A impressão 3D promete transformar a arquitetura para sempre

Diretor do Instituto de Estruturas Inteligentes da Universidade do Tennessee

James Rose não trabalha, presta consultoria, possui ações ou recebe financiamento de qualquer empresa ou organização que se beneficiaria com este artigo e não revelou nenhuma afiliação relevante além de sua nomeação acadêmica.

A Universidade do Tennessee fornece financiamento como membro do The Conversation US.

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Na arquitetura, raramente surgem novos materiais.

Durante séculos, a madeira, a alvenaria e o concreto formaram a base da maioria das estruturas da Terra.

Na década de 1880, a adoção da estrutura de aço mudou a arquitetura para sempre. O aço permitiu que os arquitetos projetassem edifícios mais altos com janelas maiores, dando origem aos arranha-céus que hoje definem o horizonte das cidades.

Desde a revolução industrial, os materiais de construção têm sido em grande parte confinados a uma série de elementos produzidos em massa. De vigas de aço a painéis de compensado, este kit padronizado de peças tem informado o projeto e a construção de edifícios há mais de 150 anos.

Isso poderá mudar em breve com os avanços na chamada “fabricação aditiva em larga escala”. Desde a adoção da estrutura de aço, nunca houve um desenvolvimento com tanto potencial para transformar a forma como os edifícios são concebidos e construídos.

A fabricação aditiva em grande escala, como a impressão 3D de mesa, envolve a construção de objetos, uma camada de cada vez. Seja argila, concreto ou plástico, o material de impressão é extrudado em estado fluido e endurece até sua forma final.

Como diretor do Instituto de Estruturas Inteligentes da Universidade do Tennessee, tive a sorte de trabalhar numa série de projetos que implementam esta nova tecnologia.

Embora ainda existam alguns obstáculos à adoção generalizada desta tecnologia, posso prever um futuro em que os edifícios sejam construídos inteiramente a partir de materiais reciclados ou de origem local, com formas inspiradas nas geometrias da natureza.

Entre eles está o Pavilhão Trillium, uma estrutura ao ar livre impressa em polímero ABS reciclado, um plástico comum utilizado em uma ampla gama de produtos de consumo.

As superfícies finas e duplamente curvas da estrutura foram inspiradas nas pétalas da flor homônima. O projeto foi desenhado por estudantes, impresso pela Loci Robotics e construído no Parque de Pesquisa da Universidade do Tennessee em Cherokee Farm em Knoxville.

Outros exemplos recentes de fabricação aditiva em grande escala incluem Tecla, um protótipo de habitação de 41,8 metros quadrados projetado por Mario Cucinella Architects e impresso em Massa Lombarda, uma pequena cidade na Itália.

Os arquitetos imprimiram Tecla com argila proveniente de um rio local. A combinação única deste material barato e geometria radial criou uma forma alternativa de habitação com eficiência energética.

De volta aos EUA, o escritório de arquitetura Lake Flato fez parceria com a empresa de tecnologia de construção ICON para imprimir paredes externas de concreto para uma casa chamada “House Zero” em Austin, Texas.

A casa de 185,8 metros quadrados demonstra a velocidade e a eficiência do concreto impresso em 3D, e a estrutura exibe um contraste agradável entre suas paredes curvilíneas e sua estrutura de madeira exposta.

A manufatura aditiva em larga escala envolve três áreas de conhecimento: design digital, fabricação digital e ciência dos materiais.

Para começar, os arquitetos criam modelos computacionais de todos os componentes que serão impressos. Esses projetistas podem então usar software para testar como os componentes responderão às forças estruturais e ajustá-los de acordo. Essas ferramentas também podem ajudar o projetista a descobrir como reduzir o peso dos componentes e automatizar determinados processos de projeto, como suavizar interseções geométricas complexas, antes da impressão.

Um software conhecido como slicer traduz o modelo do computador em um conjunto de instruções para a impressora 3D.

Você pode presumir que as impressoras 3D funcionam em uma escala relativamente pequena – pense em capas de celular e porta-escovas de dente.