En el Perú, de acuerdo con cifras de la Cámara Peruana de la Construcción (Capeco), el 80% de viviendas son construcciones informales y, de ese total, la mitad es altamente vulnerable a un terremoto de alta intensidad. Nuestro país, además, se encuentra ubicado en el Cinturón de Fuego del Pacífico, una zona altamente sísmica. Esto nos confronta a una alarmante realidad: millones de peruanos están expuestos al constante riesgo de perder sus viviendas en escenarios de desastres naturales. Prueba de ello son las más de 58 mil viviendas destruidas y miles de familias damnificadas que dejó el terremoto de Pisco en 2007.

Ante esta problemática, un equipo multidisciplinario de la PUCP lidera una importante investigación que promete revolucionar la construcción de viviendas sociales y de emergencia en el Perú mediante la impresión 3D. Esta tecnología trae múltiples beneficios, como la rapidez para montar construcciones –pues se puede construir una vivienda en días o hasta horas–; la reducción de la mano de obra, dado que se trata de un proceso autónomo; y la fácil construcción de formas complejas a través de brazos robóticos.

«En un país tan vulnerable como el Perú, esta tecnología puede ofrecer soluciones rápidas y seguras al construir módulos de vivienda que se van a poder emplear para proveer refugio a los damnificados en escenarios posdesastre, que son muy comunes en nuestro país”, sostiene el Dr. Guido Silva, ingeniero especializado en manufactura aditiva y profesor de la sección de Ingeniería de Telecomunicaciones.

Impresión 3D de viviendas: un esfuerzo multidisciplinario

La línea de investigación sobre impresión 3D aplicada a la construcción incluye una serie de desarrollos de robótica, nuevos materiales y diseño avanzado. Su inicio se remonta al 2019 con al proyecto WasiTek, cuando la PUCP, en asociación con la Universidad de Piura (UDEP) y la Universidad de Drexel (EE.UU.), ganó un fondo de ProCiencia para su desarrollo. El grupo, junto con Silva, está integrado por el Dr. Javier Nakamatsu, profesor de la Sección Química, como investigador principal, además de la Dra. Suyeon Kim, también de Química, y el profesor de la Sección Ingeniería Civil Dr. Rafael Aguilar. Además, incluye a tesistas de pregrado y posgrado como parte del equipo técnico.

Los desarrollos que se han logrado en esta línea de investigación son la creación de impresoras 3D de escala pequeña y a gran escala para construcción, adaptación de brazos robóticos para manufactura aditiva, así como el desarrollo de materiales imprimibles a base de tierra local y cemento".

“Todo comenzó con un prototipo de impresora 3D para construcción, que fue el punto de partida para generar sistemas robóticos más avanzados. Los desarrollos que se han logrado en esta línea de investigación son la creación de impresoras 3D de escala pequeña y a gran escala para construcción, adaptación de brazos robóticos para manufactura aditiva, así como el desarrollo de materiales imprimibles a base de tierra local y cemento», señala el Dr. Silva.

Una impresora a gran escala

El equipo desarrolló la Colibrí Pro Series, la única impresora 3D a escala real que existe en el Perú.

Sin duda, uno de los desarrollos más impresionantes del proyecto es el diseño de la impresora 3D a gran escala que se encuentra instalada en el Laboratorio de Estructuras de Ingeniería Civil de la PUCP. Este innovador dispositivo, bautizado como la Colibrí Pro Series, es capaz de producir estructuras modulares prefabricadas de cinco por cinco metros que son fáciles de transportar e instalar.

“Es la primera impresora 3D a escala real del Perú para construcción”, resalta Silva. “En Latinoamérica, algunas universidades tienen impresoras de este tipo, pero son compradas; en nuestro caso, hemos desarrollado todo un sistema de ingeniería», sostiene el investigador.

Actualmente, el equipo viene planificando una versión mejorada que sea más portátil. “Una línea futura de desarrollo es sacar una versión de la impresora pero que sea de fácil transporte fácil para así a llevar el sistema de impresión 3D al área donde ha ocurrido el desastre. La idea es que con el mismo material del suelo del área se pueda construir”, explica.

Un proyecto sostenible

El enfoque del equipo no se limita a la tecnología. En paralelo, investigan materiales innovadores como mezclas a base de tierra local, cementos especiales y materiales reciclados. “Hemos trabajado con agregados provenientes de residuos de construcción, PET triturado e incluso conchas de abanico. Esto no solo reduce costos, sino que disminuye el impacto ambiental”, afirma Silva.

La flexibilidad de la impresión 3D abre, entonces, un abanico de posibilidades para la construcción. Entre las ventajas destaca la reducción del trabajo manual, menor desperdicio de materiales y diseños más eficientes. “Este sistema permite optimizar formas y probar nuevos materiales, lo que resulta en estructuras sostenibles, rápidas de construir y económicas, siempre que se emplee ingeniería de calidad”, explica el investigador.

El proyecto ha generado colaboraciones con universidades y empresas tanto nacionales como internacionales. Instituciones como la Drexel University (EE. UU.), la Universidad de Bretaña del Sur (Francia) y la Universidad Privada Antenor Orrego de Trujillo, además de empresas líderes como Sika Mbcc Perú S.A y Ciclo han contribuido al avance de esta tecnología y al control de calidad de los materiales para la impresión 3D. Según Silva, “estas alianzas han sido clave, así como para desarrollar concretos con agregados reciclados y para validar el uso de esta tecnología en escenarios reales”.

Un futuro prometedor en el sector

Actualmente, la línea de investigación se encuentra en una etapa de validación. En los próximos meses, el equipo planea construir un módulo habitacional a escala natural utilizando la Colibrí Pro Series. Asimismo, la incorporación de inteligencia artificial y visión por computadora promete hacer más autónomos los sistemas robóticos, marcando un nuevo hito en la manufactura aditiva aplicada a la construcción.

Este tipo de sistemas automatizados atacan la escasez de recursos humanos y el tema de seguridad, ya que el proceso constructivo se puede modelar al programar el movimiento del robot, y así anticipar errores y accidentes”.

El investigador destaca, además, que este tipo de sistemas automatizados puede convertirse en la solución a la escasez de recursos humanos en el área de construcción. “En unos pocos años, se va a sufrir de escasez de mano de obra. Y eso lo podemos ver en las estadísticas y en la tendencia de los países desarrollados, donde cada vez menos personas trabajan en este sector, ya que la intensidad de estos trabajos físicos generan problemas de salud. Por ello, este tipo de sistemas automatizados atacan la escasez de recursos humanos y el tema de seguridad. Al programar el movimiento del robot, se puede modelar el proceso constructivo, y así anticipar errores y accidentes”, sostiene.

La importancia de esta línea de investigación no solo revoluciona la forma de construir, sino que también posiciona al Perú como referente en innovación tecnológica en la región. “El impacto de esta tecnología va más allá de la velocidad o el costo. Estamos diseñando un futuro donde las viviendas sean accesibles y sostenibles”, finaliza Silva.