Estudiante de doctorado suizo inventa sistema de encofrado que reduce hasta un 60 % el uso de hormigón y un 90 % el acero de refuerzo, disminuyendo las emisiones y los desechos

Unfold Form, hecho de tiras de contrachapado conectadas con bisagras textiles, es reutilizable, ligero y fácil de transportar, además de ser capaz de soportar hasta 1 tonelada de hormigón.

• Reducción de materiales: Hasta 60 % menos hormigón y 90 % menos acero.
• Sistema reutilizable: Encofrado plegable Unfold Form, fácil de desmontar y almacenar.
• Ligero y resistente: Pesa 24 kg, soporta hasta 1 tonelada de hormigón.
• Diseño inspirado en la naturaleza: Geometría en zigzag similar a caparazones.
• Técnica innovadora: Usa plegado de crestas curvas (CCF) para estabilidad.
• Accesibilidad global: No requiere tecnología avanzada ni grandes recursos.
• Pruebas exitosas: Funciona con bio-hormigón en Sudáfrica; demuestra versatilidad.
• Fácil transporte: Cabe en bolsas pequeñas, ideal para proyectos remotos.
• Impacto social: Capacitación para comunidades locales; construcción sostenible.
• Expansión futura: Nuevos proyectos y comercialización global en desarrollo.

PhD en arquitectura desarrolla una solución innovadora para pisos de hormigón más ecológicos

Un estudiante de doctorado en arquitectura de ETH Zúrich ha diseñado una solución innovadora para construir pisos de hormigón de una manera más amigable con el medio ambiente, utilizando menos material y reduciendo las emisiones de carbono asociadas.

La clave de esta innovación radica en un diseño ligero, robusto y reutilizable del encofrado, que permite disminuir significativamente el uso de hormigón y acero.

El impacto ambiental del hormigón y las innovaciones necesarias

El hormigón es el material de construcción más utilizado en el mundo, lo que impulsa a investigadores de ingeniería y arquitectura a buscar métodos más eficientes y sostenibles.

Según ETH Zúrich, este nuevo tipo de encofrado podría reducir hasta un 60 % el uso de hormigón y un 90 % el acero de refuerzo en las losas tradicionales de hormigón armado. Esto representa una importante disminución en las emisiones de carbono y los desechos de materiales asociados con la construcción.

Bajo la dirección del profesor Philippe Block, el Grupo de Investigación Block (BRG) ha introducido un elemento de piso abovedado hecho de hormigón que, gracias a su geometría optimizada, logra secciones mucho más delgadas sin requerir refuerzos de acero.

Esta tecnología está siendo comercializada a través de VAULTED AG, una empresa derivada de ETH.

Estructuras no estándar: desafíos y soluciones

En proyectos con diseños de pisos de hormigón no estándar, el problema principal ha sido el carácter de un solo uso del encofrado, especialmente en formas abovedadas.

La estudiante de doctorado Lotte Scheder-Bieschin ha creado un sistema de encofrado plegable llamado Unfold Form, que no solo es reutilizable sino también más eficiente en el uso de recursos.

El sistema consiste en tiras delgadas y flexibles de contrachapado conectadas mediante bisagras textiles. Estas pueden desplegarse como un abanico para formar un molde en zigzag, sobre el cual se vierte directamente el hormigón.

Una vez que este fragua, el encofrado se puede desmontar fácilmente, plegar y guardar para su próximo uso. A pesar de su ligereza (pesa solo 24 kilogramos), este sistema es capaz de soportar hasta 1 tonelada de hormigón.

Inspiración en la naturaleza y técnicas tradicionales

El diseño de Unfold Form se inspira en estructuras naturales, como los bordes en zigzag de los caparazones de mariscos, que proporcionan rigidez sin aumentar significativamente el peso.

Además, utiliza principios de geometría y plegado de crestas curvas (CCF), una técnica inspirada en el origami, para lograr estabilidad estructural y reducir la deformación bajo carga.

La innovación de Scheder-Bieschin radica en adaptar esta técnica para su uso en la construcción. Su solución permite partir de paneles prefabricados en 2D, que se despliegan fácilmente para formar estructuras en 3D con la rigidez necesaria para soportar el hormigón.

