Investigadores han desarrollado una casa prototipo llamada BioHome3D mediante tecnología de impresión 3D.
Se imprimió con una combinación de residuos de madera y biorresinas, lo que da lugar a un material 100% de base biológica y reciclable que resiste a la intemperie.
La empresa responsable ha recaudado 80 millones de dólares para desarrollar una fábrica de investigación donde pueda determinar cómo ampliar la producción, y afirma que debería estar operativa a finales de 2023.
Había más de un millón de toneladas de serrín sin salida. En Maine, donde aproximadamente el 90% del estado está cubierto de bosques, los aserraderos son una de las principales industrias del estado. Sus subproductos de serrín solían abastecer a otra de las principales industrias del estado, las fábricas de pulpa y papel.
Sin embargo, varias de las mayores fábricas de pulpa y papel del estado han cerrado en los últimos años, lo que ha dejado la corriente anual de residuos de más de un millón de toneladas de recortes, astillas de madera y serrín procedentes de los aserraderos sin ningún comprador.
Los científicos de materiales del Advanced Structures and Composites Center de la Universidad de Maine vieron una oportunidad. Como especialistas en la combinación de polímeros con biomateriales emergentes, vieron que el excedente de residuos de madera no utilizados parecía una nueva pila de material apto para la construcción.
El Centro había recibido recientemente el encargo de buscar soluciones a la escasez de vivienda asequible del estado, agravada por los problemas de la cadena de suministro relacionados con la pandemia y la escasez de mano de obra. La impresión 3D parecía una posible solución. Y, dada la abundante disponibilidad de residuos de madera, los investigadores universitarios empezaron a preguntarse si el serrín podría convertirse en un nuevo tipo de bloque de construcción.
Tras varios años de desarrollo, los investigadores de la universidad presentaron recientemente BioHome3D, una casa prototipo de 600 pies cuadrados impresa en 3D con un material reciclable 100% de base biológica. Combinaron residuos de madera y biorresinas para formar el material base que utiliza una impresora 3D de gran tamaño, la cual fue extruyendo la vivienda completa capa a capa, incluidos sus suelos, paredes y techo. Otros materiales de base maderera se utilizaron para el aislamiento y las baldosas del suelo. La casa se imprimió en cuatro módulos, que después se trasladaron a un emplazamiento cercano a la universidad, en la localidad de Orono, donde se ensamblaron en aproximadamente un día.
Habib Dagher, director ejecutivo del Advanced Structures and Composites Center, afirma que el uso de materia prima de fibra de madera para la impresión 3D es una forma sostenible de construir viviendas y representa un enfoque más integral en comparación con la mayoría de las viviendas impresas en 3D que actualmente llegan al mercado, la mayoría de las cuales utilizan formas de hormigón con alta intensidad de carbono. “No están imprimiendo los cimientos, el techo, los techos interiores, los suelos; solo están imprimiendo las paredes”, afirma. “Eso está bien, pero no resuelve el problema de la mano de obra.”
Y en climas fríos del norte, como el de Maine, imprimir viviendas en 3D con hormigón u otros geomateriales en el propio emplazamiento es inviable durante grandes periodos del año. Dagher afirma que el material de madera y resina que ha desarrollado su centro resiste a la intemperie y que su producción puede realizarse en fábricas en lugar de en las obras.
BioHome3D es una prueba de concepto a escala real. Dagher afirma que la casa se ha construido y amueblado como una vivienda típica, y que pretende servir de modelo para este novedoso enfoque de producción, además de una especie de experimento. “Hemos hecho en nuestro laboratorio todas las pruebas que se nos ocurren. Hemos sometido este material durante muchos años a ciclos de congelación y descongelación, a cambios de temperatura y a pruebas de resistencia. Sabemos que funciona. Pero no hay nada como someterlo a un buen invierno clásico de Maine”, afirma Dagher.
Ese invierno en Maine ya ha comenzado, y el equipo de Dagher lo aprovecha para supervisar el rendimiento de la casa en condiciones reales. Se ha equipado con una variedad de sensores que recopilarán datos durante los próximos meses, lo que permitirá a los investigadores comprender mejor cómo reacciona el material ante distintas condiciones y orientará los ajustes que quizá deban realizar en el proceso de construcción. Los datos que recopilarán este invierno evaluarán el comportamiento estructural y térmico, así como la estanqueidad al aire y la calidad del aire en el interior de la vivienda. Han terminado algunas partes del interior con materiales de construcción habituales, como pladur y pintura para paredes, y han dejado otras sin acabar, para comprobar si surgen problemas de superficie o estéticos. Y, como en esta zona de Maine las temperaturas invernales suelen descender por debajo de cero grados Fahrenheit, la casa tendrá que hacer frente a mucho frío y nieve.
Habrá otras casas de prueba. Dagher afirma que el Advanced Structures and Composites Center ya ha recaudado 80 millones de dólares para desarrollar una nueva fábrica de investigación donde pueda determinar cómo ampliar la producción, con maquinaria de impresión 3D capaz de extruir hasta 500 libras de material por hora. Dagher afirma que la fábrica debería estar en funcionamiento a finales de 2023.
“Nuestro objetivo es producir una casa cada 48 horas”, afirma.
