Como otras grandes innovaciones que nacieron en los garajes, en 1983 el norteamericano Chuck Hull inventó la impresora 3D en su casa. En el año 2006, Adrian Bowyer, profesor universitario de inglés, construyó la primera impresora 3D doméstica, capaz de replicar sus propias piezas. En el año 2011, Josef Prusa, miembro de la comunidad RepRap (Replicating Rapid Prototyper), crea la impresora 3D Prusa I3 que sirve de modelo para muchas de las impresoras que hay actualmente.
Las impresoras 3D utilizan la fabricación aditiva, van depositando capas de material según el modelo elegido hasta conseguir el objeto final. Una de las ventajas de la fabricación aditiva es que en un solo proceso se puede crear un objeto, sin necesidad de acoplar varias piezas. Además, los objetos pueden ser personalizados y la fabricación no genera residuos.
Las utilidades de las impresoras 3D aumentan día a día y cubren casi todos los sectores.
El italiano Enrico Dini y el norteamericano de origen iraní Behrokh Khoshnevis fueron los primeros a tener la idea de construir casas mediante una impresora 3D. Enrico Coma, fundador de D-Shape y de Dini Engineering inventó la impresión 3D por chorro de aglutinante. Empezó experimentando con agua y arena y en el año 2005 patentó el primer Método y el dispositivo para construir estructuras de aglomerado automático, con el constructor Roberto Nannini y Moreno Chiarugi.
El sistema 3DCP– Impresión 3D de hormigón- que sustituye el encofrado con hormigón-, combina la tecnología digital con la nueva tecnología de materiales, posibilitando la construcción de formas libres sin el coste de los encofrados.
La primera casa construida completamente con impresora 3D, obra de Dini, fue “Toda una casa en una sola pieza”, presentada el enero del 2011 al Museo Triennale de Milà.
En los Estados Unidos en 2009, Behrokh Khoshnevis presenta el proyecto CONTOUR CRAFTING (elaboración de contornos) una tecnología de impresión 3D de edificios que usa una grúa en forma de pórtico, controlada por ordenador, con menos mano de obra, que actúa de forma rápida y eficiente.
Behrokh Khoshnevis, que en 2010 defendía que podía construir una casa en un único día, perseguía la idea de poder construir viviendas de manera rápida después de desastres naturales como los devastadores terremotos de su país, Irán.
Esto es lo que está haciendo la ONG NEW STORY asociada con la constructora ICON en México, Haití y El Salvador. En 24 horas pueden levantar una casa de 152m2. Ya han construido más de 2.700 viviendas para familias pobres, en cinco años.
En México, New Story, Icon y Échale han empezado a construir la primera comunidad impresa en 3D del mundo. No todas las casas de la comunidad estarán imprimidas en 3D, en una parte de las casas se usará la tecnología Ecoblock. Este tipo de viciendas estarán elaboradas con una prensa hidráulica y formadas por un 90% de tierra de la zona, reduciendo en un 30% las emisiones de CO₂ respecto de otros materiales.
La impresora 3D de CONTOUR CRAFTING utiliza un material parecido al hormigón y, sobre el pavimento, va imprimiendo capa por capa las paredes de la casa hasta rematarla con el techo. Su proyecto se basa en la robótica patentada de impresión 3D, el software y los materiales avanzados.
A medida que se construyen las capas de las paredes se pueden instalar puertas, ventanas, fontanería y cableados.
La NASA ha estado considerando el CONTOUR CRAFTING como sistema de construcción de bases en la Luna y Marte. De hecho, en el año 2013, la NASA financió un estudio para desarrollar mejor la impresión 3D, utilizando el mismo material lunar para la construcción. Únicamente habría que llevar un 10% del material desde la tierra.
Y esta es uno de las grandes ventajas de la construcción de casas bioclimáticas con impresoras 3D, la base aglutinante puede estar hecha a base de materiales existentes en la zona, ahorrando las emisiones del transporte.
