Cornell es pionera en la impresión 3D subacuática para infraestructuras oceánicas: una revolución financiada por DARPA

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Cornell es pionera en la impresión 3D subacuática para infraestructuras oceánicas: una revolución financiada por DARPA

En un desarrollo que promete transformar fundamentalmente la ingeniería marina y la construcción subacuática, investigadores de la Universidad de Cornell han presentado una innovadora tecnología de impresión 3D capaz de construir y reparar estructuras directamente en el fondo del océano. Este esfuerzo pionero, significativamente impulsado por una subvención de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados de Defensa (DARPA), marca un salto sustancial hacia la construcción submarina más rápida, más rentable, más segura y ambientalmente sostenible.

Los métodos tradicionales de construcción y reparación subacuática han estado plagados durante mucho tiempo de desafíos formidables. Estos incluyen costos prohibitivos, procesos lentos y laboriosos, riesgos significativos para los buzos humanos y, a menudo, impactos perjudiciales en los frágiles ecosistemas marinos. El equipo de Cornell, encabezado por Sriramya Nair, profesora asistente de ingeniería civil y ambiental en el David A. Duffield College of Engineering, está abordando activamente estos obstáculos de larga data mediante la integración de la impresión 3D robótica avanzada con una formulación de concreto innovadora que utiliza predominantemente sedimentos del lecho marino.

Uno de los obstáculos más críticos en la impresión 3D subacuática ha sido el fenómeno del "lavado", donde los materiales cementicios tienden a disiparse en el agua circundante en lugar de unirse eficazmente entre sí o a su ubicación prevista. El equipo de investigación de Cornell ha eludido con éxito este desafío al lograr un equilibrio experimentalmente optimizado entre la viscosidad del material y la bombeabilidad. Este delicado equilibrio es crucial para garantizar que la mezcla de concreto mantenga su integridad estructural y precisión durante el proceso de impresión en el exigente entorno acuático.

Además, DARPA introdujo un requisito específico y ambicioso para el proyecto: la mezcla de concreto debía incorporar sedimentos del lecho marino como ingrediente principal. Esta estipulación no era simplemente una consideración logística, que reducía la necesidad de transportar materiales desde la superficie, sino también un profundo objetivo ambiental. Al reutilizar materiales locales fácilmente disponibles, el proyecto minimiza significativamente su huella de carbono y su impacto ecológico, reduciendo drásticamente los costos y las complejidades asociadas con el despliegue de materiales de construcción convencionales en sitios marinos remotos.

Para abordar las condiciones de baja visibilidad inherentes a los entornos oceánicos profundos, los investigadores también han dedicado un esfuerzo considerable al desarrollo de nuevos y sofisticados sistemas de detección. Estos sistemas avanzados permiten un monitoreo preciso y una adaptación en tiempo real del proceso de impresión 3D subacuática, garantizando la precisión y la eficiencia incluso en los escenarios más desafiantes. Esto se basa en la vasta experiencia previa del equipo con la impresión 3D terrestre a gran escala de estructuras de concreto, utilizando un robot industrial de 6.000 libras.

La génesis de este proyecto se remonta al reconocimiento por parte del equipo de Cornell de la convocatoria de propuestas de DARPA, que buscaba tecnologías innovadoras de construcción de concreto con impresión 3D para aplicaciones submarinas. A pesar de su enfoque existente en estructuras de concreto a gran escala en tierra, aprovecharon la oportunidad de explorar el potencial de su tecnología en el ámbito marino. Este giro estratégico resultó fructífero, lo que llevó a una subvención sustancial de $1.4 millones, supeditada al cumplimiento de hitos específicos, y arrojó resultados submarinos iniciales muy prometedores.

Este logro representa más que un simple avance tecnológico; encierra la promesa de revolucionar múltiples industrias, desde la construcción de parques eólicos marinos y plataformas de petróleo y gas hasta la reparación urgente de infraestructuras marinas dañadas por desastres naturales o la corrosión. Acelerar y reducir los riesgos de estas operaciones podría impulsar significativamente la economía azul global, al tiempo que salvaguarda los ecosistemas marinos vitales.

Aunque los resultados iniciales son muy alentadores, esta solución aún no es la respuesta "ganadora" definitiva para la construcción submarina. El equipo de Cornell presentará y demostrará su tecnología de construcción impulsada por impresoras 3D en el lecho marino en un muy esperado 'bake-off' de DARPA programado para marzo de este año. En este evento competitivo, competirán contra otros cinco equipos para imprimir en 3D un arco submarino con las especificaciones técnicas precisas. Esta competencia servirá como una prueba crucial del rendimiento de la tecnología en condiciones reales y competitivas.

En conclusión, los esfuerzos integrales del grupo de Cornell parecen haber abordado con éxito los objetivos centrales del proyecto. Esto sugiere que los métodos tradicionales de construcción subacuática, lentos, costosos y ambientalmente disruptivos, pronto podrían convertirse en una reliquia del pasado, allanando el camino para un futuro más eficiente, sostenible y tecnológicamente avanzado en la ingeniería submarina.

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