Ecoinnovación - Ihobe

Incrementar la productividad y la eficiencia de los procesos de construcción de sostenimientos de túneles mediante la investigación, desarrollo y validación, a escala piloto de laboratorio, de una solución robotizada para la impresión 3D in-situ de estos componentes estructurales.
Ecodiseñar sostenimientos de túneles que combinen técnicas de optimización topológica y Análisis de Ciclo de Vida (ACV), y desmaterializar, al menos, el 60% de los componentes.
Desarrollar nuevas formulaciones de materiales cementicios para la impresión directa en paramentos verticales o bajo techo, bajo principios de máxima eficiencia material y circularidad en el uso de excedentes de excavación y aportes minerales disponibles. Sustituir con ello hasta un 20% de materias primas naturales por excedentes o recursos minerales secundarios.
Desarrollar sistemas de impresión basados en brazos robóticos específicos para esta aplicación, capaces de sacar el máximo provecho a las ventajas que ofrece la optimización topológica al diseño estructural y de reducir la pérdida de material.

Nuevas formulaciones, validadas a escala laboratorio, de materiales en base cemento para impresión 3D directa en túneles, con mejores prestaciones estructurales y mayor rendimiento respecto del hormigón proyectado actual y con menor coste e impacto medioambiental en comparación con los materiales de impresión convencionales debido a la incorporación de materiales reciclados (material granular reciclado procedente de residuos de construcción y demolición (RCD) y/o de la propia excavación).
Nuevo sistema validado a escala laboratorio y basado en un brazo robótico específico para la impresión 3D in-situ de sostenimientos de túneles, capaz de llevar a la práctica, de manera económicamente viable, las complejas geometrías de los diseños optimizados, generar sostenimientos de túneles con un mejor acabado superficial y un mayor control de los espesores en comparación con los sostenimientos tradicionales ejecutados mediante gunitado y de reducir la pérdida de material por efecto rebote del 35% (sistemas actuales basados en proyección de hormigón) al 5%.
Impacto inferior en huella de carbono de la solución impresa frente a métodos tradicionales sólo en los casos en los que el terreno a excavar es de muy baja calidad y, por lo tanto, las necesidades de sostenimiento son mayores.

La solución planteada (servicio de impresión 3D para la ejecución de sostenimientos de túneles) responde a las necesidades del subsector de la obra civil subterránea, generando una oportunidad de negocio que permitirá a LURPELAN colocarse en una posición de ventaja competitiva en relación a sus competidores.
A partir de los resultados de ROBERT relativos al sistema para la impresión 3D in-situ de sostenimientos de túneles, KOMAT desarrollará una nueva línea de productos especiales para un nicho de mercado nuevo (sector de la construcción) que contribuirá a incrementar su volumen de negocio en un entorno muy competitivo, además de desarrollar líneas de negocio relacionadas con el alquiler y un servicio de mantenimiento, formación a usuarios y puesta a punto.
Los desarrollos derivados de ROBERT continuarán con la búsqueda de financiación complementaria para conseguir niveles de desarrollo más próximos a mercado. Se han detectado líneas de investigación susceptibles de ser abordadas por medio de proyectos de I+D más básicos para seguir avanzado hacia la viabilidad de la impresión 3D con materiales en base cemento como sistema constructivo para la ejecución de sostenimientos de túneles.

ROBOTIZACIÓN PARA REDUCIR EL CONSUMO DE RECURSOS EN LA CONSTRUCCIÓN DE SOSTENIMIENTOS DE TÚNELES