Como a impressão 3D pode ser útil na construção civil?

A impressão 3D é o processo pelo qual um objeto é criado a partir de  uma máquina para criar objetos sólidos tridimensionais a partir de um modelo digital. Também conhecido como fabricação aditiva ou prototipagem rápida, já está presente na indústria médica, aeroespacial e agora vem surgindo de maneira tímida também na construção civil. A tecnologia utilizada na impressão 3D pode apresentar variadas finalidades e projetos, logo, uma área tão importante não poderia manter-se alheia a tantas inovações. No Brasil o método construtivo que mais agrada é o de estruturas de concreto armado e alvenaria de vedação de tijolo maciço de argila queimada, tijolos furados também de argila queimada e argamassa de assentamento.

Recentemente, começaram a ser utilizados os blocos de concreto estrutural como substituição dos pilares e vigas em estruturas, assim como também blocos de concreto para vedação em estruturas de concreto armado. As técnicas construtivas utilizadas ao redor do mundo são bem diferentes. Em alguns países se constrói muito com estruturas de madeira ou metálicas, em outras com light steel frame que são quadros de perfis metálicos de chapa dobrada com acabamentos em placas de concreto e de madeira, recheio de isolante termo-acústico e de gesso acartonado. Já em outros lugares do mundo se usa wood frame que são estruturas de quadros de madeira. Outras técnicas são as que utilizam pedras e argamassa.

Segundo o coordenador do curso de engenharia Civil da Escola de Engenharia da Universidade Presbiteriana Mackenzie, João Carlos Gabriel, é difícil mudar uma cultura: “Para nós brasileiros o mais importante é ter um lar que nos proteja dos agentes agressores do ambiente externo: invasões humanas; insetos e animais; intempéries e também propicie um conforto térmico e acústico”. O brasileiro ainda possui algumas dúvidas se as novas e mais modernas técnicas construtivas atendem todos os requisitos de segurança, conforto, proteção e preço. Desta forma, a impressão 3D para uso em residências ainda não é uma realidade em nosso país, porém, em outros países a tecnologia é bem difundida.  Os países que estão desenvolvendo robôs para esta finalidade são:

 

•         A empresa Apis Cor da Rússia com um braço robótico;
•         O robô da Universidade de Nantes BatiPrint, francês;
•         O robô WASP italiano;
•         O robô KamerMaker da Holanda;
•         O robô WinSun, cujo primeiro projeto foi executado em Shangai na China;
•         O robô da Cazza Construction desenvolvido por uma empresa localizada no Silicon Valley nos Estados Unidos;
•         O robô da empresa Constructions-3D na França;
•         O robô da empresa Contour Crafting da Califórnia nos Estados Unidos;
•         O robô da Cybe Construction na Holanda;
•         O robô D-Shape italiano.

Existem ainda os robôs que assentam tijolos, como o Hadrian de origem australiana.   

Os sistemas robóticos são estruturados basicamente em 4 itens diferentes: o hardware que é a parte mecânica, hidráulica e eletroeletrônica do robô, um sistema computador – controlador que é a mente do robô, um sistema de potência que permite que o robô execute as tarefas e um software que é o conhecimento do robô em uma determinada área. “Os robôs devem ser adaptados com sistemas dosadores de argamassa. Estes se localizam na extremidade final dos braços robóticos, por exemplo. Estes dosadores deverão adicionar as quantidades corretas, camada por camada”, explica João Carlos.  Além disso, os robôs ficarão expostos a muita poeira e por isso devem ter as suas juntas muito bem protegidas, de forma similar aos robôs de pintura na indústria automotiva.

 

Premissas e dificuldades da impressão 3D na Construção Civil

 

De acordo com o coordenador de engenharia do Mackenzie, a tecnologia de impressão 3D também pode gerar empregos já que para quê um robô possa atuar é necessário que receba uma programação de projetos de construções. Desta forma, um especialista deverá fazer esta programação. Os sistemas robóticos precisam ter dimensões específicas e o alcance para serem utilizados para a construção das edificações e devem ter a mobilidade para que possam se deslocar e alcançar as distâncias desejadas. Os robôs podem ser programados com vários projetos de edificações, como habitações populares diferenciadas, por exemplo. Basta que os programas dos projetos das casas populares sejam diferentes e estejam na memória do computador que controla o robô. “O robô não se cansa, mas pode parar por defeitos. Assim, é necessário sempre ter um especialista de manutenção de robôs por perto. O robô pode trabalhar à noite e aos finais de semana, nas férias e também nos feriados, desde que seja alimentado corretamente com a argamassa para a construção da edificação e também com energia elétrica” orienta João Gabriel. Serão necessários especialistas de outras áreas na construção civil: técnicos mecânicos de manutenção robótica, técnicos em eletroeletrônica, técnicos de programação além dos técnicos de construção civil.  

Uma das premissas é o comportamento de escoamento da argamassa que é depositada em camadas umas sobre as outras no processo de manufatura aditiva na construção de casas. Isto é denominado de comportamento reológico da argamassa. Ela não pode nem escorrer ao ser depositada e nem deixar de se ligar à camada anterior mesmo depois de um tempo de secagem. Desta forma, uma das premissas é o desenvolvimento de novos tipos ou composições de argamassa. Hoje ainda há dificuldades em desenvolvimento de argamassas com comportamento reológico específico para esta aplicação. “As principais dificuldades são a mudança da cultura do consumidor para adquirir uma casa construída por um robô e também a qualificação da mão de obra para este fim”, afirma João Carlos. Outros problemas são os alcances dos robôs para a construção das casas, a sua programação e os sistemas dosadores de argamassa. Porém, com alguma pesquisa e investimentos estes problemas serão superados.

 

 

Saiba mais sobre a reologia das argamassas do futuro e impactos no canteiro: https://www.mapadaobra.com.br/inovacao/webseminario-reologia-das-argamassas/

 

 

 

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