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Cómo imprimir en 3D una escuela en una zona de guerra
Nota del editor: Design for Impact es una serie que destaca soluciones arquitectónicas para comunidades desplazadas por la crisis climática, los desastres naturales y otras emergencias humanitarias.
(CNN) -- Con sus suaves líneas grises y su exterior elegante y curvilíneo, Project Hive no parece tanto una escuela como un retiro de bienestar o un museo de arte moderno.
El aspecto distintivo de la estructura, con una textura que recuerda a un capullo o a la colmena que le da nombre, se debe al método de construcción empleado: la impresión en 3D.
Situadas a menos de 60 metros de la Escuela n°23 de Lviv, en Ucrania, las paredes de este centro educativo de 370 metros cuadrados se imprimieron en tan solo 40 horas con una impresora de construcción COBOD, que sigue planos digitales para colocar el concreto como si se tratara del betún de un pastel.
Es el primer centro educativo impreso en 3D de Europa y el primer edificio que se imprime en 3D en una zona de guerra, según Jean-Christophe Bonis, fundador de Team4UA, la organización sin fines de lucro responsable del proyecto piloto.
"No soy constructor; no quiero ser arquitecto ni promotor... Pero a través de la robótica y la inteligencia artificial, a través de la tecnología, podemos acelerar el proceso (de construcción)", declaró Bonis a CNN en una entrevista en video.
Poco después de que Rusia lanzara su invasión a gran escala de Ucrania en febrero de 2022, lugares del este de Ucrania como Lviv se enfrentaron a un enorme problema: cómo hacer frente a decenas de miles de personas que huían hacia, y a través de, la ciudad. Tan solo en la región de Lviv había 173.000 desplazados internos en diciembre del año pasado, según las últimas cifras de la Organización Internacional para las Migraciones de las Naciones Unidas.
Según Bonis, Project Hive dotará a la escuela de cuatro aulas adicionales para que pueda acoger a más alumnos desplazados por la guerra. Espera que, si tiene éxito, el proyecto permita que "la impresión 3D sea una de las herramientas de la construcción local en Ucrania".
Project Hive empleó una impresora COBOD de tipo pórtico para estratificar una mezcla de concreto con una boquilla. Crédito: Team4UA
Apagones y bombardeos
La construcción impresa en 3D puede ser mucho más rápida y, según algunos expertos, más sostenible que los métodos de construcción tradicionales.
Team4UA colaboró con el estudio ucraniano Balbek Bureau en el diseño de la escuela y con el estudio de arquitectura Ars Longa en la ingeniería. El proyecto, de una sola planta, empezó a construirse en septiembre de 2022, y en un principio se esperaba que todo el proyecto, desde los cimientos hasta los acabados, durara solo tres meses.
Pero los ataques aéreos y bombardeos rusos en todo el país durante octubre y noviembre de 2022 afectaron a importantes infraestructuras civiles, incluida la red eléctrica, provocando apagones generalizados en Lviv. Con las comunidades locales recurriendo a generadores de energía, el Project Hive quedó en pausa a medida que el suministro eléctrico se volvía inestable y las condiciones hacían insegura la entrega de la impresora.
No fue hasta el verano boreal pasado cuando la situación se estabilizó en Lviv y el suministro eléctrico se restableció por completo, permitiendo por fin la entrega de la impresora. Aunque se tardó menos de dos días en imprimir el armazón de concreto del edificio, Team4UA lo repartió en seis semanas para poder impartir sesiones de formación y desarrollo in situ.
Tras un ajuste a su fecha de inauguración a enero de 2024, el proyecto se topó con otro obstáculo: la financiación. Los costos de construcción en Ucrania han subido mucho en el último año, y para completar los últimos trabajos de acabado, como el tejado, las ventanas, las puertas y el diseño interior, los organizadores del proyecto dicen que necesitan recaudar otros US$ 400.000.
"Me enfrento a retos diarios", afirma Bonis. Pero sigue sin inmutarse: "(Esto) también es una forma de aprovechar la tecnología para devolver la esperanza".
Una maqueta de la escuela impresa en 3D que muestra las cuatro nuevas aulas. Crédito: Team4UA
Una opción costosa
Al ser una tecnología relativamente nueva, y con datos limitados sobre la seguridad y estabilidad de los edificios resultantes, la construcción impresa en 3D se ha utilizado predominantemente para proyectos puntuales o colaboraciones de investigación.
El estudio de arquitectura neerlandés DUS lleva experimentando con casas impresas en 3D desde 2015, y la empresa de construcción ICON, con sede en Texas, ha impreso en 3D comunidades enteras en Austin, Texas y Nacajuca, México. En 2020, la Dubai Future Foundation se convirtió en el primer edificio comercial impreso en 3D del mundo, y en 2021, se completó en Malawi la primera escuela impresa en 3D del mundo, cuyas paredes se colocaron en solo 18 horas.
Sin embargo, cuando se trata de construcción a gran escala, la tecnología está "todavía en pañales", afirma Christian Lange, profesor asociado de Arquitectura de la Universidad de Hong Kong, donde supervisa el Laboratorio de Fabricación Robótica.
Lange se muestra escéptico sobre las ventajas de utilizar la impresión 3D para construir en regiones en conflicto o perturbadas.
Aunque la tecnología tiene el potencial de ser más barata que los métodos de construcción convencionales, los costos iniciales de las impresoras pueden ser muy elevados, y su tamaño puede dificultar y encarecer su traslado.
