UIF recibe $ 3.2 millones del Cuerpo de Ingenieros del Ejército para investigar la impresión 3D Ultra

Universidad para generar avances en edificación, logística

Por David Drucker

7 de diciembre de 2022 a las 2:44 pm

FIU ha recibido una subvención de 3,2 millones de dólares del Cuerpo de Ingenieros del Ejército para investigar la impresión 3D de hormigón de ultra alto rendimiento (UHPC). La investigación innovadora busca ayudar al personal militar y a los profesionales de la industria a crear estructuras personalizadas extra fuertes bajo demanda.

El UHPC es más resistente y duradero que el hormigón tradicional. Se prevé que el material se vuelva muy importante para la industria de la construcción en los próximos años, dijo Atorod Azizinamini, Director de Investigación e Innovación de Infraestructura en la Oficina de Investigación y Desarrollo Económico y Profesor de Ingeniería Civil en la Facultad de Ingeniería y Computación de FIU.

"Solo una capa de UHPC envuelta alrededor de una estructura se suma a su fuerza total", dijo Azizinamini, investigador principal de la subvención. "Las propiedades del UHPC nos permiten hacer estructuras más pequeñas y livianas. Esto se traduce en ahorro de energía y menor huella de carbono".

Otro beneficio importante de UHPC es que es difícil que penetre el agua. Esto es importante porque si una sustancia como el agua salada atraviesa el hormigón de un edificio y alcanza el acero de refuerzo, puede causar corrosión.

"La idea de tener concreto de muy alta calidad es que aumenta el tiempo que tarda el cloruro en el agua en penetrar el concreto y llegar al acero", dijo Kingsley Lau, profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental y co- investigador principal de la subvención.

Al imprimir UHPC en 3D, alguien puede teóricamente crear piezas de construcción elaboradas y personalizadas simplemente enviando un archivo a una máquina. Por ejemplo, el personal militar en el campo podría imprimir vigas de soporte para puentes y un trabajador de la construcción en un área remota podría imprimir una pieza de refuerzo para un edificio. Todo lo que se necesitaría es el material UHPC, una impresora y un diseño. Sería un avance logístico.

El desafío de imprimir UHPC es que cada capa comienza a solidificarse a medida que se coloca, de forma similar a como una acera es gelatinosa antes de endurecerse. A medida que las capas de concreto se apilan en un diseño impreso, se pueden formar inconsistencias en las costuras.

La investigación de FIU se concentrará en determinar qué composiciones químicas exactas de UHPC previenen mejor la formación de estas costuras vulnerables. Los profesores propondrán recomendaciones para tres tipos de impresión 3D: capas de impresión, capas de pulverización y un nuevo tipo de impresión por extrusión que FIU está patentando. Tener una "lista de ingredientes" específica para UHPC también ayudará con el hecho de que el concreto a menudo se obtiene localmente y su composición química puede cambiar de un lugar a otro.

La subvención se aseguró con el apoyo de los miembros del Congreso.

"Esta es una inversión importante del Cuerpo del Ejército hacia la Universidad Internacional de Florida, que ayudará a mantener nuestra preparación para la defensa mientras avanza en la innovación y crea empleos para nuestra fuerza laboral en Florida", dijo el representante de EE. UU. Mario Diaz-Balart, miembro de alto rango de Transportation , subcomité de asignaciones de Vivienda y Desarrollo Urbano de la Cámara de Representantes de EE.UU.

La investigación llega en un momento en que UHPC se está volviendo más asequible y práctico de usar. Azizinamini estima que una yarda cúbica del material se vende a menos del 10 por ciento del precio de cuando se lanzó comercialmente por primera vez. También se están desarrollando especificaciones de diseño de edificios en torno a UPHC. La investigación de FIU busca desbloquear una nueva ola de avances en torno a este material de construcción emergente.

"Estoy muy orgullosa de apoyar las soluciones innovadoras que está desarrollando FIU, que ayudarán a garantizar que nuestras instalaciones costeras sean más resistentes", dijo la representante estadounidense Debbie Wasserman Schultz, presidenta del subcomité de Construcción Militar y Asuntos de Veteranos del Comité de Asignaciones de la Cámara.