Por ejemplo, en Italia a través del proyecto TECLA de Mario Cuccinella Arquitects y WASP, especialistas en impresión 3D en Italia, están construyendo casas con impresoras 3D que usan como base aglutinante arcilla de origen local. Por lo tanto, no se generan ni residuos ni emisiones, y los materiales son completamente reciclables. En este proyecto trabajan varias impresoras 3D al mismo tiempo. En total fueron 200 horas de impresión, 7.000 códigos máquina (código G), 350 capas de 12 mm, 150 km de extrusión, 60 metros cúbicos de tierra cruda y un consumo mediano inferior a 6 kW.
La forma de esta casa se inspira en la avispa alfarera. Destacan las paredes en celos que conforman un aislamiento térmico y acústico.
Para Mario Cucinella este es “un cambio de paradigma en el campo de la arquitectura, acercándose a las necesidades de las personas y encontrando así una respuesta para la ‘Tierra’ dentro de la ‘tierra’. Una colaboración que se convierte en la unión entre la arquitectura empática y la aplicación de nuevas tecnologías”.
Otras empresas, como el estudio holandés DUS, también ofrecen soluciones de impresión 3D con una huella de carbono mínima, usando bioplásticos como material para la fabricación aditiva, que pueden ser reciclados si la casa se derroca.
También se construyen casas mediante impresión 3D, siguiendo los criterios de Passivhaus. El año 2017, el ingeniero ucraniano Max Gerbut dio a conocer el prototipo de PassivDom, la primera casa Passivehaus imprimida en 3D del mundo. Una pequeña casa pasiva de 36 m², construida mediante la tecnología de impresión 3D que, según Max, es la primera casa completamente autónoma del mundo. Esta casa no requiere ningún tipo de combustible, independientemente de su ubicación, es decir, ni siquiera en un clima ártico.
PassivDom presenta un marco de fibra de vidrio reforzado con carbono imprimido en 3D. Dispone de aislamiento de paneles de vacío y, según los diseñadores, cumple el estándar Passivhaus. Esto es todo un gran logro, puesto que el hogar cuenta con muchos vidrios. Por eso, para lograr que fuese bioclimático usaron ventanas que desarrollaron ellos mismos, y afirman que se trata de “las ventanas de producción masiva más cálidas del mundo”.
Actualmente, en España ya podemos comprar una casa construida con una impresora 3D siguiendo los criterios de Passivhaus. La startup valenciana, nacida a la UPV, BeMore 3D nos asegura que la cubierta se puede instalar en 24 horas después de la impresión de los muros de carga. Estos muros se construyen con una base aglutinante formada por un cemento especial creado por ellos mismos, que contiene fibras para dar resistencia a la flexión y ahorrar las grietas.
A modo de conclusión, podemos decir que las casas construidas con impresoras 3D lo tienen mucho más fácil para ser bioclimáticas, puesto que se han reducido muchas emisiones durante la fabricación de materiales convencionales y el transporte hasta el lugar de construcción de la casa.
Para que sea muy bioclimática será necesario incluir:
Ø Una buena orientación
Ø Ventilación cruzada
Ø Aislamiento de todo el evolvente de la casa
Ø Protección solar en verano
Ø Ahorro de agua
Ø Agua caliente con energía solar térmica
Ø Ventanas con doble acristalamiento y ruptura del puente térmico
Ø Iluminación eficiente
Ø Energía fotovoltaica por autoconsumo eléctrico
Ø Colores de las paredes para reflejar o captar el calor solar, según la zona geográfica
Ø Aprovechamiento del agua de lluvia
Las casas bioclimáticas construidas con impresión 3D, cuentan con la ventaja de que, como informó el programa Discovery This Week de Science Channel el 2005, dadas las 3-7 toneladas de residuos materiales y los humos de escape de los vehículos de construcción durante la construcción estándar del hogar, la elaboración de contornos podría reducir significativamente el impacto ambiental.
Colaboradora de la Asociación para el Desarrollo de la Casa Bioclimática desde la su fundación, año 2003. Divulgadora de los beneficios del bioclimatismo en producciones audiovisuales para Antena3, TVE y en el vídeo-declaración “¿Qué es una casa bioclimática?” de la ADCB. Propietaria y usuaria de una casa bioclimática desde 2001 y de un vehículo eléctrico desde 2015.
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