REVISTA

JUVENTUD Y CIENCIA SOLIDARIA:

En el camino de la investigación

Casas construidas con impresoras 3D

Juan Rafael Muñoz Tapia, Freddy Matías Ortiz Lima,

María Emilia Parra Granda, Adrian Leandro Farez Arizaga

Mi nombre es Juan Rafael Muñoz Mi nombres es Freddy Matías Or-Tapia, tengo 14 años y estudio en 10mo tiz Lima, tengo 14 años y estudio en 10mo EGB. de la Unidad Educativa Particular EGB. de la Unidad Educativa Particular

Hermano Miguel de la Salle. Mis hobbies Hermano Miguel de la Salle. Mis hobbies favoritos son pasear en bicicleta y jugar favoritos son el motocross y el fútbol. Quiero

vóley. Quiero estudiar Medicina en la estudiar Medicina en la universidad. universidad.

Mi nombre es María Emilia Parra Mi nombre es Adrian Leandro Farez Granda; tengo 14 años y estudio en 10mo Arizaga, tengo 14 años y estudio en 10mo EGB. de la Unidad Educativa Particular EGB. de la Unida Educativa Particular

Hermano Miguel de la Salle. Mis hobbies Hermano Miguel de la Salle. Mis hobbies favoritos son leer libros y salir a pasear. favoritos son leer libros y escuchar música.

Quiero estudiar Diseño Gráfico en la A futuro, aspiro estudiar la carrera de

universidad Magisterio en la universidad

Resumen

En este documento se analiza si la construcción de la lluvia, las corrientes de viento, la radiación solar,

viviendas mediante impresoras 3D es una alternativa las inundaciones, las sequías y los sismos. Además,

sustentable y adecuada para ser habitada por las per-se examina la capacidad de retención de calor que

sonas. Para ello, se evalúa la calidad de los materiales ofrecen estas viviendas y si esta resulta adecuada

utilizados, la estructura de las construcciones y su para la vida diaria. Los datos analizados provienen de

respuesta ante distintos fenómenos naturales, como casas ya construidas en distintos países, como Estados

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18 Juventud y Ciencia Solidaria

Unidos. De igual manera, se investiga la influencia rar casas más económicas y con un menor uso de

del clima en la calidad de las viviendas, considerando materiales [1]. Esta alternativa resulta especialmente

entornos cálidos, como la región costera, y ambientes adecuada para personas que han perdido su vivienda

semihúmedos, como la región andina. Para ello, se a causa de fenómenos naturales u otras circunstancias.

realizan simulaciones en distintas plataformas digitales, Para abordar correctamente este tema, es nece-

sometiendo las viviendas a diversos climas con el fin sario explicar que los fenómenos naturales, como los

de obtener resultados más confiables y precisos. Este huracanes, terremotos y tsunamis, pueden provocar

documento fue elaborado a partir de la investigación la pérdida de numerosas viviendas y edificaciones de-

realizada por los cuatro integrantes del equipo, así bido a la gran fuerza que los caracteriza. Ante esta

como de la consulta de diversas fuentes digitales confia-situación, muchas personas han comenzado a buscar

bles, principalmente obtenidas de Google Académico. estrategias más sustentables y fáciles de construir, sin

que representen un gasto tan elevado como el de una

Palabras clave: 3D, impresora, casa, sustentable, vivienda tradicional [2]. De este modo, surge la idea

sostenible de construir casas mediante impresoras 3D, una alter-

nativa que ha demostrado ser más rentable y eficiente

Explicación del tema para quienes han perdido su hogar.

El construir estas casas ha demostrado que los

Con los avances tecnológicos actuales, el ser humano costos presentan una diferencia significativa en com-

ha desarrollado diversas formas de adaptarse a situa-paración con las viviendas tradicionales. Gracias al

ciones difíciles y garantizar su subsistencia. En este uso de impresoras 3D, se reduce el gasto en materiales,

contexto, han surgido las impresoras 3D aplicadas a la mano de obra y tiempo de construcción, lo que permite

construcción de viviendas, las cuales permiten elabo-ofrecer viviendas más accesibles [3].

