.
También existen retrabajos que son propios de la construcción. Por ejemplo, una vez construidas las paredes, deben abrirse canales para la colocación de las cañerías de electricidad, agua y demás servicios, que luego deberán ser recubiertos para dar una terminación estética agradable a la vista.
Por otro lado, un alto porcentaje de desperdicios apararen en la construcción tradicional. Si de las aberturas se trata, no siempre las medidas cierran de forma perfecta, es muy común que deban cortase los ladrillos y allí existen desperdicios. Además, parte del concreto cae al suelo y no siempre puede reutilizarse. La exactitud en la obra civil es algo poco común.
Fabricación aditiva
El concepto de fabricación aditiva o por adición aparece en la década de los 80, bajo la idea de construir una representación digital directamente en 3 dimensiones. Por medio de una impresora 3D el material es depositado capa a capa, de manera controlada, únicamente en donde es necesario, de forma tal que se producen formas geométricas personalizadas según las necesidades de cada sector.
Comparada con las técnicas de fabricación tradicionales, esta tecnología reduce procesos intermedios de producción de utillajes, emplea únicamente el material para la fabricación de la pieza minimizando los deshechos y, consecuentemente, permite obtener piezas mucho más rápidamente a un coste menor y de manera más sostenible.
Desde el inicio, el desarrollo de los materiales de impresión 3D ha estado en pleno auge, de la mano de las nuevas tecnologías: polímeros, metales, cemento y hasta materiales basados en proteínas para la impresión de alimentos. Por supuesto, aún queda camino por recorrer en la búsqueda de materiales resistentes y que permitan óptimas calidades de impresión.
Las impresoras 3D para la construcción de viviendas son diversas. En general están montadas sobre pórticos móviles y están completamente robotizadas. Son capaces de extrudir concreto u hormigón, para construir las diferentes estructuras.
Son varias startups alrededor de todo el mundo las que están aplicando la construcción de viviendas por medio de impresoras 3D, ya que es un proceso más rápido, barato y sustentable que los métodos tradicionales.
Cambio de procesos: de construir a imprimir
La diferencia entre construir una casa e imprimirla, es realmente significativa. En la fabricación aditiva, todo lo que esté en los planos digitales será respetado en la impresión y materialización del edificio.
Retomemos los ejemplos mencionados en la construcción tradicional. Se prescinde de los ladrillos y de la mano de obra necesaria para colocarlos, además de la reducción de las herramientas y de los aparatos de medición y control. Una vez montada la impresora, la cantidad de operarios se reduce notablemente, pues el hard y el soft son los encargados de absorber las tareas. La velocidad de operación es constante y continua, logrando tiempos de concusión que son imposibles de conseguir en la construcción tradicional.
Los espacios y canales para los ductos y cañerías, serán conformados directamente sin necesidad de retrabajos. Los espacios para las aberturas, además de pasar a tener más opciones geométricas que las rectangulares y circulares que conocemos, son mucho más exactos y no hay necesidad de cortes y desperdicios.
Pero el proceso de construcción no es el único que cambia, sino gran parte de la supply chain. La logística de abastecimiento, los tipos de materiales, las herramientas y dotación de personal y sus capacidades, conocimientos y habilidades, son necesariamente diferentes. Por ejemplo, será esencial la presencia de personas que tengan conocimientos de robótica. En general, la maquinaria utilizada en la construcción tradicional es del tipo electromecánica, mientras que en la fabricación aditiva es del tipo electrónica. El mantenimiento que reciben los equipamientos es diferente desde lo conceptual a lo técnico.
Las funciones del Jefe de Obra también se modifican. Más que controlar la labor de los operarios, deberá controlar el avance del software. Probablemente, incluso en remoto, desde un panel de control, un Jefe de Obra pueda gestionar más de una construcción al mismo tiempo. Se reducen así, los tiempos de traslado, el control de existencias y se mejora la coordinación tanto en el abastecimiento de materiales como en la ejecución de las operaciones manuales que no pueden imprimirse.
Finalmente, las terminaciones. Toda obra civil genera polvos, líquidos y suciedad que se esparce por varios metros a la redonda de la ejecución del proyecto. Al finalizar, un equipo de personas deberá encargarse de la limpieza para poder dar lugar a las tareas de detalles de terminación. Con la fabricación aditiva se reducen las fuentes de generación de suciedad y contaminación, y consecuentemente, los trabajos de limpieza y recuperación del ambiente circundante se minimizan notablemente.
Los beneficios de la impresión en 3D son muchos. La reingeniería de los procesos de construcción y la reconversión del uso de la mano de obra implican un cambio radical de paradigmas. Aún queda camino por recorrer para que la fabricación aditiva de una vivienda sea un hecho habitual, pero cada vez se está más cerca de que puedas imprimir tu propia casa.