MIT desenvolve sistema que permite imprimir em 3D a totalidade de um edifício

Por a 11 de Maio de 2017

engenheirosUma equipa de investigadores do Massachusetts Institute of Technology (MIT), dos Estados Unidos, desenvolveu um sistema que permite imprimir em 3D a estrutura básica de todo um edifício.

O sistema consiste num veículo monitorizado que transporta um grande braço robótico industrial que, por sua vez, transporta outro braço robótico, mais pequeno, com movimento de precisão.

Segundo o MIT, as estruturas construídas através deste sistema poderiam ser produzidas de forma mais célere e menos dispendiosa face aos métodos de construção tradicional. Por outro lado, com este sistema, um edifício poderia ser completamente adaptado às necessidades de um local em particular e aos desejos do seu construtor.

Os investigadores salientam também que até a estrutura interna poderia ser modificada de novas formas, que novos materiais poderiam ser incorporados à medida que o processo avança e a densidade do material poderia ser variada para proporcionar combinações optimizadas de resistência, isolamento ou outras propriedades.

Em último caso, afirmam os investigadores, esta abordagem poderia permitir o projecto e construção de novos tipos de edifícios que não seriam exequíveis através de métodos de construção tradicionais.

O braço robótico mais pequeno tem um nível de controlo muito alto e pode ser utilizado para direcionar qualquer bico de injecção convencional (ou não convencional), como os que são utilizados para despejar betão, bem como outros elementos, como uma cabeça de fresagem.

Ao contrário dos sistemas de impressão 3D tradicionais, “a maioria dos quais utiliza algum tipo de estrutura fixa para apoiar os seus bicos de injecção e estão limitados à construção de objectos que caibam dentro do seu recinto, este sistema de movimento livre pode construir um objecto de quaisquer dimensões”, explica a universidade norte-americana num artigo.

Como prova disso, os investigadores utilizaram um protótipo para construir a estrutura básica das paredes de uma cúpula com cerca de 15 metros de diâmetro e 3,6 metros de altura – um projecto que foi concluído em menos de 14 horas de “impressão”. Para estes testes iniciais, o sistema fabricou o sistema de isolamento em espuma, utilizado para formar uma estrutura de betão.

Este método de construção, no qual os moldes da espuma de poliuretano são preenchidos com betão, é semelhante às técnicas comerciais tradicionais de cofragem de vetão. Após esta abordagem para o seu trabalho inicial, a equipa mostrou que o sistema pode ser facilmente adaptado a locais de construção e equipamentos existentes e que irá cumprir os códigos de construção existentes sem necessitar de novas avaliações.

Em última análise, pretende-se que o sistema seja autossuficiente. Está equipada com uma concha que poderá ser utilizada tanto para preparar a superfície da construção, e adquirir materiais locais. O sistema pode ser, na sua totalidade, operado de forma eléctrica e até alimentado por painéis solares.

A ideia é que este sistema possa ser utilizado em regiões remotas, como, por exemplo, os países em desenvolvimento, ou em áreas afectadas por um desastre natural, como uma grande tempestade ou um terramoto, para providenciar rapidamente abrigos duráveis.

A visão desta equipa de investigadores consiste em ter, “no futuro, algo totalmente autónomo, que poderia ser enviado para a Lua, para Marte ou para a Antárctica, e aí construir edifícios durante anos”, afirma Steven Keating, que lidera a equipa.

“Queríamos também mostrar que poderíamos construir algo ontem que pudesse ser já utilizado”, continuou o investigador, destacando que, com este processo “podemos substituir as partes fundamentais da construção de um edifício, neste momento”, com este sistema que “poderia ser já integrado num local de construção amanhã”.

Segundo Keating, “a indústria da construção continua, em grande parte, a fazer as coisas da mesma forma como fazia há cem anos”. “Os edifícios são rectilíneos, na sua maioria construídos com apenas um material, através de pregos e serras”, reforça. Neste sentido, o investigador questionou-se sobre a possibilidade de todo e qualquer edifício ser individualizado e projectado utilizando os dados ambientais do local.

“No futuro, os pilares de suporte de tal edifício poderiam ser colocados em localizações óptimas, com base na análise de radar do local, e as paredes poderia ter uma espessura variável, dependendo da sua orientação”, continua o artigo do MIT.

De uma perspectiva arquitectónica, Neri Oxman, outro dos investigadores envolvidos, afirma que o projecto “desafio as tipologias de construção tradicionais, como paredes, pisos ou janelas, e propõe que seja fabricado apenas um sistema utilizado o DCP, que pode variar continuamente as suas propriedades para criar elementos tipo parede que continuamente se fundem em janelas”.

Para este fim, os bicos deste sistema podem ser adaptados para variar a densidade do material a ser aplicado, e também para misturar diferentes materiais à medida que avança no processo. O sistema pode até criar formas e consolas complexas. Quaisquer cabos ou canalizações necessárias podem ser inseridos no molde antes da aplicação do betão, criando uma estrutura de parede finalizada de uma só vez.

Pode também incorporar informação sobre o local durante o processo, utilizado sensores para temperatura, luz e outros parâmetros, para ajustar a estrutura à medida em que esta é edificada.

Segundo Keating, estes métodos de construção podem produzir uma estrutura de forma mais rápida e barata face aos métodos actuais e seria também muito mais seguros. Paralelamente, e porque as formas e espessuras podem ser optimizadas para as necessidades estruturais, o custo total do material necessário seria reduzido.

“Fazê-lo mais rápido, melhor e mais barato é uma coisa, mas a capacidade de projectar e fabricar digitalmente estruturas multifuncionais em apenas um processo de construção incorpora uma mudança da era das máquinas para a era biológica – de considerar o edifício como uma máquina onde viver, feito de partes padronizadas, ao edifício como um organismo, que é criado de forma computacional, continuamente produzido e, possivelmente, biologicamente aumentado”, sublinha Neri Oxman.

Assim, Oxman considera que este sistema não é “apenas uma impressora”, mas sim “uma forma totalmente nova de pensar na criação, que facilita uma alteração de paradigma na área do fabrico digital, mas também no projecto arquitectónico”. “O nosso sistema aponta para uma visão de futuro da construção digital que permite novas possibilidades no nosso planeta e mais além”, conclui o investigador.

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