Una cámara mide el hormigón impreso en 3D mientras fragua

Ocho pies de muro, y la capa inferior empieza a agrietarse. Nadie en la obra puede verlo. Ingenieros de la Universidad Rowan afirman que ahora tienen una forma de observar lo que ocurre mientras el muro todavía se imprime y cura. Su método mide cómo se deforma el hormigón impreso en 3D a medida que se construye, incluida la respuesta de las capas inferiores cada vez que se coloca material nuevo encima.

El punto de partida es una herramienta conocida. La correlación digital de imágenes, o DIC, sigue la deformación comparando imágenes de cámara con una imagen de referencia tomada antes de que comenzara la carga o el movimiento. La dificultad con el hormigón impreso es que no existe esa referencia: la estructura aún se está construyendo, y la imagen de su estado inicial no existe. Islam Mantawy, profesor adjunto de ingeniería civil y medioambiental en Rowan, lo resumió sin rodeos: una estructura que falla a mitad de la obra obliga a los equipos a empezar de nuevo, y un método pensado para ser más rápido y barato acaba siendo más lento y menos eficiente.

La respuesta del equipo fue invertir el sentido del análisis. Behrad Koohbor, profesor asociado de ingeniería mecánica, lo describió como escribir la historia del proceso partiendo del final y retrocediendo. Los investigadores trabajaron hacia atrás a partir de imágenes de la estructura terminada, a través de miles de imágenes capturadas durante la impresión y el curado. Descubrieron que la propia rugosidad de la superficie del hormigón actuaba como patrón de seguimiento, de modo que no hubo que añadir marcadores al material. Un enfoque matemático validó después el método.

Para los constructores, la ventaja práctica es el aviso temprano. Los investigadores señalan que la temperatura, la humedad y la composición química determinan cómo cura una estructura impresa, y que seguir estas variables podría ayudar a los ingenieros a detectar un problema antes de que se extienda al resto del muro. La misma lógica, sostienen, podría servir a otros procesos de fabricación aditiva, donde el control de calidad es limitado porque no existe ninguna pieza terminada cuando empieza la producción. Mantawy vinculó el trabajo con un objetivo más amplio: sin saber qué ocurre dentro de la estructura, la impresión 3D autónoma no será posible. La fuente no indica cuán precisas son las mediciones, a qué escala se ha probado el método ni cuándo podría pasar del trabajo del equipo de investigación a las obras.