El Instituto de Arquitectura Avanzada de Cataluña (IAAC) ha finalizado la impresión en 3D de un nuevo prototipo de edificio bajo en carbono utilizando tierra y materiales naturales disponibles localmente. El IAAC empleó una impresora 3D Crane WASP para crear el edificio ligero experimental como parte de una ampliación del Campus Forestal 3D Printed Earth del instituto en el Parque Natural de Collserola, Barcelona. El proyecto representa un paso importante en el desarrollo de un modelo de vivienda sostenible, de kilómetro cero y asequible.
WASP - Proyecto Mundial de Ahorro Avanzado
WASP - World's Advanced Saving Project se fundó en 2012 en Massa Lombarda, Italia. Inspirándose en la avispa alfarera, una avispa que construye su propio nido de barro en forma de olla, WASP diseña y produce impresoras 3D a gran escala que buscan beneficiar a la humanidad: las impresoras 3D de la empresa se utilizan en diversos sectores, como la vivienda, la energía, la salud y la alimentación. Los ingresos procedentes de la venta de las impresoras de WASP se invierten en investigación y desarrollo, con el objetivo de mejorar la prosperidad para todos. WASP se centra especialmente en la impresión de casas de arcilla sanas y a escala humana utilizando la disponibilidad universal de la tierra.
Impresora 3D Crane WASP
Desarrollada por primera vez en 2018, Crane WASP es un sistema de impresión 3D colaborativo capaz de construir edificios a partir de materiales naturales de origen local, residuos agrícolas y materiales de construcción estándar. Su diseño reinterpreta la arquetípica grúa de construcción desde una perspectiva de fabricación digital. La impresora puede montarse en distintas configuraciones en función del área de impresión. La grúa WASP puede trabajar con arcilla, cal aérea e hidráulica, cemento, áridos y fibras naturales y poliméricas.
Una solución de vivienda asequible y sostenible
La crisis de la vivienda asequible afecta a la población de muchas zonas del mundo. Un informe de Naciones Unidas destaca que "1.600 millones de personas en todo el mundo carecen de vivienda adecuada y servicios básicos". Se prevé que esta cifra podría aumentar hasta los 3.000 millones de personas en 2030. Tras más de diez años de investigación, el IAAC y su programa "Postgrado en Arquitectura con Impresión 3D" combinan un material tradicional con tecnología de vanguardia para "proponer una solución de vivienda asequible y sostenible". Además, la impresión 3D que utiliza tierra obtenida in situ es un método de construcción especialmente sostenible, que contribuye en gran medida a una economía circular.
Una visión de la vida futura dentro de un barrio de tierra impresa en 3D:
Campus del Bosque de Tierra impreso en 3D
La investigación del IAAC sobre el nuevo prototipo de edificio ligero en el Parque Natural de Collserola se vio reforzada por una reciente colaboración con el estudio mundial de arquitectura Hassell. El proyecto era inicialmente un prototipo (financiado por Hassell) para un próximo proyecto de centro comunitario en Tanzania que implicaba el desarrollo de un muro de tierra impresa a tamaño real. A continuación, el IAAC amplió el prototipo inicial para convertirlo en un pabellón a escala real.
La primera fase del Campus del Bosque de Tierra Impresa en 3D del IAAC se llamó TOVA (finalizada en 2022 como parte del Postgrado en Arquitectura Impresa en 3D) - fue el primer edificio impreso en 3D en España construido con tierra y una Grúa WASP. "El Campus Forestal de Tierra Impresa en 3D es una intervención arquitectónica con una serie de espacios cerrados, cubiertos y abiertos realizados con tierra impresa en 3D que sirve también como laboratorio vivo para el ensayo de nuevas soluciones constructivas y arquitectónicas", explica el IAAC. El proyecto pretende crear una serie de espacios desde diversas perspectivas, demostrando cómo los edificios pueden adaptarse a las necesidades de sus usuarios.
El Campus Forestal de Tierra Impresa en 3D está construido en su mayor parte con materiales naturales. Unos cimientos de piedra natural de cincuenta centímetros proporcionan estabilidad y drenaje. En la superficie, los primeros treinta centímetros de cada muro consisten en una sólida base de tierra estabilizada que protege el edificio de las inundaciones y la lluvia. La base se moldeó in situ utilizando un encofrado de tierra impresa, que posteriormente se reutilizó como material para imprimir los muros. El grosor de los muros varía entre cuarenta y setenta centímetros, en función del peso de la carga a soportar y del grado de protección contra la radiación solar que se requiera.
Los muros de tierra se fabrican con material que se obtiene a pocos metros del emplazamiento: la tierra se excava por debajo de 0,5 metros para evitar el contenido orgánico; se seca al sol y se tamiza para eliminar las piedras grandes; la tierra se mezcla con agua, una fibra orgánica y una enzima natural; la mezcla se prensa en la impresora 3D. El muro se imprime diariamente a razón de 25 centímetros de altura, evitando así que se derrumbe por su peso; alcanza una altura de 2,5 metros (ocho pies) en aproximadamente diez días. El tejado de madera se instala cuando los muros están parcialmente secos; el tejado descansa sobre los muros de tierra y está anclado a ellos.
El uso de la impresión 3D permite un alto nivel de personalización en el diseño. "Dependiendo de su posición dentro del proyecto, los muros combinan distintas prestaciones", explica IAAC. "Son estructurales, aguantan su propio peso y el de sus cubiertas (potencialmente utilizadas en edificios de varias plantas); actúan como barreras térmicas y reguladores de la humedad; enmarcan pequeñas aberturas para la luz y las vistas, además de controlar la ventilación natural." Los muros impresos son huecos en un 50% y sus cavidades pueden utilizarse para el aislamiento y la integración de servicios.
TEIXIT
TEIXIT, la siguiente fase del Campus Forestal de Tierra Impresa en 3D, amplía el campus con la creación de un edificio ligero.
TEIXIT se asienta junto a TOVA, ampliando la zona habitable y de trabajo del campus. La construcción ligera del edificio responde a la pregunta de "¿cuánta luz natural puede atravesar un muro de tierra estructural?". Los muros de tierra suelen ser gruesos y opacos; la tecnología de impresión 3D ofrece flexibilidad en el diseño, lo que significa que un muro de tierra puede construirse con un alto nivel de porosidad que permita una cantidad controlada de luz a través de su profundidad. Depositando una capa cada vez, se crea una red de aberturas de 20 centímetros de ancho.
TEIXIT es un espacio abierto de 50 metros cuadrados formado por tres muros impresos en tierra -impresos durante cuatro semanas- que soportan un tejado de madera. Los cables de postensado, insertados a través de las cavidades interiores de los muros, anclan el tejado a los cimientos, equilibrando las fuerzas de levantamiento del viento. El tejado en voladizo ayuda a proteger los muros de tierra sin cocer de los daños causados por el agua; también se aplica un tratamiento hidrófugo con aceite orgánico.
La incorporación de TEIXIT al Campus Forestal de la Tierra Impresa en 3D del IAAC acerca un paso más la investigación del instituto al desarrollo de una arquitectura neutra en carbono y adaptada a las necesidades de sus usuarios y del medio ambiente.
