Construction technologies for energy-efficient sustainable buildings
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Abstract
This argumentative essay analyzes the role of innovative construction materials and techniques in the manufacture of more efficient and sustainable buildings. Faced with the growing environmental impact of the construction sector, resource depletion, and the need to modernize construction processes, it is argued that the integration of advanced technological solutions represents an effective way to address these challenges. Along these lines, it is maintained that the application of innovations such as 3D printing, nanotechnology, and the use of biomaterials drives a profound transformation of the sector by reducing material waste, carbon emissions, and energy consumption, without compromising structural quality. Among the most relevant arguments are, on the one hand, the automation and precision offered by 3D printing to improve construction efficiency; and on the other, the development of new materials such as geopolymers and alternative cements that optimize resource use and promote sustainability. Likewise, the potential of industrialization and additive manufacturing to shorten construction times and reduce operating costs is considered
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References
Bedarf, P., Dutto, A., Zanini, M., & Dillenburger, B. (2021). Foam 3D printing for construction: A review of applications, materials, and processes. Automation in construction, 130, Artículo 103861. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.1016/j.autcon.2021.103861
Benavente, C., Romero, A., Napa, J., Sanabria, A., Landivar, Y., La Borda, L., Pezo, P., Muñiz, A., & Muñiz, M. (2025). The Influence of Graphene Oxide on the Performance of Concrete: A Quantitative Analysis of Mechanical and Microstructural Properties [La Influencia del Óxido de Grafeno en el Rendimiento del Concreto: Un Análisis Cuantitativo de las Propiedades Mecánicas y Microestructurales]. Buildings (2075-5309), 15(7), 1082. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.3390/buildings15071082
Bernier, S. (2023). El hempcrete en la arquitectura contemporánea: Un análisis de sostenibilidad y aplicaciones prácticas [Trabajo de fin de máster, Universitat Politècnica de Catalunya]. UPCommons. Documento en línea. Disponible https://upcommons.upc.edu/handle/2117/399094
Bourbia, S., Kazeoui, H., & Belarbi, R. (2023). A review on recent research on bio?based building materials and their applications. Materials for Renewable and Sustainable Energy, 12, 117–139. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.1007/s40243-023-00234-7
Cárdenas, J. A., Jácome, J. L., & Vergel, M. (2021). Diferencias en los rendimientos de los procesos constructivos de placa entrepiso y muros de carga mediante el sistema de construcción industrializado. Revista Boletín REDIPE, 10(13), 462-468. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.36260/rbr.v10i13.1760
Cho, Y., Ninh, P., Hwang, S., Choe, S., & Myung, J. (2025). Sustainability Meets Functionality: Green Design Approaches to Cellulose-Based Materials. ACS Materials Letters, 7(4), 1563-1592. Documento en línea. Disponible https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsmaterialslett.4c02591
Deng S., Jie Fan J., Yi B., Ye J., & Li, G. (2025). Effect of industrial multi-walled carbon nanotubes on the mechanical properties and microstructure of ultra-high performance concrete [Efecto de los nanotubos de carbono multipared industriales sobre las propiedades mecánicas y la microestructura del hormigón de ultra-alto rendimiento]. Cement and Concrete Composites, 156, Artículo 105850. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2024.105850
Fuentes-Cantillana, I. (2020). Bio fabricación: Micelio como material de construcción: Biocomposite en sustratos lignocelulósicos [Trabajo de fin de grado, Universidad Politécnica de Madrid]. Repositorio Institucional UPM. Documento en línea. Disponible https://oa.upm.es/63507/
Galindo, J., Escorcia, O., & Sumozas, R. (2022). El uso de la técnica del hormigón al vacío en los comienzos de la construcción industrializada en Colombia (1950–1955). Informes de la Construcción, 74(567), Artículo e458. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.3989/ic.91691
Ginigaddara, T., Ekanayake, J.C., Mendis, P., Devapura, P., Liyanage, A. D., & Vaz-Serra, P. (2022). An Introduction to High Performance Graphene Concrete [Introducción al hormigón de grafeno de alto rendimiento]. Electronic Journal of Structural Engineering, 22(3), 11-18. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.56748/ejse.223553
Hossain, M. A., Zhumabekova, A., Paul, S. C., & Kim, J. R. (2020). A review of 3D printing in construction and its impact on the labor market. Sustainability, 12(20), 8492. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.3390/su12208492
