La sostenibilidad en la construcción sigue siendo uno de los temas más urgentes en la lucha contra el cambio climático. En este contexto, un equipo de investigadores en Estados Unidos, en colaboración con la firma de arquitectos SHoP Architects, ha dado un paso audaz hacia la innovación al desarrollar una alternativa al acero y el concreto: paneles estructurales hechos de bioplástico y aserrín. Este avance no solo podría cambiar el modo en que se construyen edificios de múltiples pisos, sino también marcar el comienzo de una nueva era en la industria de la construcción, en la que los materiales orgánicos desempeñan un papel central.
El Proyecto SM2ART y su innovación bioestructural
Los paneles, diseñados por el Laboratorio Nacional Oak Ridge (ORNL) y la Universidad de Maine (UMaine), son fruto de una colaboración público-privada denominada SM2ART, que se dedica a desarrollar tecnologías basadas en materiales sostenibles. Esta innovación nace de un desafío presentado por SHoP Architects, quienes pidieron explorar el potencial de materiales biológicos y la fabricación aditiva (impresión 3D) en la producción masiva de elementos para la construcción. El resultado fue el Nfloor cassette, un panel estructural que busca reemplazar a los elementos tradicionales de acero y concreto.
Bioplástico y aserrín: una combinación clave
El componente principal de estos paneles es el ácido poliláctico (PLA), un bioplástico derivado de residuos de maíz. A este material se le suma el aserrín, un subproducto del procesamiento de la madera. Esta combinación no solo es biodegradable, sino que también aumenta la rigidez del panel, un factor crucial en su desempeño estructural. Según la investigadora de ORNL, Katie Copenhaver, la geometría del panel juega un papel importante en su resistencia, distribuyendo la carga hacia los bordes exteriores.
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El resultado es un panel con la misma resistencia que una estructura tradicional de acero y concreto, pero mucho más amigable con el medio ambiente y potencialmente más económico de fabricar. A diferencia de un ensamblaje convencional de pisos de acero, compuesto por múltiples partes y materiales, el Nfloor cassette se fabrica como una única pieza monomaterial, lo que facilita su reciclaje y reduce los tiempos de fabricación.
Impresión 3D: reducción de costos y tiempo
La impresión 3D no es solo una herramienta estética, como muchos podrían pensar. En este caso, la fabricación aditiva se utilizó con un enfoque funcional, optimizando la disposición de los materiales estructurales e integrando los canales para instalaciones eléctricas, plomería y sistemas de climatización directamente en el panel durante su fabricación. Esto no solo ahorra tiempo, sino también dinero, eliminando la necesidad de modificar el panel tras su producción.
El proceso de impresión tarda alrededor de 30 horas, y se estima que podría reducir el trabajo en un 33%. A medida que se optimiza el diseño, el tiempo de impresión y el uso de materiales podrían disminuir aún más, lo que permitiría una producción a mayor escala.
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Implicaciones ambientales y el futuro de la construcción modular
El uso de bioplástico y aserrín no solo responde a la necesidad de reducir las emisiones de carbono en la industria de la construcción, sino que también abre la puerta a una mayor modularidad y flexibilidad en el diseño de edificaciones. Los paneles prefabricados como el Nfloor cassette son ideales para la construcción modular de edificios multirresidenciales, una tendencia en crecimiento en ciudades que buscan maximizar el uso de espacio y recursos.
El hecho de que estos materiales sean biodegradables y de que su proceso de fabricación sea más eficiente, hace que esta innovación sea doblemente beneficiosa. Además, al tratarse de un panel monomaterial, es más sencillo de reciclar al final de su vida útil, contribuyendo a una economía circular en la industria de la construcción.
Un camino prometedor hacia edificaciones más verdes
Aunque el proyecto aún está en fases tempranas de desarrollo, los investigadores y arquitectos involucrados ven un futuro brillante para este tipo de materiales en la construcción. Según Christopher Sharples, uno de los fundadores de SHoP Architects, esta innovación no solo revolucionará el uso de materiales orgánicos, sino que también optimizará los procesos de construcción, haciéndolos más eficientes y sostenibles a largo plazo.
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Lo más emocionante de este avance es su potencial para industrializar la construcción misma, aplicando estas tecnologías a una amplia variedad de tipologías y escalas. Desde grandes desarrollos residenciales hasta proyectos comerciales, la introducción de bioplásticos y aserrín podría transformar la industria tal como la conocemos.
Desafíos y próximos pasos
Aunque los resultados iniciales son prometedores, los investigadores están enfocados en seguir optimizando el diseño de los paneles, reduciendo aún más los tiempos de impresión y los costos de materiales. También están explorando cómo incorporar funcionalidades adicionales, como resistencia a incendios y mejoras en el aislamiento térmico y acústico.
Este desarrollo es solo el comienzo de un camino que podría llevarnos a construcciones más sostenibles, no solo en términos de materiales, sino también de procesos. Los arquitectos y constructores de todo el mundo están observando con atención, ya que este tipo de innovaciones tiene el potencial de redefinir las normas en la industria.
