Impresión 3D robótica de edificios prefabricados en entornos extremos hacia hábitats marcianos

Por qué el diseño de edificios importa en la Tierra y en Marte

A medida que el cambio climático intensifica las tormentas, las olas de calor y las olas de frío, también miramos hacia la colonización de la Luna y Marte. En ambos casos se plantea la misma pregunta: ¿cómo construimos refugios que mantengan a las personas seguras y cómodas sin verter más carbono a la atmósfera? Este artículo aborda ese rompecabezas conectando hoteles reales en los climas más severos de la Tierra con la impresión 3D robótica de vanguardia y diseños para futuros hábitats marcianos.

Lo que los hoteles extremos pueden enseñarnos

Los autores comenzaron con un laboratorio inusual: 100 hoteles repartidos por algunos de los entornos más castigadores de la Tierra, desde hielos árticos hasta altas montañas, desiertos y trópicos húmedos. Midiendo características básicas como la extensión del edificio, su altura y cuán dentada o suave es su silueta, hallaron huellas climáticas claras. Los hoteles en climas fríos tienden a ser compactos y bien envueltos, limitando las superficies expuestas para conservar el calor. Los hoteles en desiertos y trópicos son lo contrario: más amplios, abiertos y con áreas exteriores sombreadas que facilitan la ventilación y la evacuación del calor. Un análisis con aprendizaje automático mostró que rasgos geométricos simples —perímetro, área de superficie y volumen total— predicen con fuerza cuánto carbono se usa en la construcción y renovación de estos edificios. En general, las formas más simples y compactas desperdician menos energía y material que las formas complejas y decorativas.

Cómo la prefabricación y la impresión 3D reducen el carbono

A continuación, el estudio examinó 631 proyectos hoteleros en todo el mundo que utilizaron construcción prefabricada —donde las piezas principales se fabrican en talleres y se ensamblan in situ— y los comparó con edificios similares construidos de forma tradicional. El foco no fue el consumo energético diario, sino el “carbono incorporado”: todas las emisiones asociadas a fabricar, transportar e instalar materiales, especialmente durante renovaciones. Los resultados muestran que la prefabricación casi siempre reduce el carbono total, y puede hacerlo de forma espectacular en ubicaciones remotas o accidentadas. Las ciudades montañosas y polares, en los extremos de cadenas de suministro largas y difíciles, registraron algunos de los mayores ahorros porque las piezas fabricadas reducen el desperdicio, recortan viajes de transporte y simplifican tareas de ingeniería complejas.

Cuando los entornos hostiles complican el panorama

El panorama se vuelve más matizado cuando los autores analizaron cuán extremo es el entorno local. Crearon un “índice de extremidad” que combina elevación, variaciones térmicas y humedad. En regiones más benignas, la prefabricación a menudo redujo las emisiones asociadas a la renovación hasta en una cuarta parte. Sin embargo, en las zonas más duras, las ganancias porcentuales se redujeron e incluso en ocasiones se volvieron ligeramente negativas. Reforzamientos estructurales adicionales, transporte a largas distancias y componentes endurecidos pueden erosionar la ventaja relativa. No obstante, y esto es importante, los ahorros absolutos de carbono —medidos en kilogramos de emisiones evitadas por metro cúbico de edificio— siguieron siendo positivos en la mayoría de los casos. Esto significa que, incluso donde la prefabricación no luce espectacular en un gráfico porcentual, sigue manteniendo fuera de la atmósfera cantidades considerables de carbono en términos reales.

Ascenso de los robots de la construcción y los hábitats marcianos

Para ver hacia dónde se dirige la industria, los investigadores mapearon 56 empresas que desarrollan robots de construcción, en particular sistemas de impresión 3D que pueden “dibujar” edificios capa por capa. Estas compañías están concentradas en Europa, China y Norteamérica, impulsadas por capital de riesgo y un rápido crecimiento tecnológico. Al mismo tiempo, el equipo revisó 517 estudios científicos sobre hábitats marcianos. La mayor parte del trabajo se centra en formas de imprimir refugios usando el suelo marciano local y otros recursos in situ para evitar transportar materiales pesados desde la Tierra. Materiales como hormigón a base de azufre, resinas poliméricas y compuestos de fibra de basalto destacan como candidatos prometedores. Sin embargo, hay mucha menos investigación que vincule estos métodos constructivos con sistemas de soporte vital, protección contra la radiación o las necesidades cotidianas de las personas que vivirían dentro. En otras palabras, estamos aprendiendo a construir caparazones resistentes en Marte más rápido de lo que estamos descubriendo cómo hacerlos verdaderamente habitables.

Qué significa esto para los hogares futuros en la Tierra y en Marte

Para el público general, la conclusión principal es que la forma de los edificios y la manera en que los ensamblamos importan tanto como la energía que los alimenta. Diseños compactos y sintonizados con el clima, combinados con prefabricación e impresión 3D robótica, pueden reducir sustancialmente el costo oculto de carbono de la construcción, especialmente en zonas remotas o difíciles. El mismo conjunto de herramientas —geometría inteligente, módulos fabricados en fábrica y robots in situ— podría algún día permitir imprimir refugios duraderos a partir del propio suelo marciano. Pero para convertir esos hábitats en hogares reales, los ingenieros deben colaborar más estrechamente con expertos en biología, medicina y comportamiento humano. Solo uniendo métodos constructivos bajos en carbono con interiores saludables y centrados en las personas podremos crear estructuras que sean a la vez respetuosas con el planeta y acogedoras para las personas, ya sea en un desierto polar de la Tierra o en las llanuras rojas de Marte.

Cita: Cai, G., Sun, L., Xu, H. et al. Robotic prefab 3D printing buildings in extreme environments toward Martian habitats. npj Space Explor. 2, 11 (2026). https://doi.org/10.1038/s44453-025-00025-6

Palabras clave: construcción prefabricada, impresión 3D de edificios, carbono incorporado, hábitats marcianos, robótica de la construcción