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La industria de la construcción atraviesa una transformación silenciosa pero profunda. Un grupo de investigadores europeos trabaja en una alternativa que podría cambiar la forma en que se levantan viviendas: un material más liviano, reciclable y con menor impacto ambiental que el cemento tradicional.
El desarrollo surge de un trabajo conjunto entre la ETH Zurich (Escuela Politécnica Federal de Zúrich), su área de investigación Digital Building Technologies y la empresa tecnológica FenX AG. El equipo creó una espuma mineral fabricada a partir de residuos reciclados que puede utilizarse en impresión 3D para construir muros y elementos arquitectónicos.
El objetivo es claro es acelerar los tiempos de obra, reducir los costos y disminuir la huella ambiental de uno de los sectores más contaminantes del mundo.
Un material liviano y con menor impacto ambiental
La innovación desarrollada por FenX se basa en una espuma mineral libre de cemento que se obtiene a partir de residuos industriales y minerales de bajo valor. Entre ellos se incluyen cenizas volantes provenientes de centrales termoeléctricas y materiales derivados de altos hornos.
De acuerdo con los investigadores, esta alternativa presenta ventajas frente a soluciones tradicionales como el hormigón celular o las espumas plásticas. Su estructura porosa permite modificar la densidad del material según la necesidad: mayor resistencia en algunas zonas y mejor capacidad de aislamiento en otras.
Además, el sistema está pensado para reutilizar los componentes. Según explicó el arquitecto Patrick Bedarf, responsable del proyecto, el material puede reciclarse una vez finalizado su ciclo de vida para convertirse nuevamente en espuma mineral.
El prototipo que demuestra el potencial del sistema
Para comprobar la viabilidad de esta tecnología, el equipo desarrolló un prototipo llamado Airlements.
Se trata de una estructura compuesta por cuatro piezas impresas en 3D, cada una de aproximadamente dos metros de altura. Cada módulo se produce en menos de una hora mediante impresión robótica y luego se deja endurecer durante una semana a temperaturas moderadas, entre 20 y 28 °C, sin requerir procesos industriales de alto consumo energético.
Cada segmento pesa cerca de 25 kilos, lo que permite manipularlo manualmente sin necesidad de maquinaria pesada. Las piezas son huecas, aunque pueden rellenarse con una espuma de mayor densidad para incrementar su resistencia y utilizarlas incluso como elementos estructurales.
El diseño de las piezas también cumple un rol clave: la superficie ondulada que se observa en las impresiones no es decorativa, sino que mejora la estabilidad del material durante el proceso de endurecimiento.
Cómo funciona la construcción con impresión 3D
El sistema fue desarrollado dentro del laboratorio robotizado del departamento Digital Building Technologies. Allí se utilizan brazos robóticos suspendidos del techo, cámaras de mezcla y software especializado que controla con precisión cada fase del proceso.
Los robots se encargan de imprimir las piezas siguiendo trayectorias previamente programadas, ajustando la velocidad de desplazamiento y la cantidad de material liberado por el cabezal de impresión.
Una vez fabricados, los módulos se transportan al lugar de la obra y se ensamblan como si fueran bloques. Posteriormente, pueden recubrirse con materiales de terminación, como yesos sin cemento.
Este método permite reducir la cantidad de material utilizado, simplificar la mano de obra y acelerar significativamente los tiempos de construcción.
El desafío de reducir las emisiones del sector
La investigación también responde a una preocupación ambiental creciente. La producción de cemento es responsable de aproximadamente el 8% de las emisiones globales de gases de efecto invernadero, lo que la convierte en una de las industrias más contaminantes del planeta.
Por ese motivo, el equipo de ETH Zurich busca avanzar hacia un modelo de construcción con menor dependencia del cemento, al menos en aplicaciones no estructurales durante una primera etapa.
Para los investigadores, el prototipo Airlements representa un paso importante en el desarrollo de métodos de fabricación digital aplicados a materiales espumados.
Actualmente, el grupo trabaja en nuevas mejoras, entre ellas:
- Aumentar la capacidad de carga del material.
- Perfeccionar la precisión del sistema robotizado.
- Desarrollar una línea de producción en la planta de FenX en Turgi, Suiza.
- Optimizar el aislamiento térmico mediante análisis con mediciones infrarrojas.
Otras alternativas que buscan reemplazar al cemento
La búsqueda de materiales más sostenibles no se limita a este proyecto. Diversas instituciones avanzan en soluciones que reutilizan residuos industriales o agrícolas.
Un ejemplo es el trabajo presentado por el Fraunhofer WKI durante la feria tecnológica Hannover Messe Preview. Allí se presentó el proyecto Re Mat Built, que utiliza desechos de obras, fibras naturales y ceniza de cáscara de arroz para fabricar un tipo de hormigón reciclado.
En este caso, la ceniza de la cáscara de arroz funciona como sustituto parcial del cemento. Al combinarse con madera recuperada y otros residuos, se obtiene un material con buena capacidad estructural y propiedades de aislamiento térmico.
Aunque estas tecnologías todavía están en fase de desarrollo, los especialistas creen que podrían transformar el futuro de la construcción. La idea de imprimir piezas en fábrica, transportarlas y ensamblarlas directamente en obra ya no pertenece solo a la ciencia ficción, sino que comienza a abrirse paso en los laboratorios del mundo.