3DCP-SEGBEAM: Exploración sobre vigas segmentadas de hormigón con impresión 3D para fomentar la sostenibilidad en la construcción (3DCP-SEGBEAM)
Investigadores principales:
JOSÉ LUIS BONET SENACH
PEDRO FRANCISCO MIGUEL SOSA
Miembros del equipo:
- MIGUEL ÁNGEL FERNÁNDEZ PRADA
- JOSÉ RAMÓN ALBIOL IBÁÑEZ
- MIGUEL SÁNCHEZ LÓPEZ
- LISBEL RUEDA GARCÍA
- ROGELIO FRANCO SEGARRA
- ALBERTO GARCÍA CÁRCEL
- LINO JOSÉ MARTÍNEZ TODOLÍ
Organismo financiador:
Duración: 01/09/2022 – 31/08/2026
Referencia: PID2021-126397OB-I00
Resumen
Una construcción más sostenible y competitiva tiene que responder necesariamente al desafío del cambio climático, centrándose en la reducción de residuos y emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). El sector de la construcción es el responsable del 35% de los residuos de la Unión Europea y entre un 5 y 12% de total de la emisión de GEI a nivel mundial. Para afrontar este desafío, la fabricación aditiva puede ayudar a reducir estos residuos y la emisión de GEI. La Plataforma Tecnológica Europea de Fabricación Aditiva (AM-Platform), indicó en 2018, que el sector de la construcción es clave para el desarrollo de esta tecnología.
La fabricación aditiva en la construcción de estructuras de hormigón, impresión 3D de hormigón, tiene las siguientes ventajas: construir diseños personalizados, mejorar la precisión y el aspecto final, reducir el consumo de recursos durante el proceso de fabricación y del producto, contribuir a la reducción de la emisión de GEI, disminuir el consumo de energía y residuos, emplear nuevos materiales para mejorar la durabilidad, el comportamiento en servicio y la resiliencia, y automatizar los procesos de fabricación, lo que supone una reducción de los plazos, mano de obra y riesgo de accidentes laborales.
La AM-Platform ha definido como una de sus acciones estratégicas con un mayor impacto económico-industrial y medioambiental-social, el desarrollo de estrategias para integrar el refuerzo en las estructuras de hormigón fabricadas con impresión 3D. El bajo desarrollo de estas estrategias limita la expansión de la impresión 3D de estructuras de hormigón a gran escala. Esta dificultad supone un obstáculo tecnológico para el crecimiento de la impresión 3D en el sector de la construcción.
Por otra parte, la longitud máxima de las vigas de hormigón fabricadas con impresión 3D está limitada por la técnica específica de impresión y por el transporte en carretera (peso y longitud). La construcción mediante vigas segmentadas puede ser una solución a esta dificultad técnica y administrativa, que evita autorizaciones especiales y reduce los plazos de suministro. El diseño y la ejecución de la junta entre elementos segmentados de hormigón fabricados con impresión 3D, tiene una importancia crítica, debido a que es fundamental dar continuidad a los esfuerzos. La tipología de la junta depende de la técnica específica de impresión.
El escaso número de ensayos experimentales existentes de vigas fabricadas con impresión 3D y de juntas de elementos impresos limita la verificación de su capacidad resistente, y en su caso, la adaptación de los Códigos Estructurales para elementos impresos, así como su desarrollo tecnológico.
El objetivo del proyecto es contribuir al desarrollo de estrategias para fabricar vigas segmentadas de hormigón con impresión 3D por extrusión, con la finalidad de fomentar su uso y favorecer una construcción más sostenible. En este proyecto se exploran distintas soluciones que contemplan el empleo de distintos materiales y de tecnologías híbridas (construcción digital y convencional). Además, se analizan distintas estrategias para integrar el refuerzo en vigas impresas y diseñar la conexión entre vigas segmentadas, con criterios de seguridad, comportamiento en servicio y resiliencia.
