Como a impressão 3D está a mudar a indústria da construção com poupanças de 50%
Certamente já ouviu falar desta tecnologia assim como da sua utilização na construção. Nos últimos anos, foi possível constatar a versatilidade e diversidade da impressão 3D. Hoje em dia, em plena crise mundial devido ao COVID-19, vemos como a impressão 3D pode ser extremamente útil.
A impressão 3D vai mudar o mundo e talvez, dentro de uns anos, venha a sentir que esta revolução passou-lhe ao lado. Para que tal não aconteça, vamos então explorar esta técnica, para que o leitor, após ler este artigo, consiga estar ciente de todas as envolventes da impressão 3D.
Em 2018, a indústria da impressão 3D teve um tamanho de mercado escasso, ainda assim alcançou uns impressionantes 7,5 biliões de euros. No entanto, até 2026, espera-se que este sector atinja os 45 biliões de euros. Graças à sua taxa de crescimento anual, cerca de 24 a 26% por ano. Calculo que pergunte a razão deste crescimento, pois bem, é aqui que o peso da impressão 3D entra na equação, dando a possibilidade de criar um objecto tridimensional a partir de um desenho ou modelo digital criado num software informático. Esta tecnologia está a dinamizar praticamente todos os principais sectores, tendo capacidade para os potenciar ano após ano.
A impressão 3D está a dar um positivo abanão nos sectores da saúde, design de moda, alimentação, indústria aeroespacial e indústria automóvel. Estes são apenas alguns exemplos de um largo mercado. A impressão 3D oferece a estes sectores a capacidade de criar protótipos, criar peças de reposição e até produzir peças totalmente funcionais numa pequena fracção do tempo e custo.
Vyomesh Joshi, Presidente e CEO da 3D Systems, mostrou estar muito empolgado com a Impressão 3D na revisão da indústria: “Para mim, é incrível olhar para mais de uma geração industrial para ver o valor que a impressão 3D agrega ao processo de produção. O que começou como um facilitador para a prototipagem, está agora a encontrar o seu lugar nos ambientes de produção. A produção 3D é, hoje em dia, algo extremamente real. Hoje, milhões de peças "invisíveis" são impressas: ferramentas de sacrifício que nunca vêem a luz do dia. Centenas de milhares de modelos dentários são produzidos anualmente.” “Estamos a assistir à impressão 3D a produzir peças com excelentes propriedades de ligas metálicas ou plásticos industriais. O progresso do ano passado está a conseguir posicionar a indústria da impressão 3D numa inovação digital, com base nos quatro pilares do progresso: produtividade, durabilidade, repetibilidade e custo total de operação.”
E a construção?
Um sector que parece ocasionalmente esquecido no que toca à discussão do desenvolvimento e implementação da impressão 3D, parece ser o sector da construção. No entanto, algumas das mudanças mais drásticas da indústria nos últimos 3 a 5 anos, bem como a inovação, podem ser atribuídas a esta tecnologia. Como mencionado anteriormente, a impressão 3D permite a criação de produtos usando um processo rápido e económico. Isto abriu as portas para novos métodos de construção, tanto do lado comercial como do lado do consumidor, melhores técnicas de construção assim como métodos de construção ainda mais seguros. Agora, de uma forma breve, explicamos o que é a impressão 3D. Pois bem, é o processo de criar objectos sólidos tridimensionais a partir de um arquivo digital. Se possui uma impressora 3D FDM básica, provavelmente está familiarizado com este processo. Apenas tem de escolher ou criar um modelo num software de modelagem 3D e enviar o arquivo para a impressora 3D. Usando um filamento, neste caso termo-plástico, a impressora imprime lentamente o modelo, camada por camada, derretendo o termo-plástico de secagem rápida. Embora existam variações diferentes desse processo de impressão assim como diferentes materiais, a impressão 3D na construção não é muito diferente. Esta comparação simples à construção deixou-o curioso? Conforme mencionado num artigo, no blog da Evok Advertising, “Todas as partes de um projecto de construção são feitas sob medida para atender às necessidades do usuário final e às restrições do terreno onde é efectuada a construção. Às vezes, é necessário uma peça com formato especial, uma impressora 3D facilita a sua produção e torna o processo mais barato. Alguns engenheiros estimam que o uso desta tecnologia reduzirá o custo de construção de uma casa até 50%, esta redução deve-se simplesmente a dois factores, custo reduzido de materiais de construção e menos custos com mão-de-obra”.
