Cuando Mark Wiesendanger vio un barco de casi 8 metros (26 pies) de largo y un peso de más de 2.000 kilogramos (4.409 libras) que había sido construido con una impresora 3D en la Universidad de Maine, se le ocurrió una idea: “Si pudieran imprimir un barco, ¿Podrían imprimir una casa?”
Como director de desarrollo de MaineHousing, una autoridad de financiación de viviendas sin fines de lucro, Wiesendanger ayuda a financiar viviendas asequibles en el estado de Maine, en el noreste de EE. UU.
Dice que Maine estaba en medio de una grave escasez de viviendas, y el estado necesitaba alrededor de 20.000 apartamentos de alquiler para hogares de bajos ingresos, debido en parte a una desaceleración de la construcción después de la Gran Recesión de finales de la década de 2000.
Por eso Wiesendanger decidió ponerse en contacto con la persona detrás del proyecto de construcción de barcos para preguntarle sobre la posibilidad de crear casas sostenibles y económicas con una impresora 3D.
Al principio, Habib Dagher, el ingeniero detrás del barco, estaba preocupado por las limitaciones de la tecnología para imprimir casas en 3D. Dagher, director ejecutivo del Centro de Compuestos y Estructuras Avanzadas de la Universidad de Maine, sabía que producir una casa “más renovable, más reciclable y más flexible” requeriría un nuevo enfoque.
Imprimiendo una casa con aserrín.
Fueron necesarios algunos años para descubrir cuál sería ese enfoque. Un factor clave para alcanzar lo que Dagher llama el “momento ajá” fue el cierre de siete fábricas de celulosa y papel en Maine. Eso significaba que había una gran cantidad de desechos de madera locales esperando ser utilizados.
Él y su equipo vieron la oportunidad de transformar los desechos en un material de construcción imprimible en 3D, lo que implicó agregar un agente aglutinante bioplástico hecho de maíz a la mezcla para mantener unido el aserrín.
El siguiente desafío fue que la escala del proyecto exigía la construcción de la impresora 3D de polímeros más grande del mundo. Tiene 60 pies de largo (18,3 metros), 22 pies de ancho y 10 pies de alto. Imagínese dos pistas que corren paralelas entre sí y tienen aproximadamente la longitud de cuatro automóviles medianos.
En noviembre de 2022 estaba listo el primer prototipo de una pequeña casa impresa en 3D con salón, dormitorio, cocina y baño.
Las superficies fueron creadas con biomaterial de aserrín en capas que da la impresión de madera maciza. Esto contrasta con las casas impresas existentes hechas de hormigón, que tienden a ser cuadradas y grises.
Tardó unas tres semanas en terminarse, el llamado BioHome se imprimió en cuatro módulos y se volvió a montar in situ en aproximadamente medio día.
El prototipo sobrevivió a un año de clima extremo en el norte de Estados Unidos que incluyó frío de -45 grados Fahrenheit (-42,7 grados Celsius), abundante nieve, tormentas de viento y fuertes lluvias.
Mientras tanto, la actual pandemia de COVID exacerbó la crisis inmobiliaria para la que se diseñó la casa impresa en 3D.
Los 20.000 apartamentos de alquiler adicionales que Wiesendanger había reservado como necesarios ahora resultaron insuficientes, ya que los residentes de grandes ciudades como Nueva York comenzaron a migrar a zonas más baratas y rurales como Maine.
La población del estado, de alrededor de 1,3 millones de habitantes, creció en más de 25.000 personas en dos años, ejerciendo aún más presión sobre el insuficiente parque de viviendas. Los precios inmobiliarios aumentaron al menos un 30% en muchas zonas.
Wiesendanger pronto revisó las necesidades de alojamiento del estado y calculó que para finales de la década se necesitarían aproximadamente 84.000 unidades de vivienda para todos los niveles de ingresos.
Esto dejó al equipo de BioHome con el desafío de aumentar rápidamente la producción.
Aumentar la capacidad de producción
El potencial de construcción de una BioHome ya tiene una ventaja sobre las casas de hormigón impresas en 3D porque en Maine hace demasiado frío para construir con hormigón durante la mitad del año.
Si bien el prototipo tardó unas tres semanas en imprimirse a un ritmo de 20 libras de material por hora, para el otoño de 2023, esa cifra había aumentado a 500 libras por hora.
A ese ritmo, y con dos cabezales de impresora trabajando juntos, el Centro de Composites podría, en teoría, imprimir una casa en aproximadamente 48 horas.
El coste comercial previsto para la vivienda impresa es de unos 40.000 dólares (37.000 euros), ya que la harina de madera y el bioplástico son relativamente baratos.
Y a diferencia de la construcción de viviendas normal, la impresión 3D elimina gran parte de los costos laborales, una ventaja en medio de la escasez de trabajadores en el sector de la construcción, que también dificulta la creación de viviendas asequibles.
La huella de carbono de la construcción de BioHome también es alrededor de un 30% menor que la de una casa construida tradicionalmente, dijo Dagher. Este fue un aspecto importante del proyecto, ya que la construcción representó casi el 40% de todas las emisiones de CO2 relacionadas con la energía en 2021, según el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA).
Pero el proyecto tiene que superar algunos obstáculos antes de poder entrar en producción en masa, incluida la prueba de cómo responden los materiales a diferentes climas.
A pesar de los desafíos, el defensor de la vivienda Wiesendanger se siente inspirado por el potencial de ampliar estas casas compuestas de madera y resina impresas en 3D.
“Me encanta el hecho de que sea completamente reciclable y no tenga un gran impacto en el medio ambiente”, explica a JJCC. “Va a estar súper aislado y será barato y todo eso, pero al final del día, se verá genial”.
