El MIT desarrolla vigas estructurales impresas en 3D con plástico reciclado para la construcción de viviendas

El sistema de cerchas fabricado con polímeros reciclados supera los estándares de carga en EE.UU. y apunta a dar una segunda vida a plásticos de un solo uso en el marco de la edificación sostenible.

El Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) avanza en la aplicación de plásticos reciclados en la construcción de viviendas mediante la impresión 3D de elementos estructurales como vigas y cerchas. El proyecto, presentado en el Solid FreeForm Fabrication Symposium Proceedings, plantea una alternativa más ligera, modular y potencialmente sostenible frente a las estructuras tradicionales de madera.

El equipo ha diseñado e impreso un sistema de cerchas para suelos fabricado con plástico reciclado. En las construcciones convencionales, estas cerchas se componen de vigas de madera unidas con placas metálicas en un patrón similar a una escalera con refuerzos diagonales. Dispuestas en paralelo y cubiertas por tableros de madera contrachapada, proporcionan soporte al pavimento.

Los investigadores del MIT imprimieron cuatro cerchas de plástico reciclado y las integraron en una estructura de suelo convencional con tablero superior de madera. En las pruebas de carga, el sistema soportó más de 1.800 kilos antes de deformarse y agrietarse, superando los estándares de edificación establecidos por el Departamento de Vivienda y Desarrollo Urbano de Estados Unidos (HUD). En términos de rigidez, las cerchas cumplen los códigos de construcción vigentes en el país.

Cada cercha pesa aproximadamente seis kilos, menos que su equivalente en madera, y puede fabricarse en menos de 13 minutos mediante una impresora 3D industrial de gran escala capaz de procesar hasta 36 kilos de material por hora. Además de cerchas para suelos, el grupo trabaja en la impresión de otros componentes estructurales —como pilotes de cimentación, zancas de escaleras, cerchas de cubierta y montantes— con el objetivo de ensamblar la estructura completa de una vivienda de tamaño reducido.

Del residuo al elemento estructural

El proyecto se enmarca en la iniciativa MIT HAUS, creada en 2019 dentro del Laboratorio de Fabricación y Productividad, que busca producir viviendas a partir de polímeros reciclados mediante fabricación aditiva a gran escala. A diferencia de otras experiencias centradas en la impresión con hormigón o arcilla —materiales asociados a un elevado impacto ambiental en su producción—, el equipo explora el uso de plástico reciclado, incluyendo plástico “sucio” que no requiere procesos exhaustivos de limpieza previa.

La visión de los investigadores contempla que botellas y envases alimentarios usados puedan triturarse, convertirse en pellets y emplearse directamente como materia prima en sistemas de impresión 3D para generar componentes estructurales compuestos. Estas piezas, al ser más ligeras, podrían transportarse en vehículos ligeros en lugar de camiones de gran tonelaje.

En el estudio preliminar, las cerchas se fabricaron con pellets compuestos por una mezcla de PET reciclado y fibras de vidrio, un material procedente de descartes industriales del sector aeroespacial que mejora la imprimibilidad y durabilidad del producto final. No obstante, el objetivo final es trabajar con flujos de residuos más contaminados, como botellas usadas con restos de líquido, para evaluar cómo afectan estas impurezas a la calidad estructural.

Respuesta a la presión sobre los recursos

Según estimaciones citadas por el equipo, el mundo necesitará alrededor de mil millones de nuevas viviendas antes de 2050. De cubrirse esa demanda exclusivamente con madera, sería necesario talar el equivalente a tres veces la selva amazónica. En este contexto, la reutilización de plásticos de un solo uso como material estructural podría contribuir tanto a aliviar la presión sobre los recursos forestales como a valorizar residuos actualmente problemáticos.

No obstante, para que la solución sea viable a gran escala, los investigadores reconocen que será necesario reducir los costes de producción hasta niveles competitivos con la madera. El estudio actual demuestra la viabilidad técnica de imprimir elementos estructurales con plástico reciclado; el siguiente paso será optimizar el uso de residuos plásticos más heterogéneos y acercar la fabricación a los puntos de generación, mediante microfábricas equipadas con tecnología de trituración e impresión.