Impressora 3D – O futuro da Construção Civil

A impressora 3D tem se tornando destaque e protagonista em diversos setores, e na Construção Civil não tem sido diferente. 

O Sistema construtivo de uma edificação é regido através do projeto de arquitetura desta edificação conjuntamente com a escolha do sistema estrutural definido durante as fases do projeto. Dentro de um sistema Construtivo de uma edificação existem diversas fases de desenvolvimento, variando de acordo com a escolha do modelo construtivo, que podemos definir como: Alvenaria Estrutural, Alvenaria Convencional, Steel Frame, Paredes de concreto, Wood Frame e entre outros.

 

O fechamento vertical de uma edificação pode ser realizado através de diversas formas e materiais, podem ser feitos com blocos cerâmico e concreto (Estrutural ou vedação), drywall, parede de concreto, parede de madeira e entre outros. Neste artigo iremos apresentar e discutir o uso da impressora 3D para a realização de fechamento vertical de uma de uma edificação, demonstrando suas principais vantagens, funções e diferenças.

 

Com o enorme avanço da tecnologia atualmente, entram em cena as impressoras 3D, capazes de produzir objetos tridimensionais utilizando plástico, resina ou até mesmo metal derretido. As impressoras podem ser usadas para criar desde brinquedos e outros objetos baratos, até instrumentos musicais, peças de máquinas, dentre inúmeros objetos.

 

O princípio de funcionamento das impressoras 3D não é de todo diferente das velhas impressoras jato de tinta: elas também são baseadas em uma cabeça de impressão móvel que espirra pequenas doses de material sobre a superfície de impressão. As duas grandes diferenças é que a cabeça de impressão se move sobre três eixos (X, Y e Z) e ela deposita o material em camadas muito finas, permitindo criar objetos 3D completos de baixo para cima, depositando sucessivas camadas de plástico, metal ou resina uma sobre a outra até obter o objeto completo. Uma das vantagens mais evidentes é a velocidade com que ela desenvolve suas operações. 

 

Os produtos podem ser fabricados a uma velocidade entre 25 a 100 vezes mais rápida que por outros métodos. A impressora 3D permite imprimir peças complexas de uma vez só com a quantidade ideal de matéria-prima. A indústria aeroespacial é um exemplo bem nítido dessa vantagem. Como as matérias-primas nesse segmento são, em geral, extremamente caras, a impressora 3D ajuda a reduzir custos e desperdícios. A precisão apurada no design possibilita que sejam encaixadas com exatidão peças de manutenção e substituição, o que contribui para reduzir tempo com correções e ajustes. Com a prototipagem em 3D, as empresas têm a oportunidade de criar peças bem mais realistas, fazendo com que os erros se tornem mais previsíveis e assegurando que suas criações alcancem o mercado mais rápido.

Representação de Modelo de Impressora 3D para edificações.

Fonte: Ennomotive, 2021.

Por que a impressora 3D é revolucionária? 

Apesar de não ser um projeto tão novo quanto parece, criado em 1984 pelo americano Chuck Hull que foi dado o nome de Estero litografia a primeira tecnologia de impressão 3D. Sua função era, de início, criar peças poliméricas mais rápido do que era de costume manualmente, o que já causa uma impressão de revolução. Com o tempo, a vinda das impressoras 3D industriais tornou tudo possível, desde a criação, contando com sua habilidade de desenho e imaginação.

 

Em um dos primeiros feitos, em 2011 uma impressora 3D imprimiu peças para carros, coisa que era inimaginável. Um colecionador americano de carros antigos não encontrava peças para sua coleção de carros antigos, que guarda como Hobby, tinha dificuldade de encontrar peças para seus carros, isso quando existentes, após conhecer a impressora e descobrir que era possível, ele conseguiu fazer seu carro reviver através de uma simples impressão da peça que ele precisava. Claro que isso ainda não é barato, mas é revolucionário.

 

Na construção civil, tem uma modelo de grande escada de impressora 3D chamada de Countour Crafting feito pelo Professor Behrokh Khoshnevis, da Universidade da Califórnia do Sul, nos Estados Unidos. E já foi testada e aprovada por uma empresa chinesa, WinSun, que fez o primeiro prédio inteiro com impressora 3D

Prédio feito pela Winsun através da impressora 3D..

Fonte:ResearchGate, 2018.

Essa impressora é responsável pela automatização parcial de paredes, lajes, vigas e pilares de uma edificação de forma similar a uma impressora 3D tradicional, ela faz seu trabalho por camadas, de baixo para cima. O material inicial utilizado foi o cimento, mas atualmente é possível fazer um reforço deste com fibras de aço, ou até utilizar outras matrizes, como polímeros enriquecidos com diversos tipos de fibras. Outra vantagem do novo sistema é a existência de múltiplos reservatórios de matéria-prima, proporcionando a troca de material durante a construção sem que fluxo da obra tenha que ser interrompido para troca de peças, como bicos injetores. É possível, por exemplo, alternar entre gesso, para acabamentos, e cimento, para a construção das paredes.

 

Também tem casos de impressoras que preenche e restaura fissuras de rodovias, feita pelo engenheiro mecânico Robert Flitsch da universidade de Harvard. Na economia isso é relevante, todo seu custo diminui em 40% de mão de obra, reduz 45% do tempo de produção e reduz, também, o custo com materiais de 15% a 20%. Prolongando os feitos, o que se ganharia em 18 meses, se ganha em 13 meses, uma economia a longo prazo, porém efetiva.

