Investigadores de la Universidad de Aberdeen en Escocia están desarrollando conectores de acero impresos en 3D reutilizables que podrían hacer que los edificios sean más fáciles de reutilizar, adaptar y reciclar, ayudando a reducir los residuos de demolición en la industria de la construcción.
Impulsada por la demanda global de una construcción más rápida y edificios más sostenibles, la construcción modular se está volviendo cada vez más popular.
A medida que el mercado de la construcción modular continúa creciendo, aumenta la demanda de componentes de construcción avanzados que no solo puedan acelerar el ensamblaje sino que también permitan que las estructuras se desmantelen y reutilicen fácilmente al final de su vida útil.
Para afrontar este desafío, investigadores de la Universidad de Aberdeen y el Politécnico de Milán están explorando aplicaciones a gran-escala de la tecnología de impresión de acero 3D para mejorar la eficiencia de la construcción, reducir los residuos y respaldar un modelo de construcción circular más sostenible.
El equipo de investigación combina experiencia en ingeniería estructural, diseño arquitectónico, fabricación avanzada y sistemas de acero-formado en frío.
Conectores de acero reutilizables para construcción modular
El concepto se propuso por primera vez en 2023 y fue dirigido por el investigador doctorado de la Universidad de Aberdeen, Ehsan Bakhshivand.
El proyecto contó con el apoyo de la Escuela de Ingeniería en colaboración con la profesora Ornella Iuorio, con el apoyo adicional de la profesora Barbara Previtali y su equipo del Politecnico di Milano.
Los primeros componentes prototipo y el sistema de impresión de acero 3D se desarrollaron en AS_Lab y AddMe Lab en el Politecnico di Milano.
El Dr. Alireza Bagheri, profesor titular de ingeniería de la Universidad de Aberdeen, explicó:
"Nuestra investigación tiene como objetivo crear viviendas y edificios de una manera más inteligente y sostenible".
Los conectores de acero impresos en 3D desarrollados por el equipo permiten ensamblar, modificar y reutilizar edificios más fácilmente, superando al mismo tiempo las limitaciones de las conexiones mecánicas tradicionales.
Al diseñar estos conectores cuidadosamente, las estructuras de acero livianas se pueden ensamblar y desmontar completamente rápidamente sin dañar los componentes estructurales.
Este enfoque mejora la eficiencia de la construcción, reduce el desperdicio de material, aumenta la adaptabilidad del edificio y extiende la vida útil.
Materiales como el acero conformado en frío se utilizan ampliamente en la construcción modular porque proporcionan un rendimiento estructural liviano, precisión dimensional y una excelente flexibilidad de fabricación.
El acero como material ideal para conectores reutilizables
Bagheri explicó que se seleccionó naturalmente el acero porque los conectores se imprimen directamente sobre un sustrato de acero.
"El uso del mismo material garantiza compatibilidad metalúrgica, continuidad estructural y transferencia de carga eficiente".
El acero proporciona la resistencia, rigidez y ductilidad necesarias para sistemas de conexión compactos totalmente desmontables.
Al mismo tiempo, la fabricación aditiva de metales crea nuevas posibilidades para geometrías complejas, producción automatizada y diseños de transferencia de carga personalizados.
Para aplicaciones estructurales de precisión, la lámina de acero laminada en frío proporciona una base excelente porque ofrece superficies lisas, control preciso del espesor y rendimiento de conformado confiable.
La reciclabilidad inherente del acero también lo hace muy adecuado para montajes y desmontajes repetidos, lo que respalda un verdadero modelo de construcción circular.
Fabricación avanzada para edificios sostenibles
Los investigadores creen que este proyecto proporciona un camino escalable para transformar la industria de la construcción al permitir que los edificios se conviertan en recursos reutilizables a largo plazo-en lugar de estructuras desechables.
Bagheri añadió:
"Este enfoque representa una nueva dirección en la construcción. Los sistemas de construcción existentes no han combinado conectores metálicos impresos en 3D con sistemas de acero livianos-formados en frío para lograr un montaje rápido y automatizado y un desmontaje completo".
Uno de los principales avances es el desarrollo de un método que puede imprimir directamente conectores metálicos sobre sustratos de acero extremadamente delgados, normalmente de sólo 1 a 3 mm de espesor.
Esto reduce significativamente la deformación y la tensión residual durante la fabricación, acercando la tecnología a aplicaciones estructurales prácticas.
Para estos sistemas de construcción avanzados, los componentes de acero de precisión desempeñan un papel importante porque el rendimiento del conector depende de una geometría precisa, propiedades consistentes del material y una calidad de fabricación confiable.
El futuro de la construcción modular de acero
El acero sigue desempeñando un papel importante en la construcción modular y sostenible.
Desde marcos estructurales livianos hasta sistemas de conexión reutilizables, el acero permite que los edificios sean más adaptables, eficientes y reciclables.
Con los avances en la fabricación aditiva de metales y la construcción prefabricada, productos como los componentes de estructuras de acero, las láminas de acero al carbono y los materiales de acero-formados en frío seguirán respaldando la próxima generación de edificios sostenibles.