Jensen, M., & Alfieri, P. (2021). Design and manufacture of insulation panels based on recycled lignocellulosic waste. Cleaner Engineering and Technology, 3, 100111. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.1016/j.clet.2021.100111
Jia, X., Lushnikova, A., & Plé, O. (2025). Use of Carbon Nanotubes for the Functionalization of Concrete for Sensing Applications [Uso de Nanotubos de Carbono para la Funcionalización del Concreto para Aplicaciones de Detección]. Sensors, 25(12), 3755. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.3390/s25123755
Li, L., Li, Z., Li, X., Zhang, S., & Luo, X. (2020). A new framework of industrialized construction in China: Towards on?site industrialization. Journal of Cleaner Production, 244, Article 118469. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.118469
Livne, A., Wösten, H. A. B., Pearlmutter, D., & Gal, E. (2022). Fungal mycelium bio-composite acts as a CO?-sink building material with low embodied energy. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 10(37), 12329–12336. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.2c01314
Ma, S., Li, Z., & Zheng, R. (2025). Evaluating the contribution of on-site industrialized construction technologies towards industrialization goals. Journal of Building Engineering, 109, Article113022. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.1016/j.jobe.2025.113022
Meire, C., Linhares, P., & Hermo, V. (2025). Panel industrializado de aluminio extruido patentado para la ejecución de envolventes estructurales ventiladas con captación solar en construcciones de baja altura. Informes de la Construcción, 77(577), 66-67. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.3989/ic.6667
Mendoza-Rangel, J., Zapata-Padilla, J., Anguiano-Pérez, F., Velásquez-Hernández, M., Mares-Chávez, S., Espino-Robles, E., Alvarado-López, J., López-Serna, M., Mendoza-Jiménez, J., & Díaz-Aguilera, J. (2024). Circular economy in the 3D printing construction industry: a design, durability, materials, and processes solution to achieve decent, affordable, and sustainable housing in Nuevo León and Mexico. Revista ALCONPAT, 14(2), 115-140. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.21041/ra.v14i2.735
Mericaechevarria, I. (2024). Impacto ambiental y económico de la construcción industrializada frente de la construcción convencional [Trabajo fin de grado, Universitat Politècnica de Catalunya]. Repositorio institucional UPCommons de la Universitat Politécnica de Cataluña (UPC). Documento en línea. Disponible https://upcommons.upc.edu/handle/2117/411575
Ministerio del Ambiente. (2024). Más de 148 500 toneladas de residuos sólidos municipales son valorizados en el país. Gobierno del Perú. Documento en línea. Disponible https://www.gob.pe/institucion/minam/noticias/955458-mas-de-148-500-toneladas-de-residuos-solidos-municipales-son-valorizados-en-el-pais
Mohanty, A., Biswal, D. R., Pradhan, S. K., & Mohanty, M. (2025). Impact of Nanomaterials on the Mechanical Strength and Durability of Pavement Quality Concrete: A Comprehensive Review [Impacto de los nanomateriales en la resistencia mecánica y la durabilidad del hormigón de calidad para pavimentos: una revisión exhaustiva]. Eng (2673-4117), 6(4), 66. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.3390/eng6040066
Nasser, A. A., Sorour, N., Saafan, M. A., & Abbas, R. N. (2022). Microbially induced calcite precipitation (MICP): A biotechnological approach to enhance the durability of concrete using Bacillus pasteurii and Bacillus sphaericus. Heliyon, 8(7), e09879. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2022.e09879
Nodehi, M., Ozbakkaloglu, T., & Gholampour, A. (2022). A systematic review of bacteria-based self-healing concrete: Biomineralization, mechanical, and durability properties. Journal of Building Engineering, 49, 104038. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.1016/j.jobe.2022.104038
Ortega, M. (2020). Los beneficios de la industrialización en la construcción. Journal of BIM and Construction, 2, 1-9. Documento en línea. Disponible https://journalbim.org/index.php/jb/article/download/11/18
Ortega, R., Torres, P., Marulanda, J., Thomson, P., & Areiza, G. (2020). Desempeño sísmico de muros delgados y esbeltos de concreto reforzado representativos de la construcción industrializada. Hormigón y Acero, 76(305), 123-130. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.33586/hya.2020.2864
Pei, C., Kong, S., Guo, M., & Zhu, J. (2024). Water-based graphene nanofluid additives: Advancements in sustainable, low-carbon, and high-performance nanocarbon modified cementitious materials [Aditivos nanofluídicos de grafeno a base de agua: avances en materiales cementicios modificados con nanocarbono sostenibles, bajos en carbono y de alto rendimiento]. Cement and Concrete Research, 180, Artículo 17505. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2024.107505