Tabla 1. Comparación de los precios

Tipo de Vivienda Costo aproximado (USD)

Vivienda tradicional 70,000 - 100,000

Vivienda impresa en 3D 30,000 - 40,000

En la Tabla 1 se comparan los costos de las vivien- Los materiales necesarios para la construcción de

das tradicionales y las viviendas impresas en 3D. Los estas viviendas incluyen hormigón modificado, varillas

datos muestran que las casas construidas con impre-de construcción y aislamiento térmico [5]. El uso de

soras 3D resultan considerablemente más económicas estos materiales en toda la vivienda tiene un costo

y rentables, ya que presentan una variación de pre-aproximado de entre 10 000 y 13 000 dólares. Por otro

cios aproximada entre 30 000 y 40 000 dólares, en lado, el diseño de la casa puede realizarse en distintos

comparación con las viviendas tradicionales [3]. estudios especializados en modelado 3D y, dependiendo

del tipo de diseño, su costo oscila entre 1 000 y 2 000

Durante el desarrollo de la investigación se identifi-

dólares. En cuanto al uso de la máquina industrial de

caron diversos problemas y dificultades; sin embargo,

impresión 3D, los costos pueden partir desde 10 000

el principal desafío fue la obtención de los materiales y

dólares, variando según el tamaño de la vivienda, lo

las máquinas necesarias, debido a las limitaciones pre-

que eleva el costo total de construcción a aproxima-

supuestarias [4]. Ante esta situación, se optó por una

damente 25 000 dólares [4]. Finalmente, se estima un

alternativa más sostenible, que consistió en la consulta

valor adicional de alrededor de 5 000 dólares para la

de fuentes confiables, a partir de las cuales se recopiló

instalación de implementos como ventanas, puertas y

la información necesaria para redactar y sustentar el

electrodomésticos.

presente artículo científico.

En el camino de la investigación 19

la gran variedad de formas y diseños que pueden lo-

grarse durante el proceso de edificación. Además, no es

necesario aplicar procedimientos de ensamblaje com-

plejos, ya que la construcción se realiza de manera

continua [5]. Otro beneficio importante es la reducción

del gasto de materiales y de los desperdicios genera-

dos. En la impresión 3D, tanto los objetos simples

como los más complejos requieren un esfuerzo similar,

Figura 1. Comparación de dos métodos de construcción y una sola impresora puede crear múltiples formas y

Fuente: [6] estructuras [7].

El origen de esta tecnología se remonta al año 1976,

La figura 1 muestra dos formas de construcción de

cuando se fabricó la primera impresora de inyección de

viviendas. En la imagen de la izquierda se observa que,

tinta. Posteriormente, en 1984, se desarrolló la primera

mediante la impresión en 3D, el proceso es más auto-

impresora capaz de crear objetos tridimensionales. La

matizado y requiere menos personal [6]. En contraste,

primera patente relacionada con el uso de impresoras

la construcción de una vivienda tradicional demanda

3D apareció en Japón en 1981, mientras que en 1984

una mayor cantidad de trabajadores y el uso de más

Charles Hull desarrolló un sistema y un programa fun-

materiales.

damentales para la impresión tridimensional [7]. Toda

Los expertos han experimentado con las impresoras

esta información permite comprender la evolución de

3D desde hace varios años, fabricando distintos objetos.

esta tecnología y es conocida gracias a los aportes

Según [4], las primeras impresoras aparecieron en 1998

de [7].

y utilizaron la arcilla como material inicial de impre-

sión, con la cual se elaboraron diversas piezas. Este

antecedente evidencia que el ser humano ha logrado

perfeccionar esta tecnología, pasando de la impresión

de elementos cerámicos a la construcción de viviendas

de tamaño real.

