Pesquisadores suíços inventam sistema de impressão de impacto sem cimento, no qual um robô de construção “atira” argila em alta velocidade 24 de setembro de 2024

 


Pesquisadores suíços inventam sistema de impressão de impacto sem cimento, no qual um robô de construção “atira” argila em alta velocidade


Atualizado: 25/09/2024


Pesquisadores da ETH Zurique desenvolveram um processo inovador de impressão assistida por robô que utiliza materiais de origem terrestre, como argila e solo escavado, sem a necessidade do uso de cimento. Esse avanço na tecnologia construtiva busca oferecer uma alternativa mais rápida, eficiente e sustentável em relação aos métodos tradicionais que utilizam o concreto, material que depende de grande quantidade de energia e de recursos não renováveis.

  • Impressão com terra e argila , sem cimento, mais sustentável.
  • Redução de CO2 , materiais locais e reciclados.
  • O robô imprime rapidamente , até dois andares.
  • Reforços robóticos em desenvolvimento para estruturas complexas.
  • Construção no local , máquina autônoma.
  • Menor custo e tempo , mão de obra menos especializada.

Impressão com materiais à base de terra: um avanço para a construção sustentável

Uma solução para construção sustentável

Terra e lama têm sido materiais de construção utilizados há séculos, mas a sua aplicação em projetos modernos tem sido limitada devido a métodos manuais que muitas vezes são lentos e caros. No entanto, graças a este novo processo de impressão robótica, é possível construir estruturas inteiras utilizando estes materiais de forma mais eficiente. A principal vantagem é que não é necessário cimento, o que reduz drasticamente as emissões de dióxido de carbono (CO2), um dos principais problemas do sector da construção.

O processo de impressão por impacto desenvolvido na ETH Zurique envolve um robô que “dispara” porções de material de cima, formando uma parede ao depositar camadas sucessivas. O material, composto por uma mistura de solo escavado, lodo e argila, adere após o impacto, necessitando de poucos aditivos adicionais para alcançar a coesão estrutural. Ao contrário da impressão com concreto, não há necessidade de parar para solidificar o material, o que acelera significativamente o processo.

Rapidez e eficiência na impressão de impacto

A tecnologia de impressão por impacto permite que o material seja depositado a uma velocidade de até 10 metros por segundo, possibilitando a construção de paredes e estruturas de até dois andares de altura. Além disso, estão sendo feitos trabalhos de integração de métodos robóticos para adição de reforços, o que ampliará o leque de estruturas que podem ser construídas com esse método. Isto não só permite o progresso em termos de velocidade, mas também reduz a dependência de mão de obra especializada, que é escassa em muitos lugares.

Um dos aspectos mais inovadores deste desenvolvimento é a capacidade de mover o processo da pré-fabricação na oficina para a construção no local. Isto será conseguido através de uma máquina de construção autónoma que permitirá a impressão diretamente no local onde serão erguidas as estruturas, sem necessidade de transporte de elementos pré-fabricados. Esse avanço promete reduzir ainda mais os custos de construção, tornando-a competitiva com os métodos construtivos modernos.

Imagine que você tem um robô que constrói casas, mas em vez de usar tijolos ou cimento, esse robô usa terra e lama, que são materiais muito fáceis de encontrar no chão. O robô possui um braço especial que atira pequenas porções dessa mistura de terra e lama em alta velocidade, como se estivesse jogando bolas de terra.

Quando essas bolinhas colidem umas com as outras, elas se unem e começam a formar uma parede. É como se você estivesse empilhando blocos de Lego, mas em vez de usar as mãos, o robô faz todo o trabalho! Além disso, você não precisa esperar o material secar como faria se estivesse usando cimento, o que significa que você pode construir mais rápido.

Esse robô consegue fazer casas de até dois andares e utiliza materiais que normalmente são jogados fora, por isso é muito bom para o meio ambiente. Além disso, como tudo é feito pelo robô, não precisamos de tantas pessoas para ajudar na construção, o que a torna mais rápida e barata.

Implicações ambientais

O sector da construção é responsável por aproximadamente 38% das emissões globais de CO2 , grande parte das quais provém da produção e utilização de cimento. A adopção de materiais como terra escavada e argila, que estão disponíveis localmente e não requerem processos industriais intensivos, pode reduzir significativamente o impacto ambiental das novas construções.