Pooja, K. M., & Tarannum, N. (2025). Self-healing concrete: A path towards advancement of sustainable infrastructure. SN Applied Sciences, 7, Article 703. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.1007/s42452-025-06529-w
Puzatova, A., Shakor, P., Laghi, V., & Dmitrieva, M. (2022). Large-scale 3D printing for construction application by means of robotic arm and gantry 3D printer: A review. Buildings, 12(11), 2023. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.3390/buildings12112023
Qi, B., Razkenari, M., Costin, A., Kibert, C., & Fu, M. (2021). A systematic review of emerging technologies in industrialized construction. Journal of Building Engineering, 39, Artícle 102265. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.1016/j.jobe.2021.102265
Roselló, D. (2022). Estudio de Las Aplicaciones de la Impresión 3D en el Ámbito de la Construcción [Tesis de grado, Universitat Politècnica de Catalunya]. UPCommons. Documento en línea. Disponible https://upcommons.upc.edu/handle/2117/364632
Samudio, A. (2024). Estado del arte de los usos, aplicaciones y requisitos de la impresión 3D en el área de la construcción [Tesis de maestría, Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito]. Biblioteca Digital Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito. Documento en línea. Disponible https://repositorio.escuelaing.edu.co/entities/publication/737d6802-e0ec-4ff5-9aa6-a5d7015ef859
Schires, M. (2021). Las múltiples cualidades del hempcrete como material natural sostenible. ArchDaily Perú. Documento en línea. Disponible https://www.archdaily.pe/pe/959595/las-multiples-cualidades-del-hempcrete-como-material-natural-sostenible?utm_source=
Schuldt, S., Jagoda, J., Hoisington, A., & Delorit, J. (2021). A systematic review and analysis of the viability of 3D-printed construction in remote environments. Automation in Construction, 125, 103642. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.1016/j.autcon.2021.103642
Shuai B., Xinchun G. & Guoyu L. (2020). Effect of the early-age frost damage and nano-SiO2 modification on the properties of Portland cement paste [Efecto del daño por heladas tempranas y la modificación por nano-SiO2 sobre las propiedades de la pasta de cemento Portland]. Construction and Building Materials, 262, Artículo 120098. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.120098
Silvestro, L., Scoczynski, R., & Navarrete, I. (2024). Advancements in low carbon emission cements for 3D printing: a state-of-the-art review. Revista Ingeniería de Construcción, 39(Special Issue), 1-10. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.7764/RIC.00131.21
Sotorrío, G., Cobo, A., & Tenorio, J. (2023). Industrialized construction and sustainability: A comprehensive literature review. Buildings, 13(11), Artículo 2861. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.3390/buildings13112861
Suntharalingam, T., Upasiri, I., Gatheeshgar, P., Poologanathan, K., Nagaratnam, B., Santos, P., & Rajanayagam, H. (2021). Energy performance of 3d-printed concrete walls: A numerical study. Buildings, 11(10), 432-453. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.3390/buildings11100432
United Nations Enviroment Programme. (2025). Global Status Report for Buildings and Construction 2024/2025: Not just another brick in the wall. United Nations Environment Programme. GlobalABC. Documento en línea. Disponible https://globalabc.org/resources/publications/global-status-report-buildings-and-construction-20242025-not-just-another
Sujitha, V., Ramesh, B. & Xavier, J. R. (2024). Effects of nanomaterials on mechanical properties in cementitious construction materials for high-strength concrete applications: a review [Efectos de los nanomateriales sobre las propiedades mecánicas en materiales de construcción cementicios para aplicaciones de hormigón de alta resistencia: una revisión]. Journal of adhesion science and Technology 2024, 38(20), 3737–3768. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.1080/01694243.2024.2354093
Wilson, T. T., Mativenga, P. T., & Marnewick, A. L. (2023). Sustainability of 3D printing in infrastructure development. Procedia CIRP, 120, 195-200. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.1016/j.procir.2023.08.035
Zhang, Q., Li, C., Li, G., Chen, D., Wu, X., Wang, Y., Mao, Y., & Zhang, K. (2025). The effect of modification with nano-alumina, nano-silica, and polypropylene fiber on the frost resistance of concrete. Buildings, 15(21), 4002. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.3390/buildings15214002
Zhang, J., Wang, W., Li, J., & Han, J. (2021). Avances en la investigación de compuestos a base de cemento de nanotubos de carbono. Boletín de la Sociedad de Cerámica China, 40(3), 714–722. Documento en línea. Disponible https://d.wanfangdata.com.cn/periodical/gsytb202103003