El barrio rojo de Amsterdam ha sido el lugar elegido para instalar la primera estructura de acero impresa en 3D del mundo, un puente de 12 metros, que es un auténtico «laboratorio viviente”.
La estructura ha sido desarrollada por el Imperial College de Londres y el Instituto Alan Turing. Fue creado por brazos robóticos utilizando sopletes de soldadura para depositar la estructura del puente capa a capa, y está fabricado con 4500 kilogramos de acero inoxidable.
El puente MX3D de 12 metros de largo fue construido por cuatro robots industriales disponibles comercialmente y tardó seis meses en imprimirse. La estructura fue transportada a su ubicación sobre el canal Oudezijds Achterburgwal en el centro de Ámsterdam la semana pasada y ahora está abierta a peatones y ciclistas.
El puente, creado por una empresa holandesa llamada MX3D, se ha instalado sobre el canal Oudezijds Achterburgwal, en el Barrio Rojo de Ámsterdam.
Tras más de cuatro años de trabajo, el puente en forma de «S» actuará como un «laboratorio viviente», que tomará datos del tráfico de personas.
Los datos recogidos por los sensores permitirán a los expertos controlar cómo cambia el puente a lo largo de su vida útil, por ejemplo, si el acero cede debido a las pisadas, y medir cómo interactúa el público con el puente, por ejemplo, cuántas personas lo utilizan.
Nunca antes se había construido una estructura metálica impresa en 3D lo suficientemente grande y resistente como para soportar el tráfico de peatones», explica el profesor Leroy Gardner, del Departamento de Ingeniería Civil y Medioambiental del Imperial College de Londres.
Los investigadores evaluarán el rendimiento del puente en tiempo real gracias a un gemelo digital. Un gemelo digital es, como su nombre indica, una copia digital de un sistema o entidad de la vida real.
Un gemelo digital es, como su nombre indica, una copia digital de un sistema o entidad de la vida real. Puede ser un coche, un edificio (como una oficina), una estructura como un puente o incluso un motor a reacción.
Los sensores conectados en el activo físico recogen datos que pueden ser mapeados en el modelo virtual. Cualquiera que mire el gemelo digital puede ver ahora información crucial sobre el funcionamiento del objeto físico en el mundo real.
Los datos de los sensores también se introducirán en un «gemelo digital» del puente, una versión informatizada que imita la versión física en la vida real.
El rendimiento del puente físico se comparará con el gemelo, lo que ayudará a responder a preguntas sobre la idoneidad del acero impreso en 3D y a informar sobre futuros proyectos de construcción. La impresión en 3D utiliza un software para crear un diseño tridimensional antes de ser impreso por un robot.
Estos robots tienen una boquilla en el extremo de sus brazos que emite la sustancia de impresión, en este caso acero, que se suelda capa a capa. El gigantesco esfuerzo de construcción requirió 4,5 toneladas de acero inoxidable para imprimir el puente en el elaborado diseño curvo.
El puente se imprimió en cuatro piezas principales, más los cuatro «remolinos de las esquinas», que luego se soldaron manualmente. Según MX3D, el resultado es más que un objeto funcional para el público, sino una instalación artística y una celebración de la tecnología.
La pandemia de coronavirus ha retrasado la instalación del puente para uso público hasta hoy.
“Durante más de cuatro años hemos trabajado desde la escala micrométrica, estudiando la microestructura impresa hasta la escala del metro, con pruebas de carga en el puente terminado», explica el Dr. Craig Buchanan, también del Imperial College de Londres.
Inventada por primera vez en la década de 1980 por Chuck Hull, ingeniero y físico, la tecnología de impresión 3D -también llamada fabricación aditiva- ofrece numerosas ventajas.
Muchos procesos de fabricación convencionales implican el recorte de los materiales sobrantes para fabricar una pieza, y esto puede suponer un desperdicio de hasta 13,6 kilogramos por medio kilo de material útil, según el Laboratorio Nacional Oak Ridge del Departamento de Energía en Tennessee.
En cambio, con algunos procesos de impresión 3D se utiliza alrededor del 98% de la materia prima en la pieza acabada, y el método puede utilizarse para fabricar pequeños componentes con plásticos y polvos metálicos, y algunos experimentan con chocolate y otros alimentos, así como con biomateriales similares a las células humanas.
Las impresoras 3D se han utilizado para fabricar desde prótesis hasta robots.
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