Você já ouviu falar da cidade de Matera, na Itália? O seu centro histórico – Sassi di Matera – foi considerado Patrimônio Mundial pela UNESCO, por ser uma das regiões habitadas mais antigas do mundo. Lá, existem moradias que foram escavadas na pré-história!
As construções feitas a partir de escavações diretamente na rocha são o registro de uma época em que o homem podia contar apenas com o que o meio ambiente oferecia para sobreviver e criar suas habitações.
Algumas centenas de anos mais tarde, aqui estamos nós: fazendo casas a partir de uma “máquina mágica”, que transforma modelos que existem apenas no mundo virtual em algo real e concreto.
Este é o assunto do nosso debate de hoje. Siga a leitura deste artigo, saiba como a impressão 3D tem transformado o mercado de engenharia e construção e entenda de que maneira essa tecnologia deve impactar a construção civil no futuro.
Impressão 3D na construção civil
Hoje é possível produzir brinquedos, ferramentas, peças para avião, protótipos de ossos e até comida a partir da impressão 3D. É inegável que essa tecnologia evoluiu muito nos últimos anos, mas certamente ainda há um longo caminho pela frente.
No mercado de construção civil, a impressão 3D já tem causado grandes transformações nos processos de modelagem, construção e manutenção.
Segundo um estudo desenvolvido por Romain de Laubier, Sven Witthöft e Christoph Rothballer, executivos do The Boston Consulting Group (BCG), apesar de o setor ser tradicionalmente mais lento em relação à adoção de novas tecnologias, a compatibilidade dessa tecnologia com as demandas do mercado de construção indica que a impressão 3D deve revolucionar os processos neste mercado.
Entre as características mais alinhadas entre a impressão 3D e o mercado de construção, destacam-se:
1 – Modelagem digital
– A impressão 3D tem um processo de produção baseado em modelos 3D virtuais.
– Cresce cada vez mais o uso de modelagem digitais (especialmente BIM) entre profissionais de arquitetura e engenharia.
2 – Personalização
– A impressão 3D possibilita a criação de designs e formatos únicos – difíceis ou impossíveis de se conseguir por meio tradicionais.
– Cada vez mais os clientes do mercado de engenharia e construção demandam entregas personalizadas.
3 – Automação
– A impressão 3D tem um processo basicamente autônomo, que necessita de pouca intervenção humana.
– O mercado de construção civil vê na automação uma saída para resolver o problema da falta de mão de obra qualificada.
4 – Diversidade de materiais
– Diversos tipos de materiais são utilizados para a produção em impressão 3D, especialmente materiais compostos.
– O mesmo acontece na construção civil.
Aplicações de impressão 3D na construção civil
Os executivos da BCG afirmam que hoje em dia a impressão 3D é uma realidade apenas em um mercado de nicho na construção civil, aplicado, em geral, em pequena escala. O relatório aponta algumas das principais utilizações dessa tecnologia atualmente:
Prédios
Em geral, a impressão 3D tem sido aplicada em construções de pequena escala, com um cômodo. Com exceção da empresa Winsun, que já “imprimiu” um apartamento com cinco cômodos e uma casa de campo de 1.200 metros quadrados.
A fábrica da Winsun tem uma impressora 3D com mais de 100 metros de comprimento. Eles utilizam uma mistura de cimento, areia e fibras na “receita” – até 50% destas fibras são derivadas de materiais reciclados de demolição. As paredes são produzidas na fábrica e transportadas para a obra.
Segundo a empresa, o processo de impressão 3D diminui de 50 a 70% o tempo de construção, reduz de 50 a 80% o trabalho em si e economiza de 30 a 60% de materiais.
Pontes
Atualmente existem apenas pontes para pedestres sendo desenvolvidas a partir da impressão 3D. A primeira ponte em escala real construída a partir dessa tecnologia foi aberta em 2016, em Madri (Espanha). Feita pela Institute for Advanced Architecture of Catalonia, a estrutura tem 12 metros e é composta de oito seções de concreto reforçado.
Em outubro de 2017, a primeira ponte 3D para ciclistas foi inaugurada na Holanda. Com 8 metros, a estrutura é composta de 800 camadas de concreto e levou três meses para ser construída. O projeto é resultado de uma parceria entre a Eindhoven University of Technology e a empresa BAM Infra.
No vídeo abaixo você pode ver um pouco da impressão e construção da ponte:
Moldes impressos
Muitas vezes arquitetos e engenheiros imaginam e projetam formatos e estruturas incríveis, que se mostram pouco acessíveis e/ou muito caros para saírem do papel. A impressão 3D facilita esse caminho entre imaginação e realidade.
