En los aserraderos de Maine quedan toneladas de fibras y restos de madera. Un equipo de investigadores los está utilizando como materia prima para una impresora 3D de gran formato capaz de fabricar partes de una vivienda. Después de probar una primera casa durante tres inviernos, el siguiente paso ya no será otro prototipo: serán nueve viviendas.
- 🪵 Residuos de aserradero como materia prima
- 🖨️ Suelos, paredes y cubierta impresos en 3D
- 🏠 Hasta nueve nuevas viviendas en Maine
- ⚙️ Producción automatizada y montaje modular
- ♻️ Materiales de origen biológico y reciclables
- 🌲 Tres inviernos de Maine superados por el primer prototipo
De un prototipo de 56 m² a un pequeño conjunto de viviendas
La historia comenzó en noviembre de 2022, cuando el Advanced Structures and Composites Center (ASCC) de la Universidad de Maine presentó BioHome3D, una vivienda de unos 56 m² fabricada mediante impresión 3D a gran escala.
No era otra casa con algunos muros impresos.
La universidad imprimió suelo, paredes y cubierta utilizando un compuesto desarrollado a partir de fibra de madera y resinas de origen biológico. También recurrió a aislamiento de fibra de madera y celulosa.
La casa se fabricó por módulos en las instalaciones del centro de investigación. Después fueron transportados hasta la parcela y fijados sobre la cimentación. El montaje principal se completó aproximadamente en medio día.
Desde entonces, aquella pequeña vivienda se ha convertido en un laboratorio a escala real. Sensores permiten estudiar su comportamiento térmico, ambiental y estructural. Y había una prueba especialmente interesante teniendo en cuenta dónde está situada: el invierno.
El prototipo ya ha soportado tres inviernos de Maine, mientras los investigadores continúan analizando su durabilidad.
Eso cambia bastante la conversación. Ya no se trata únicamente de demostrar que una impresora gigantesca puede fabricar una casa de madera. Ahora hay varios años de exposición real detrás.
La siguiente prueba será mucho más difícil: fabricar nueve
El nuevo proyecto desarrollado por la Universidad de Maine y Penquis, una organización sin ánimo de lucro dedicada, entre otras áreas, a vivienda y asistencia comunitaria, contempla producir hasta nueve BioHomes en el área de Greater Bangor.
Las viviendas se construirán progresivamente en tres etapas.
La estrategia tiene sentido. En lugar de fabricar nueve unidades idénticas de golpe, los investigadores podrán analizar cada tanda, detectar problemas y aplicar los cambios en la siguiente.
Aquí aparece la auténtica prueba para la fabricación aditiva de viviendas: la repetibilidad.
Construir un prototipo extraordinario demuestra que algo es técnicamente posible. Fabricar una casa tras otra con tiempos, prestaciones y calidad previsibles empieza a demostrar que existe un proceso industrial.
El proyecto cuenta con 4 millones de dólares de financiación federal estadounidense obtenida mediante Congressionally Directed Spending.
Una fábrica de casas en lugar de una obra convencional
La visión del equipo dirigido por Habib Dagher, director ejecutivo del ASCC, se parece más a una fábrica de automóviles que a una promoción inmobiliaria convencional.
Buena parte de la vivienda se fabricaría automáticamente bajo techo y posteriormente se trasladaría hasta su emplazamiento.
La consecuencia puede ser importante.
Una obra tradicional distribuye durante semanas o meses trabajadores, maquinaria y materiales alrededor de una parcela. Una vivienda industrializada desplaza una parte considerable de ese trabajo hacia una instalación controlada, donde automatización, robótica y fabricación digital permiten repetir procesos.
Después queda trabajo en el emplazamiento, claro. Cimentaciones, conexiones, instalaciones, transporte, montaje y acabados no desaparecen por colocar una impresora 3D en una fábrica.
Pero cambia dónde y cómo se realiza una parte considerable del trabajo.
El serrín deja de ser un residuo de poco valor
Quizá la parte más interesante de BioHome3D no sea la impresora.
Es la materia prima.
Maine cuenta con una importante industria forestal y sus aserraderos generan residuos de madera. El proyecto pretende convertir parte de ese flujo en materia prima para fabricar componentes constructivos de mucho mayor valor añadido.
La lógica es bastante atractiva: material disponible localmente, fabricación regional y viviendas producidas cerca del lugar donde se necesitan.
