El concreto impreso en 3D puede provocar un cambio en la arquitectura y la construcción. Debido a que se utiliza para producir tanto nuevas formas como formas con las que las tecnologías actuales luchan, de ahí que esté en condiciones de cambiar los procesos y procedimientos centenarios que todavía se utilizan para construir edificios. Estas nuevas perspectivas resultan en menores costos y ahorro de tiempo.
El concreto tiene un impacto ambiental significativo. Grandes cantidades de arena natural se utilizan actualmente para satisfacer el apetito insaciable del mundo, a un gran costo para el medio ambiente. En general, la industria de la construcción lucha contra la sostenibilidad, pues genera alrededor del 35% de todos los residuos de vertederos a nivel mundial.
Una nueva investigación sugiere una manera de frenar este impacto. Se trata de utilizar vidrio reciclado como componente para concreto que pueda imprimirse en impresoras 3D.
El concreto está hecho de una mezcla de cemento, agua y componentes áridos, como la arena. Para este nuevo material, se probó reemplazar hasta en un 100% del agregado en la mezcla con vidrio. En pocas palabras, el vidrio se produce a partir de arena, es fácil de reciclar y se puede utilizar para hacer concreto sin ningún procesamiento complejo.
La demanda de la industria de la construcción también podría ayudar a asegurar que el vidrio se recicle. En 2018, por ejemplo, en Estados Unidos solo se recicló una cuarta parte del vidrio, y más de la mitad fue a parar a vertederos.
Para la elaboración del nuevo material, se utilizó vidrio que se emplea para almacenar bebidas. Las botellas fueron primero aplastadas usando una máquina de trituración y luego las piezas trituradas fueron lavadas, secadas, molidas y tamizadas. Las partículas resultantes eran más pequeñas que un milímetro cuadrado.
El vidrio triturado se utilizó para hacer concreto de la misma manera que la arena. En seguida, se empleó este concreto para imprimir en 3D elementos de pared y bloques de construcción prefabricados que podían montarse juntos para hacer todo un edificio.
La presencia de vidrio no solo resuelve el problema de los residuos, sino que también contribuye al desarrollo de un concreto con propiedades superiores a las que contienen arena natural. Si se utiliza de esta manera, los residuos de vidrio pueden encontrar una nueva vida como parte del material de construcción.
La conductividad térmica del vidrio de soda-cal —el tipo más común de vidrio, que se encuentra en ventanas y botellas— es más de tres veces menor que el de los agregados de cuarzo, que se utiliza ampliamente en el concreto. Esto significa que el concreto que contiene vidrio reciclado tiene mejores propiedades de aislamiento. Podrían reducir sustancialmente los costos de refrigeración o calefacción durante el verano o el invierno.
También se realizaron otros cambios en la mezcla de concreto para hacerla más sostenible como material de construcción, incluyendo la sustitución de parte del cemento de Portland con polvo de piedra caliza. El cemento Portland es un componente clave del concreto, utilizado para unir los otros ingredientes en una mezcla que se endurecerá. Sin embargo, la producción de cemento Portland ordinario conduce a la liberación de cantidades significativas de dióxido de carbono, así como otros gases de efecto invernadero. La industria de producción de cemento representa alrededor del 8% de todas las emisiones de dióxido de carbono en el medio ambiente.
La piedra caliza es menos peligrosa y tiene menos impacto ambiental durante su proceso de producción que el cemento Portland. Se puede utilizar en lugar de cemento Portland ordinario en concreto para la impresión 3D sin una reducción en la calidad de la mezcla de impresión.
De igual modo, se añadieron rellenos ligeros, hechos de diminutas esferas termoplásticas huecas, para reducir la densidad del concreto. Esto cambió la conductividad térmica del concreto, reduciéndolo hasta un 40% en comparación con otro concreto utilizado para la impresión 3D. Lo anterior mejoró aún más las propiedades de aislamiento del concreto y redujo la cantidad de materia prima requerida.
Utilizando la tecnología de impresión 3D, es posible desarrollar una estructura de pared en una computadora, convertirla en código simple y enviarla a una impresora 3D para ser construida. Las impresoras 3D pueden funcionar las 24 horas del día, disminuir la cantidad de residuos producidos y aumentar la seguridad de los trabajadores de la construcción.
Nuestra investigación muestra que un edificio 3D ultraligero y bien aislado es posible, algo que podría ser un paso vital en nuestra misión hacia el cero neto.
Fuentes de Consulta
Ghaffar, Seyed. (2022, marzo 4). “Future cities could be 3D printed — and greener”. The Next Web. Recuperado de: <https://thenextweb.com/news/future-cities-could-be-3d-printed-using-concrete-made-with-recycled-glass-syndication>.
