As primeiras tecnologias da impressão tridimensional surgiram no final da década de 1980, para produzir com maior velocidade produtos desenvolvidos em escala industrial. Mas você sabia que apenas em 2009 foi comercializada a primeira impressora 3D?
Com uma impressora 3D, é possível fazer quase tudo. Por exemplo: suponhamos que o objeto desejado é uma colher. Tudo o que você precisa fazer é construí-la em um software de modelagem, salvar o arquivo em .stl (a extensão requisitada pelas impressoras) e enviar para impressão.
A impressão é feita em camadas, sempre de baixo para cima. O tempo total para que o objeto fique pronto varia de horas a dias, dependendo de sua complexidade. Quanto ao material a ser utilizado, depende do modelo da impressora, variando entre polímeros, metais, borracha e papel, entre outros.
As impressoras 3D estão em constante processo de aperfeiçoamento. Diversas áreas do conhecimento já encontram, por meio da impressão tridimensional, soluções para barreiras que até pouco tempo atrás eram intransponíveis.
A medicina, por exemplo, utilizou uma prótese feita em impressoras 3D para reconstituir 75% do crânio de um paciente. Em 2013, a Universidade de Edimburgo imprimiu objetos tridimensionais utilizando células-troncos embrionárias. Existem ainda estudos para impressão de pele, próteses de baixo custo, cartilagens e até mesmo órgãos.
Outros setores também estão utilizando a tecnologia tridimensional de prototipagem rápida no desenvolvimento de seus produtos. Entre eles, estão o automotivo, joalheiro e alimentício (já existem chocolates feitos em impressoras 3D).
Impressoras 3D na Construção Civil
O principal intuito da criação da impressão tridimensional foi agilizar a execução e montagem de peças e produtos. Acredito que você irá concordar comigo quando digo que o estudo para implementação desse tipo de maquinário na Construção Civil só tem a acrescentar, redefinindo a forma como executamos as obras hoje em dia.
Os métodos de construção de uma edificação, independentemente de qual tipo seja, são sempre parecidos. Basicamente, necessitamos de forma, armação e concreto para materializar um projeto.
Já nas impressoras 3D, o funcionamento se dá por meio da divisão em várias camadas do que será impresso, começando de baixo para cima. O projeto será materializado por meio da sobreposição dessas camadas.
O professor Behrokh Khoshnevis, da Universidade da Califórnia do Sul, realizou diversos trabalhos voltados à utilização da impressão 3D na Construção Civil. Suas pesquisas permitiram que ele criasse a Contour Crafting (CC), uma impressora 3D de grande escala.
Com a Coutour Crafting, foi possível realizar a automatização parcial da construção de paredes, lajes, vigas e pilares, além de outros elementos de uma edificação. O material utilizado inicialmente foi o cimento. Mas hoje já é possível empregar ligamentos de aço e outros materiais, como polímeros enriquecidos com diversas fibras.
China
Um exemplo da aplicação desse método ocorreu na China. A empresa WinSun construiu um prédio de cinco andares inteiramente com o uso de impressora 3D. Para a realização da obra, foi necessária uma impressora de grandes dimensões (6,6 metros de altura, 10 metros de largura e 40 metros de comprimento). O equipamento foi responsável pela confecção dos contornos do edifício e de peças para a sua montagem.
Essa mesma empresa já tinha realizado a façanha de imprimir dez casa em menos de 24 horas, reutilizando material excedente de outras obras. Não é fantástico?
A WinSun também inovou ao utilizar materiais não convencionais. Entre eles, destaca-se uma mistura de solo e resíduos de construções industriais, como o vidro, que é adicionado em uma base de cimento com secagem rápida.
Estados Unidos
Mais recentemente, a empresa norte-americana Apis Color desenvolveu uma máquina de impressão 3D que contém um braço robótico e é capaz de imprimir uma casa de 38m² por menos de 10 mil dólares e com durabilidade superior a 50 anos. A evolução dessa tecnologia possibilita que em poucos anos a produção em larga escala de casa populares seja cada vez mais viável.
Vantagens e desvantagens
Por se tratar de uma grande mudança nos processos produtivos no âmbito da fabricação digital, os benefícios do uso desta tecnologia têm sido especulados em âmbito mundial. A impressão 3D promete trazer vantagens econômicas e ambientais, além de favorecer o processo projetual e construtivo na Arquitetura.