Según Lange, existen alternativas más baratas y rápidas a la impresión 3D, como los edificios prefabricados y modulares. Fabricados con piezas que se construyen en fábricas y se montan rápidamente in situ, los prefabricados fueron populares a principios del siglo XX, cuando se utilizaron para reconstruir tras la Segunda Guerra Mundial y proporcionar viviendas baratas a personas desplazadas.
"Un refugio temporal no tiene por qué ser un refugio permanente", afirma Lange en una entrevista telefónica. "Donde la impresión 3D es realmente genial es cuando tienes geometrías y formas especiales, porque eres totalmente libre: al robot o a la máquina no le importa si construyes un muro recto o uno curvo".
Pero en Ucrania, donde muchos técnicos, trabajadores de la construcción y expertos del sector luchan en el frente, la automatización puede ayudar a contrarrestar la escasez de mano de obra, afirma Olga Gavura, socia directora de 7CI Group, contratista de Project Hive.
"El hecho de que esta tecnología ayude a construir con un menor número de especialistas es una ventaja significativa", dijo Gavura, añadiendo que sólo se necesitaron cuatro expertos para la fase de construcción del Project Hive.
Mientras los ataques aéreos rusos siguen devastando las infraestructuras del país (en 2024 ya se han producido múltiples ataques contra ciudades, entre ellas Lviv, en los que han muerto civiles y se han destruido viviendas), Gavura cree que, por el número de estructuras que hay que reconstruir, la impresión en 3D será esencial y proyectos piloto como el Project Hive no solo pueden poner a prueba los procesos de construcción, sino que ayudarán a formar a una generación de especialistas ucranianos que "podrán aplicar la tecnología, por su cuenta, en el futuro", añadió.
Los muros de concreto se construyeron, capa por capa, en solo 40 horas. La construcción se prolongó durante seis semanas para permitir sesiones de formación sobre el uso del equipo. Crédito: Team4UA
Reconstruyendo comunidades
Team4UA no es la única organización que ve el potencial de la construcción impresa en 3D en zonas de desastre y conflicto.
La empresa de construcción Diamond Age, con sede en Arizona, mantiene actualmente conversaciones con las autoridades ucranianas sobre la impresión de refugios antiaéreos e infraestructuras militares, según explicó Jack Oslan, CEO de la empresa.
Diamond Age utiliza un sistema patentado de impresión en 3D que, según afirma, aísla las paredes de los edificios. Oslan afirma que las estructuras de su empresa son un 30% más eficientes desde el punto de vista energético que las fabricadas con armazones de madera y son lo bastante resistentes como para soportar un huracán de categoría 5 o un terremoto moderado.
"Es esta resistencia climática la que nos proporciona la plataforma perfecta para hacer la transición a aplicaciones militares y humanitarias", dijo, añadiendo que la automatización podría ayudar a reducir el número de víctimas al construir en zonas de guerra: "Habrá menos gente en peligro, lo que nos parece importante".
Según un estudio de la Escuela de Economía de Kyiv, se calcula que la reparación de los daños causados a las infraestructuras ucranianas entre el inicio de la invasión a gran escala de Rusia y septiembre de 2023, incluidas viviendas, escuelas, redes de energía y redes de transporte, costarán unos US$ 151.200 millones. Los investigadores descubrieron que entre los edificios dañados o destruidos había más de 3.500 centros educativos y más de 160.000 viviendas.
Oslan ve una gran oportunidad en la impresión 3D para ayudar a reconstruir el país. "Esperamos que todo lo que entreguemos hoy a Ucrania para construir estructuras militares o humanitarias acabe sirviendo para construir viviendas y reconstruir comunidades", añade.
Una vez terminado, el centro educativo dejará algunos muros de concreto a la vista y otros revestidos de madera, como se muestra en este modelo digital. Crédito: balbek bureau
Una visión para este país
Según Bonis, en Lviv hay más entusiasmo por el Project Hive del que cabría esperar de una escuela primaria.
"Cuando estoy en la obra, se me acercan niños con sus padres y me dicen en ucraniano: 'Estaré en esta escuela, estoy muy emocionado, mi escuela es única en el país'", explica.
En un correo electrónico enviado a CNN, el jefe del departamento de educación del ayuntamiento de Lviv, Andriy Zakaliuk, afirmó que el proyecto ofrecía "una oportunidad única" de construir un entorno a medida para los jóvenes estudiantes.
"Es simbólico que comiencen su nueva etapa de la vida en un entorno nuevo y moderno", dijo Zakaliuk. "Ahora estos niños tienen la oportunidad de ver que, con la ayuda de una impresora 3D, se pueden construir edificios de verdad".
Mientras espera otra fecha de apertura revisada para el nuevo edificio escolar, Bonis ya está planeando otros dos ambiciosos proyectos de impresión 3D: un puente en Jersón y un edificio de ocho pisos en el centro de Kyiv.
Team4UA espera que estos proyectos piloto le ayuden a aumentar su velocidad y eficacia, reduciendo al mismo tiempo los costos de futuros proyectos. Mientras tanto, Bonis está creando una empresa privada que comprará dos impresoras 3D para ofrecer "impresión como servicio" en Ucrania, cuyos beneficios se destinarán a apoyar la labor de ayuda humanitaria de Team4UA.
"No se trata solo de imprimir una escuela, es una visión para este país", afirma Bonis. "Esta guerra acabará tarde o temprano. En ese momento, tenemos que volver a la vida, reconstruir y pasar página".
