Investigadores de la UPV patentan un nuevo sistema para fabricar vigas de plásticos 3D inspiradas en piezas de Lego

Investigadores de la Universitat Politècnica de València (UPV) han ideado y patentado un nuevo sistema para fabricar vigas que promete "revolucionar" los sectores de la arquitectura, edificación y la ingeniería civil. Estas traviesas están fabricadas con piezas de plástico impresas en 3D que se pueden ensamblar como si fueran módulos de Lego y una capa de hormigón de altas prestaciones en la zona más comprimida.
Fabrican nuevas vigas impresas en 3D inspiradas en las piezas de Lego y en el cuerpo humano
Fabrican nuevas vigas impresas en 3D inspiradas en las piezas de Lego y en el cuerpo humano
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Estas vigas pesan hasta un 80 por ciento menos que las de hormigón o metálicas, por lo que "no son necesarias grandes grúas ni camiones para transportarlas e instalarlas, ahorran tiempo y costes en mano de obra y material y se pueden imprimir y ensamblar in situ", lo que "facilita su instalación en cualquier lugar por complicado que sea su acceso", ha indicado la UPV en un comunicado.

Asimismo, este sistema aprovecha como materia prima plásticos reciclados, con lo que da "una nueva vida" a este producto y "avanza" hacia una construcción "más sostenible".

El profesor de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Edificación (ETSIE) de la UPV José Ramón Albiol ha explicado que el desarrollo de estas vigas es fruto de casi tres años de investigación y ha detallado que el objetivo era "plantear una alternativa" a las actuales estructuras de hormigón armado.

"Están formadas por perfiles que se construyen en toda la longitud de la pieza, lo que requiere costosas instalaciones y son difícilmente transportables", ha subrayado. "Tras muchas horas de ensayos y pruebas, la combinación de la impresión 3D, plásticos y hormigón ofrecía unos resultados óptimos", ha celebrado.

El equipo patentó el sistema en octubre de 2020. La principal novedad de este proyecto se encuentra en el perfil polimérico de la viga, compuesto por múltiples segmentos longitudinales que se pueden ensamblar y hormigonar en el lugar donde se quiere instalar la estructura. La viga se refuerza con elementos que garantizan la rigidez de la estructura y, además, no lleva ningún componente metálico.

En este sentido, el investigador del Instituto de Restauración del Patrimonio (IRP) de la Universitat Politècnica de València Xavier Mas ha destacado que de esta forma "se evita la corrosión, se reduce el peso y se simplifica el tiempo de trabajo".

El sistema elimina también la necesidad de los costosos encofrados y cimbrados, lo que permite trabajar sin necesidad de cortar el tráfico en la infraestructura en la que se trabaje. El investigador del Instituto Universitario de Ciencia y Tecnología del Hormigón (ICITECH) de la Universitat Politècnica de València José luis Bonet ha remarcado que, además, esta solución "permite reducir la mano de obra y los medios auxiliares requeridos, lo que se traduce en un considerable ahorro de costes y de tiempo".

ESTRUCTURA "HUMANA"

Otra de las novedades del sistema ideado por los investigadores de la UPV se encuentra en la estructura interna de los perfiles poliméricos. "Se trata de una estructura alveolar, lo que permite reducir el material plástico utilizado, y por tanto su peso, lo que mantiene la rigidez estructural", ha apuntado Albiol.

Esta geometría alveolar está inspirada en la del hueso humano de la zona de la epífisis, donde hay una parte de capa ósea esponjosa, con un entramado trabecular, esto sería la formación alveolar, y la capa externa más gruesa donde está el hueso compacto.

"Y esto es lo que hemos trasladado a estas revolucionarias vigas, en concreto a los perfiles. Es un sistema natural muy inteligente y su réplica en estas vigas les confiere, con un bajo peso estructural, una capacidad mecánica altísima", ha agregado Albiol.

La impresión 3D permite realizar la fabricación de piezas a medida muy cerca de su punto de aplicación, lo que simplifica también el transporte, ahorra costes y facilita la personalización.

En esta línea, el profesor del Departamento de Informática de Sistemas y Computadoras (DISCA) de la UPV Miguel Sánchez ha resaltado que poder personalizar in situ las vigas "permite adaptar las características de cada una de ellas a las necesidades estructurales de cada punto de aplicación". "La posibilidad de reciclar materiales poliméricos para la elaboración de las vigas reduce significativamente su huella de carbono", ha concluido.

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