O desenho da mistura utilizada no processo de impressão de impacto da ETH Zurich é composto por 75% de resíduos industriais, tornando-o um material de baixo impacto em termos de emissões de CO 2 . No futuro, os investigadores planeiam desenvolver mais projetos mistos para diferentes aplicações de construção e casos de carga, abrindo a porta a novas possibilidades na construção sustentável.

Embora o sistema até agora só tenha sido usado para imprimir estruturas bastante simples, os cientistas estão trabalhando em métodos para integrar roboticamente elementos de suporte no material argiloso à medida que ele é depositado. Eles também estão desenvolvendo software de projeto computacional para orientar a construção de estruturas impressas por impacto.

O futuro da construção com materiais naturais

O sucesso desta tecnologia depende da possibilidade de aplicação destes métodos em construções reais de grande escala. A combinação da impressão de impacto com reforços robóticos permitirá a construção não apenas de casas de um ou dois andares, mas também de estruturas mais complexas e mais altas, reduzindo tempo e custos, e com uma pegada de carbono mínima.

A construção circular, que incentiva a utilização de materiais reciclados e locais, está a ganhar importância num mundo que necessita urgentemente de soluções para mitigar as alterações climáticas. Com inovações como esta, o setor da construção está mais próximo de reduzir significativamente o seu impacto ambiental, ao mesmo tempo que oferece soluções acessíveis e sustentáveis ​​para habitação em todo o mundo.

Este avanço na impressão com materiais de base terrestre não é apenas uma solução tecnológica, mas também um passo em direção a um futuro onde a construção sustentável seja a norma, sem comprometer a qualidade ou a eficiência. A capacidade de construir de forma rápida e barata, utilizando recursos disponíveis localmente, mudará a forma como os projectos de construção serão abordados no futuro.

Impressão com terra e argila , sem cimento, mais sustentável.

Redução de CO2 , materiais locais e reciclados.

O robô imprime rapidamente , até dois andares.

Reforços robóticos em desenvolvimento para estruturas complexas.

Construção no local , máquina autônoma.

Menor custo e tempo , mão de obra menos especializada. Através de ethz.ch

Vantagens

  1. Sustentabilidade ambiental : Não utiliza cimento, o que reduz significativamente as emissões de CO2, ajudando no combate às alterações climáticas.
  2. Utilização de materiais locais e reciclados : Utiliza solo escavado e resíduos industriais, o que reduz a necessidade de transporte de materiais e promove a economia circular.
  3. Rapidez de construção : Por não precisar esperar a solidificação do material, o processo é mais rápido que a construção tradicional em cimento.
  4. Redução de custos : A utilização de materiais abundantes e locais, juntamente com a diminuição da mão-de-obra, torna a construção mais económica.
  5. Menor dependência de mão de obra especializada : Por se tratar de um processo automatizado, é necessário pessoal menos especializado, o que reduz a escassez de mão de obra qualificada.
  6. Versatilidade estrutural : Permite a construção de paredes e estruturas de até dois andares, e está sendo desenvolvida a integração de reforços para fazer construções mais complexas.

Desvantagens

  1. Limitações estruturais atuais : Embora possam ser construídos muros e edifícios de até dois andares, ainda não está claro como se comporta para estruturas de maior altura ou complexidade.
  2. Durabilidade do material : Materiais como terra e lama podem não ser tão fortes ou duráveis ​​como o cimento em determinados climas ou situações, o que pode limitar a sua utilização.
  3. Resistência às condições climáticas : A lama e o solo podem ser mais suscetíveis à erosão ou danos causados ​​pela água em condições climáticas adversas, o que pode exigir soluções adicionais.
  4. Implementação em larga escala : A tecnologia ainda está em desenvolvimento, portanto, poderão ser necessários mais tempo e testes antes que ela possa ser amplamente aplicada em projetos de construção convencionais.
  5. Adaptação ao mercado : A indústria da construção está muito habituada aos métodos tradicionais, pelo que pode haver resistência ou dificuldade na adaptação desta abordagem inovadora em alguns locais.

Este equilíbrio de vantagens e desvantagens mostra que, embora a tecnologia prometa grandes benefícios ambientais e económicos, ainda tem desafios a resolver para se tornar uma opção amplamente adoptada.