Ficha técnica

Encofrado Unfold Form

• Peso del encofrado: 24 kg
• Dimensiones del encofrado empaquetado: 160 x 40 x 25 cm
• Materiales del encofrado: Contrachapado de 8 mm, tejido de poliéster recubierto de PVC
• Costos de materiales: 650 CHF
• Tiempo de ensamblaje: 30 minutos

Sistema de piso resultante

• Vanos/Dimensiones: 3,0 m x 1,8 m (a media escala)
• Grosor de la cáscara de hormigón no reforzado: 5-13 cm
• Grosor total del sistema de piso: 40 cm, más del 70 % tiene menos de 25 cm
• Peso de la cáscara de hormigón: 1000 kg, 60 % menos comparado con una losa convencional
• Peso del acero: 10 kg, 90 % menos comparado con una losa convencional

Pruebas en el mundo real: un ejemplo en Sudáfrica

Además del prototipo construido en el campus de ETH en Zúrich, el sistema Unfold Form se ha probado con éxito en Sudáfrica, donde se utilizó para construir una estructura gemela en colaboración con la empresa local nonCrete, especializada en construcción sostenible y soluciones de vivienda asequibles.

Esta versión utilizó un bio-hormigón elaborado a partir de vegetación invasiva triturada, demostrando que no es necesario emplear hormigón de grado premium para obtener resultados robustos.

El sistema de encofrado se transportó fácilmente en dos bolsas para tablas de surf, subrayando su portabilidad y facilidad de uso. Además, la reutilización del encofrado sin pérdida de calidad refuerza su atractivo como una solución sostenible para proyectos futuros.

Ventajas y desventajas de este sistema.

Ventajas

• Ahorro de materiales: Reduce hasta un 60 % el hormigón y un 90 % el acero de refuerzo.
• Sostenibilidad: Disminuye las emisiones de carbono y los desechos de construcción.
• Reutilizable: Encofrado diseñado para múltiples usos sin pérdida de calidad.
• Ligero y transportable: Pesa solo 24 kg y se transporta fácilmente.
• Accesibilidad: No requiere maquinaria avanzada ni conocimientos técnicos complejos.
• Versatilidad: Compatible con diferentes tipos de hormigón, incluso bio-hormigón.
• Diseño eficiente: Geometría en zigzag que maximiza la resistencia con menos peso.
• Fácil ensamblaje: Materiales económicos y montaje rápido con herramientas simples.
• Impacto social positivo: Promueve la capacitación y autonomía en comunidades locales.
• Adaptabilidad: Puede aplicarse en diversas regiones y condiciones de construcción.

Desventajas

• Limitaciones en escala: Puede no ser adecuado para proyectos de gran envergadura o alta carga estructural.
• Curva de aprendizaje: Requiere entrenamiento inicial para su correcto uso.
• Dependencia de materiales específicos: Necesita madera contrachapada y bisagras textiles, no siempre disponibles en ciertas áreas.
• Desempeño con hormigón estándar: Puede haber variaciones en la calidad dependiendo del tipo de hormigón utilizado.
• Producción inicial: Aunque el costo es bajo, requiere diseño personalizado para cada proyecto.
• Restricciones climáticas: La durabilidad del encofrado puede depender de la exposición a condiciones extremas como humedad o calor intenso.
• Innovación en desarrollo: Aunque prometedora, la tecnología aún está en fase experimental y no ha sido ampliamente adoptada.

Impacto social y visión a largo plazo

Scheder-Bieschin busca no solo comercializar su producto, sino también empoderar a las comunidades locales a través de programas de capacitación que les permitan construir el encofrado y las estructuras de forma independiente.

Este enfoque tiene un gran potencial para abordar las necesidades de vivienda sostenible en países en desarrollo, como las comunidades de los municipios sudafricanos.

Actualmente, está diseñando un mercado en un municipio de Ciudad del Cabo utilizando su sistema de encofrado y planea continuar el desarrollo de esta tecnología como investigadora postdoctoral en ETH Zúrich. Su meta es combinar innovación tecnológica con impacto social y ambiental positivo.

Esta solución no solo abre nuevas posibilidades para la construcción sostenible, sino que también subraya la importancia de la colaboración global en la búsqueda de un futuro más verde y equitativo.

Vía ethz.ch

Más información: www.vaulted-floors.com