O sistema FreeFAB, da empresa Laing O’Rourke, cria moldes de cera que podem ser preenchidos com concreto. Uma vez que a estrutura está pronta, a cera é derretida (e reciclada), revelando o design projetado.
Componentes
A impressão 3D também tem sido utilizada para criar componentes únicos para os projetos de construção, tornando-os mais personalizados e criativos, ao mesmo tempo em que são mais funcionais.
Um exemplo de aplicação nesse sentido pode ser observado no prédio 6 Bevis Marks, em Londres, onde a empresa Skanska utilizou a impressão 3D para criar uma estrutura de nylon que protege o suporte de metal presente no topo do prédio.
Modelos arquitetônicos
Em vez de passarem horas em um trabalho de colagem e montagem, arquitetos podem se beneficiar – e muito – da utilização de impressoras 3D para criar protótipos e maquetes de forma mais rápida, prática e precisa.
Um dos modelos 3D mais famosos nesse sentido é a réplica da igreja Sagrada Família, de Barcelona (Espanha). Os protótipos foram desenvolvidos a partir dos desenhos de Antoni Gaudí e de estruturas antigas recuperadas, e contribuíram para a evolução da construção deste marco da arquitetura.
Design de interiores
Com a impressão 3D, o céu é o limite para os designers de interiores. Com essa tecnologia, esses profissionais têm a possibilidade de criar objetos de decoração únicos e personalizados.
A empresa Emerging Objects utiliza diversos materiais (cimento, metal, areia, borracha, serragem e até sal) para criar objetos inspirados na natureza.
Vantagens da impressão 3D na construção civil
Entre os benefícios que essa tecnologia pode trazer no futuro para o segmento (ou já está trazendo, em alguns casos), destacam-se:
– Liberdade de criação. A impressão 3D dá maior liberdade para o desenvolvimento de designs únicos e personalizados.
– Autonomia e economia na construção. Alguns modelos de impressora 3D demandam pouca intervenção humana. Além disso, diminuem a necessidade de outros tipos de equipamentos.
– Maior previsibilidade e rapidez. Como o processo é automatizado, é possível prever com maior exatidão o tempo de produção. E o processo de impressão 3D também é muito mais rápido do que o convencional!
– Sustentabilidade. Impressoras 3D podem utilizar materiais recicláveis, e o processo em si utiliza menos material, o que evita o desperdício de resíduos.
– Propriedades especiais. Por permitir uma maior liberdade de design e de materiais, esse processo facilita a criação de estruturas que possuem formatos e funcionalidades especiais, tais como maior flexibilidade ou isolamento térmico, sem aumentar o peso, por exemplo.
Desafios para a expansão da impressão 3D na construção civil
– Preço ainda não acessível. Atualmente, uma impressora 3D para construção civil pode custar entre 500 mil e 2 milhões de dólares.
– Controle dos materiais. A impressora 3D utiliza materiais líquidos ou semilíquidos que endurecem conforme a impressão é realizada. A temperatura e as condições climáticas interferem nesse processo. E como essas questões variam muito de um lugar para outro, é difícil controlar as condições ideais para que a impressão aconteça.
– Processos tradicionais. Muitos profissionais de engenharia e construção ainda estão fortemente ligados a processos tradicionais. Por isso, não estão preparados para trabalhar com essas novas tecnologias.
– Regulamentação. A utilização de impressão 3D na construção civil muitas vezes esbarra em questões burocráticas, em lugares que demandam regulamentações específicas para o uso dessa tecnologia.
O futuro da impressão 3D na construção civil
Talvez, um dia, grandes prédios sejam impressos por uma única impressora 3D, com pouquíssima – ou quase nenhuma – intervenção humana. Mas os especialistas da BCG afirmam que essa é uma perspectiva muito distante.
Segundo os executivos, uma visão mais modesta e realista envolve vários procedimentos separados e sistemas autônomos ou semiautônomos, integrados uns aos outros e também aos trabalhadores humanos.
“No futuro mais imediato, a impressão 3D em construção ampliará ainda mais seu papel, popularizando e refinando suas aplicações especiais, tais como moldes impressos ou componentes complexos, e desenvolvendo projetos cada vez mais ambiciosos. A expansão dessa tecnologia deve continuar, desde que o investimento continue fluindo também”, ressaltam os autores do estudo.
E você, acredita na evolução do uso da impressão 3D na construção civil? Você já utiliza ou conhece alguma empresa que esteja utilizando esse tipo de tecnologia em seus projetos?
Deixe um comentário com sua opinião ou dúvida e participe do debate sobre esse processo que pode revolucionar muitas áreas do mercado de engenharia e construção!
Clique aqui e confira na íntegra (em inglês) o relatório da BCG.
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