Figura 3. Maqueta de una casa

Fuente: [8]

En la figura 3 se presenta el diseño arquitectónico

de una vivienda elaborada para su construcción me-

diante impresión 3D [8]. En este modelo se observa

una distribución que incluye dos dormitorios, cada uno

con su respectivo baño, así como una cocina integrada

Figura 2. Comparación de impresiones en 3D

Fuente: [4] al comedor y al acceso principal de la vivienda. Este

tipo de diseño corresponde a uno de los modelos más

De la misma manera, el uso de impresoras 3D para comunes y funcionales en la actualidad; no obstante,

la construcción de viviendas presenta diversos bene-existen otras variantes con distintas distribuciones y

ficios. Según [4], una de sus principales ventajas es características [9]. Este modelo resulta especialmente

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llamativo por su sencillez, eficiencia y adaptación a las 2021.

necesidades básicas de una familia.

[2] M. Azuero Valderrama and M. L. Sánchez Cruz,

“El Uso De Impresoras 3D Para La Construcción

Conclusiones De Viviendas De Interés Social,” 2022.

La impresión de viviendas mediante impresoras 3D se [3] S. E. Lavarello Arteaga and J. D. Tello Diaz,

presenta como una alternativa sustentable y rentable “Propuesta de morteros especiales a reología

para diversas personas, especialmente para aquellas modificada para la construcción de viviendas con

que han perdido su hogar por distintas circunstancias el sistema de impresión 3D en la ciudad de Lima

o que necesitan una vivienda nueva y segura. Metropolitana,” Universidad Peruana de Ciencias

Asimismo, se ha evidenciado que este tipo de cons- Aplicadas (UPC), Feb. 2024, accepted: 2024-03-

trucción es un proceso más sencillo, ya que no requiere 25T17:39:54Z. [Online]. Available: https://reposito

ensamblajes complejos, genera menos desperdicios de rioacademico.upc.edu.pe/handle/10757/673188

material y permite crear la mayoría de las formas

[4] S. Amado Soriano, “Diseño de una impre-

necesarias para edificar una vivienda.

sora 3D para la construcción de vivien-

Además, los materiales utilizados son relativamente

das,” Jun. 2019. [Online]. Available: https:

fáciles de conseguir y no se requiere personal altamente

//hdl.handle.net/2117/134783

especializado en construcción tradicional. Estas vivien-

das tienen una capacidad aproximada para dos a cuatro [5] M. Campillo Mejías, “Prefabricación en la arqui-

personas, debido a que la maquinaria utilizada suele tectura: Impresión 3D en hormigón,” 2017.

tener un alcance limitado. No obstante, es posible cons-

[6] J. Martín Gonzalo, “¿ Fantasía o realidad?: la cons-

truir casas aptas para un mayor número de personas

trucción a través de la impresión 3D,” 2017.

si se amplía el área del terreno edificado.

Un aspecto fundamental para este tipo de construc-[7] N. Mantilla León, “Impresión 3d y el nuevo

ción es contar con un terreno plano, lo que facilita el paradigma de construcción de vivienda,” 2023.

correcto funcionamiento de la impresora.

[8] L. Díaz Vizoso, “Fabricación digital en fachadas:

En cuanto a la mano de obra, se requiere principal-

difuminación de los límites constructivos mediante

mente de programadores y operadores de las máquinas,

la impresión 3D,” 2018.

quienes se encargan de controlar el brazo mecánico

encargado de la extrusión del hormigón. Este mate-[9] S. Sánchez Gómez, J. L. Alapont Ramón,

rial constituye el principal insumo de la construcción, J. Bono Cremades, and F. J. Catalán Tamarit,

mientras que el resto de los elementos necesarios deben “Una vivienda impresa en Marruecos: prototipo

ser adquiridos por separado. mediante impresión 3D en hormigón para el Solar

Decathlon África 2019,” in Libro de Actas - IX Con-

Referencia greso Internacional Arquitectura Blanca. Editorial

Universitat Politècnica de València, Mar. 2020, pp.

[1] J. Valdepeñas and G. Hernández, Casas Impresas 1–5. [Online]. Available: http://ocs.editorial.upv.es

en 3D, el Futuro de Construir. ResearchGate, /index.php/CIAB/CIAB9/paper/view/10653