3DP-Formwork: Encofrados impresos en 3D para fomentar una construcción sostenible de estructuras de hormigón (3DP-Formwork)
Investigadores principales:
JOSÉ LUIS BONET SENACH
PEDRO FRANCISCO MIGUEL SOSA
Miembros del equipo:
- MIGUEL ÁNGEL FERNÁNDEZ PRADA
- JOSÉ RAMÓN ALBIOL IBÁÑEZ
- LISBEL RUEDA GARCÍA
- ALBERTO GARCÍA CÁRCEL
- JOSÉ GUILLERMO MUÑOZ MONTES
- LINO JOSÉ MARTÍNEZ TODOLÍ
Organismo financiador:
Duración: 01/09/2025 – 31/08/2028
Referencia: PID2024-156847OB-I00
Resumen
El hormigón es el material más empleado en el mundo y uno de los más sostenibles en construcción. Sin embargo, es responsable de alrededor del 8% de las emisiones totales de gases por efecto invernadero en todo el mundo. La adopción de métodos eficientes en la construcción es uno de los principales objetivos de investigación en ingeniería civil, arquitectura y ciencia de los materiales. La impresión 3D ha surgido como una alternativa a la construcción convencional que podría ayudar a reducir el consumo de recursos de los procesos y productos, racionalizar los procesos de fabricación y hacer productos más sostenibles.
La fabricación de encofrados supone gran parte de los costes totales de la construcción de un elemento de hormigón, especialmente cuando su forma no es estándar. Aunque teóricamente el hormigón puede moldearse de cualquier forma, en la práctica las estructuras ortogonales estándar son las más habituales. Estas estructuras emplean encofrados basados en paneles modulares, estandarizados y reutilizables, que son más fáciles de fabricar, transportar, instalar y reutilizar. El empleo de estos encofrados da lugar a diseños sobredimensionados, produciéndose la paradoja de emplear más material para reducir costes.
La impresión 3D de encofrados (3DPF) permite la libertad de forma de las estructuras de hormigón. El empleo de esta tecnología hace posible mejorar la precisión y el aspecto final, reducir el consumo de recursos, contribuir a la reducción de la emisión de gases de efecto invernadero, disminuir el consumo de energía y residuos, y automatizar los procesos de fabricación. En la actualidad, se ha demostrado el potencial que tiene el empleo de 3DPF en las estructuras de hormigón. Sin embargo, no existen normas ni directrices para aplicar la tecnología de la impresión 3D a estructuras de hormigón.
El empleo 3DPF por extrusión de polímeros en estructuras de hormigón permite una libertad de forma del elemento, así como una mejora en la precisión y su aspecto final. Sin embargo, el número reducido de ensayos disponible, además del tamaño reducido de las probetas ensayadas, limita la evaluación de la capacidad funcional y/o estructural de estos 3DPF.
El empleo de 3DPF por extrusión de hormigón se ha demostrado especialmente en columnas y vigas segmentadas postesas. En la actualidad, el número de ensayos es reducido y está centrado en el comportamiento a compresión simple de columnas y a flexión de vigas segmentadas postesas. Este vacío experimental limita la validación de esta tecnología y el desarrollo de métodos, recomendaciones y directrices de uso para impresión 3D.
El objetivo general del proyecto es estudiar el comportamiento de estructuras de hormigón con encofrados impresos en 3D permanentes con la finalidad de evaluar su contribución estructural y/o funcional, para fomentar su uso y avanzar hacia una industria de la construcción más sostenible. En este proyecto se exploran distintas soluciones de 3DPF para vigas y columnas, por extrusión de polímeros y de hormigón. Este estudio tiene como finalidad contribuir al desarrollo de métodos de cálculo, de recomendaciones y directrices de uso, así como de un futuro marco normativo.