Cenário de uso da impressora 3D  

A impressora 3D tem se apresentado como alternativa para diversos setores, como: Saúde, computação, alimentação, automobilísticas, e não foi diferente com a construção civil, a impressora é capaz de realizar a impressão de edificações inteiras por volta de 24 horas. Por apresentar esta grande eficiência e versatilidade a impressora 3D tem ganhando o mercado e se tornando realidade em muitos locais do mundo. Um caso que podemos tomar como exemplo é de uma empresa chinesa chamada WinSun Decoration Design Engineering Co. de Xangai, esta empresa chega a realizar 10 casas por dia com cerca de 61m². Apesar de terem empresas como a Winsun desenvolvendo casas para a venda, no mundo inteiro ainda há muitas universidades que estão desenvolvendo testes para que a impressora apresente mais eficiência e melhor adequação a construção civil.

 

A impressora 3D já se tornou realidade para diversos usos como dito acima, entretanto, na construção civil podemos afirmar que está em uma fase de desenvolvimento e aperfeiçoamento do sistema. Enquanto existem empresas na China desenvolvendo edificações, aqui no Brasil ainda estamos em fase de testes, por exemplo a Startup Inova House 3D desenvolveu a primeira impressora 3D de concreto brasileira em 2016.

  Primeira Impressora de Concreto do Brasil.

 Fonte: Cimento Itambé, 2018.

Recentemente uma estudante brasileira chamada Juliana Martinelli juntamente com o apoio de duas empresas (InovaHouse3D e a 3DHomeconstruction), desenvolveram uma impressora 3D responsável por criar a primeira impressora 3D responsável por imprimir uma residência. A residência impressa tem cerca de 66m² e foi construída em um pouco mais de 48 horas. Caso queiram saber mais, basta clicar aqui para ser direcionado a uma matéria com mais informações sobre este grande feito.

Primeira casa brasileira construída por uma impressora 3D.

Fonte: Instagram, 2020.

Benefícios e facilidades

A impressora 3D destinada à construção civil trouxe grandes benefícios, dentre eles o que mais se destaca é confeccionar uma casa em pouco tempo, muitos de nós podemos nos perguntar, porque confeccionar uma casa rapidamente? Bem a muitas vantagens e benefícios em se produzir uma casa rapidamente, por exemplo, em uma catástrofe natural há a necessidade de produzir abrigo às pessoas o quanto antes, também possibilita que menos pessoas exerçam o trabalho braçal que não é nada fácil. Um fator interessante é que na construção poderão ser utilizados materiais que não são convencionais no concreto, como o vidro, que possibilitou uma secagem mais rápida da massa, além de ajudar a produzir menos resíduos.

Quem nunca passou do lado de uma obra e não se sentiu inseguro com a possibilidade de cair algo em nossas cabeças? Quem de nós não ficou incomodado com o barulho de uma obra? A impressora 3D possibilita uma obra mais segura, pois ela possibilita uma execução perfeita sem risco de erros, que no caso nós humanos poderíamos cometer, por exemplo, deixando um bloco cair de dez metros de altura! Outra vantagem é de executar a obra com menos barulho, mas isso pode variar dependendo da qualidade de execução da impressora.

 

A maximização da eficiência e diminuição de riscos é um objetivo essencial em todas as áreas de atuação humana, com isso, a diminuição de custos e até mesmo de necessidade de mão de obra, por falta de capacitação da classe trabalhadora, e talvez essa seja a principal motivação, o impacto financeiro que a mão de obra humana exige, tanto por custos operacionais que é exigido por lei a cada um dos proletariados, quanto por possíveis erros, excessos ou desperdícios que resultam em acréscimos no custo. 

 

O tempo de ciclo de qualquer operação também é uma variável que exige certa atenção, tendo como uma tendência mundial a automatização e padronização dos meios de operação das tarefas, mundialmente em todos os ramos de trabalho, contudo, na construção civil esse avanço tecnológico caminha com curtos passos, e como detalhado anteriormente, uma das soluções é a implementação da impressão 3D na construção civil, que é uma boa escolha a quem procura por padronização e entrega rápida, por outro lado ainda não é uma escolha comum nas obras, não havendo demanda suficiente para uma produção em massa, o que resulta em elevados valores sobre o equipamento, inviabilizando sua utilização. 

 

Principalmente no mercado brasileiro onde o sistema convencional de construção é esmagadoramente absoluto nas obras pelo país.Grandes países como China e EUA utilizando tais métodos fazem com que toda a indústria global se adapte a tendência que é ditada pelas grandes potências. No Brasil, que é o nosso caso, a complexidade na inovação é dificultada pela falta de desenvolvimento na área, nos forçando a emular métodos de países estrangeiros, porém culturalmente no Brasil a inovação é difícil e demorada.

 

Com isso, entendemos que a impressora 3D, e o método de impressão 3D na construção civil é uma tendência futura implantada no presente por poucas grandes empresas internacionais, sendo uma ótima alternativa para os empresários e para o desenvolvimento da nação em si.

 

Segue abaixo um vídeo com uma demonstração rápida de como é utilizada uma impressora 3D, para a construção de uma edificação.

Gostou do artigo? Sentiu falta de alguma informação relevante que poderia agregar ao artigo? Escreva nos comentários, desta forma mais pessoas poderão ter acesso ao conhecimento e irão poder desempenhar obras com maior qualidade!

 

Autor: Henrique Osório