Quer conhecer mais detalhadamente essas vantagens? Confira abaixo:
Redução de custos e de tempo da obra
A automatização do processo construtivo possibilita fazer mais em menos tempo. Impressoras 3D utilizam até 90% do material. Além disso, pressupõe-se que o uso dessa tecnologia implica diretamente na redução de mão de obra braçal no canteiro.
Liberdade projetual
Com um maquinário flexível, a impressão 3D (principalmente em concreto) oferece uma enorme gama de possibilidades projetuais. Permite construir em escala industrial diversos tipos de formas diferentes. Na produção em série, a redução do custo depende da repetição em grandes quantidades para diluir o valor do aprimoramento do projeto e da fabricação de moldes.
Produção Sustentável
A construção com impressão 3D é mais sustentável. Uma das razões para isso é seu desempenho térmico, que proporciona conforto ambiental superior ao da construção convencional. Além disso, dispensa o uso de formas e usa os materiais em sua totalidade, evitando o desperdício.
Já existe, por exemplo, um cimento com 70% de massa reciclada de vidro, solo e resíduos de outras construções, representando economia na produção do insumo.
Se interessou sobre o tema? Dê uma lida no artigo que escrevemos sobre materiais inovadores na Construção Civil:
Os 5 destaques de 2017 de inovação de materiais de construção
Redução do déficit habitacional
A oferta de moradias mais baratas e produzidas em menos tempo pode contribuir para a redução do déficit habitacional.
Mas você deve estar se perguntando: com tanta coisa boa assim, não há nenhuma desvantagem em utilizar as impressoras 3D para a construção?
Um dos aspectos mais relevantes que impedem o desenvolvimento dessa tecnologia é o conservadorismo da indústria da Construção Civil, que se apega ao método tradicionalmente artesanal e com riscos gerenciais conhecidos.
Outra questão muito importante é o alto custo de desenvolvimento inicial. Primeiro, ele envolve a aquisição de maquinário, muito caro para construtoras que não têm um volume tão grande de obras. Segundo, requer treinamento de mão de obra especializada na operação e manutenção dos novos equipamentos. Por fim, necessita de logística para transporte e armazenamento, além de uma estrutura de apoio.
Os softwares que se conectam com as plataforma da impressora também oneram o processo. Hoje em dia, no Brasil, ainda utilizamos muito o Autocad em detrimento de programas mais modernos, principalmente pelo alto custo das licenças. Existe um grande movimento em prol de modernização, mas caminha a passos lentos.
Também não podemos deixar de levar em consideração que o setor construtivo emprega grande parte da mão de obra brasileira e uma mudança súbita no processo construtivo implicaria um desemprego em massa.
Contudo, algumas dessas restrições não devem perdurar por muito tempo. É só observarmos a considerável evolução desses equipamentos e todo o seu potencial para redefinir a forma como construímos.
Impressão tridimensional no Brasil
É possível dizer que a impressão 3D ainda está em sua fase embrionária, com um grande potencial de crescimento. No Brasil, seu uso atualmente está voltado apenas à prototipagem de maquetes arquitetônicas ou estruturais. Como vimos, isso pode ser atribuído ao alto custo do equipamento e à necessidade de mão de obra especializada.
No entanto, há indícios de que o início do uso de impressoras 3D na Construção Civil brasileira está próximo. Engana-se quem pensa que é necessário importar tecnologia para ter acesso às impressoras 3D.
Você sabia que existem brasileiros desenvolvendo esse tipo de equipamento? Em Curitiba, engenheiros atentos a um mercado bilionário que ainda é incipiente no Brasil desenvolveram impressoras tridimensionais com tecnologia nacional, apostando na relação custo-benefício para ganhar espaço no mercado.
Existem também startups desenvolvedoras de impressoras específicas para a construção. Em 2016, estudantes de Engenharia da Universidade de Brasília, com o apoio do Senai, CBIC, ABCP e Sinduscon-DF, apresentaram um equipamento que utiliza um concreto especial como material de impressão. Incrível, não é mesmo? Acesse aqui mais informações.
Como citei anteriormente, o conceito da construção enxuta já é bastante presente na política de trabalho das construtoras. O mercado pede obras mais rápidas, limpas e econômicas. Logo, é questão de tempo até que as empresas se mobilizem para modernizar seus canteiros de obra, investindo na compra do equipamento e no treinamento da mão de obra.
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