Además, utilizar biomasa residual en productos de larga duración puede mantener durante años parte del carbono biogénico contenido en la madera, siempre que la gestión forestal, la formulación del material y su tratamiento al final de la vida útil acompañen.
No basta con decir que algo contiene madera para considerarlo automáticamente sostenible. El balance completo depende del origen de la biomasa, de la cantidad y naturaleza de la resina, de la energía consumida durante la fabricación, del transporte, de la durabilidad y del tratamiento final.
Ahí está una de las cuestiones que habrá que seguir de cerca cuando la tecnología aumente de escala.
Una impresora mucho más rápida que la utilizada en 2022
También ha cambiado la maquinaria.
Cuando se produjo el primer BioHome3D, el sistema podía depositar alrededor de 45 kg de material por hora. La nueva infraestructura de fabricación de la universidad trabaja en otra escala.
La capacidad indicada actualmente se sitúa aproximadamente entre 227 y 454 kg por hora.
Es decir, en el extremo superior se acerca a multiplicar por diez el ritmo utilizado para fabricar el primer prototipo.
La Universidad de Maine quiere aprovechar su nueva Factory of the Future, integrada en las instalaciones GEM, para estudiar cómo convertir BioHome3D en un sistema de fabricación repetible.
Más velocidad por sí sola no resuelve el problema. Para producir viviendas hacen falta control dimensional, estabilidad del material, resistencia mecánica, protección frente al fuego y humedad, aislamiento y compatibilidad con los códigos de construcción.
Pero aumentar tanto el caudal elimina uno de los obstáculos evidentes para pensar en producción a mayor escala.
No todas las casas impresas en 3D son iguales
La diferencia con buena parte de la construcción 3D actual es considerable.
Muchos proyectos comerciales utilizan impresoras para depositar mezclas cementosas que forman los muros. Después se incorporan mediante técnicas convencionales cubierta, aislamiento, carpinterías, instalaciones y otros componentes.
BioHome3D lleva la fabricación aditiva bastante más lejos.
En el primer prototipo se imprimieron paredes, suelo y cubierta, además de sustituir la mezcla cementosa habitual por un material compuesto basado en madera.
Es una aproximación distinta a proyectos como las viviendas impresas con hormigón que ya están apareciendo en Europa y Estados Unidos.
También tiene problemas diferentes.
El hormigón cuenta con décadas de normativa, ensayos y experiencia constructiva. Un compuesto estructural biobasado impreso a gran escala necesita demostrar cómo envejece y cómo responde al fuego, la humedad, las cargas estructurales y los ciclos térmicos durante muchos años.
El fuego será una de las pruebas decisivas
La propia Universidad de Maine reconoce que una de las siguientes áreas de investigación es desarrollar materiales resistentes al fuego y realizar ensayos adicionales para cumplir los requisitos necesarios para una aplicación más amplia.
Es un detalle importante porque evita convertir BioHome3D en una historia demasiado perfecta.
Una vivienda no puede evaluarse únicamente por la velocidad con la que sale de una impresora.
Debe conservar sus prestaciones durante décadas, soportar condiciones meteorológicas adversas y cumplir las exigencias estructurales y de seguridad aplicables a cualquier edificio residencial.
Las nueve nuevas viviendas serán especialmente valiosas por eso. Permitirán comprobar cómo responde el proceso cuando deja de fabricar una pieza excepcional y comienza a repetirse.
Potencial
BioHome3D resulta especialmente interesante en regiones que combinan industria forestal, residuos de madera disponibles y necesidad de vivienda.
En ese contexto podrían crearse pequeñas fábricas regionales capaces de transformar subproductos locales en componentes de construcción y transportar módulos terminados hasta poblaciones cercanas.
También podría reducirse la dependencia de determinados materiales procedentes de largas cadenas de suministro.
A medio plazo, la fabricación digital permitiría además modificar diseños sin reconstruir toda una línea de producción. Una misma instalación podría producir viviendas con diferentes dimensiones o distribuciones partiendo de archivos digitales.
El gran salto llegará cuando pueda demostrarse que todo eso funciona a un coste competitivo, cumpliendo normativa y manteniendo las viviendas en buenas condiciones durante décadas.
Las nueve casas de Maine deberían aportar algunas de esas respuestas.
Si funcionan, el avance importante no será haber impreso otra casa llamativa. Será haber comenzado a convertir serrín y residuos forestales locales en viviendas mediante un proceso industrial repetible.
Más información: Biohome3d
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