A impressão 3D está a criar um processo de construção totalmente novo
Se procura uma empresa que use a impressão 3D para criar uma série de projectos de impressão 3D úteis e impressionantes, não procure mais, a empresa criativa MX3D é a tal. A empresa criativa, fundada nos Países Baixos, utiliza o fascinante processo de impressão 3D em metal e robótica para criar uma estrutura totalmente funcional para projectos. Com o objectivo de "introduzir os objectos sólidos tridimensionais a partir de um arquivo digital", a equipa do MX3D planeia usar o poder construtivo da impressão 3D, em projectos de construção pelos 5 continentes.
Um dos projectos mais interessantes que levaram a cabo foi a ponte MX3D. Resumidamente, a equipa imprimiu uma ponte de aço inoxidável totalmente funcional através do Oudezijds Achterburgwal, um dos canais mais antigos e famosos do centro de Amesterdão. A ponte para pedestres tem 12 metros de comprimento e apresenta um impressionante design futurista. Para construir a ponte, a MX3D utilizou dois robôs industriais. Cada um dos robôs automatizados foi responsável por imprimir um dos dois lados da ponte, chegando à convergência a meio do "tabuleiro", se é que lhe podemos chamar assim...
Além do processo inovador de construção, a equipa do MX3D contou com o apoio de vários matemáticos e especialistas em impressão 3D para concluir o projecto. Conforme descrito pela equipa, “a abordagem única permite-nos imprimir em 3D estruturas fortes, complexas e com design, isto tudo em metal. O objectivo do projecto MX3D Bridge é mostrar as possíveis aplicações da tecnologia de impressão 3D em múltiplos eixos”. Pode chegar um momento, num futuro próximo, onde os projectos de construção em torno de uma grande cidade, são simplesmente impressos em 3D com pouca ou nenhuma assistência humana. Tecnologias emergentes como a inteligência artificial e a tecnologia 5G poderão tornar isto possível nos próximos cinco anos.
Imprimir superfícies comerciais em 3D
O Dubai é bem conhecido por adoptar tecnologias emergentes. Recentemente, a Dubai Future Foundation bateu um recorde, ao criar o primeiro edifício comercial impresso em 3D do mundo. Num futuro próximo, escritórios, bibliotecas e até um restaurante poderão "nascer" a partir da impressão 3D. O edifício da DFF tem 6 metros de altura, 36,5 metros de comprimento e cerca de 12,1 metros de largura. O projecto foi concluído com o auxílio de apenas uma impressora 3D. A impressão levou 17 dias a ser projectada e cerca de 3 meses a ser construída, exigindo 50% menos mão-de-obra do que um edifício tradicional. É importante salientar que foram usados menos 60% de resíduos para a construção.
Projectos como este são excelentes exemplos de como podemos construir e ampliar as cidades por todo o mundo.
Teremos melhores métodos de construção?
Se acompanhou a evolução do sector nos últimos dois anos, os dados finais são interessantes. Ferramentas como a análise de bases de dados e inteligência artificial permitiram que os humanos tomassem melhores decisões. Agora, mais do que nunca, somos capazes de analisar grandes quantidades de dados para criar, construir e projectar melhor do que alguma vez foi feito. Usando estas tecnologias emergentes, seremos capazes de construir cada vez mais, mas principalmente, melhor. Devido a algumas das características únicas da impressão 3D, os criadores (profissionais de diversas áreas), neste caso engenheiros e arquitectos, podem criar estruturas, com designs atípicos, optimizadas para combinar o gosto do cliente com uma eficiência construtiva. A Universidade de Tecnologia de Eindhoven desenvolveu casas impressas em 3D que se parecem com algo saído do chapéu de um mágico. As casas de betão, impressas em 3D, têm todas as comodidades que um individuo pode desejar numa casa comum. Os projectos domésticos podem ser super personalizados para atender às necessidades de uma pessoa ou de uma família. A personalização oferecerá às pessoas a oportunidade de criar a casa dos seus sonhos.
Impressão 3D pode tornar a construção muito mais segura? Sim, é factual
A construção pode ser um trabalho muito perigoso. Segundo a OSHA, anualmente, uma em cada cinco mortes de trabalhadores está indexada à construção. Embora os métodos e práticas na construção estejam a melhorar, só em 2018, a morte de trabalhadores na construção foi responsável por 47% de todos os acidentes de trabalho mortais nos Estados Unidos. Um levantamento das causas apurou:
A impressão 3D poderia, de forma continua e crescente, tornar a construção cada vez mais segura. Como mencionado neste artigo, a impressão 3D de um edifício acabará por necessitar de muito pouca mão-de-obra. Agora, adicione robótica para cuidar das tarefas mais perigosas. Esta junção poderá reduzir drasticamente os acidentes na construção.
Resumidamente, a impressão 3D poderia tornar a vida dos trabalhadores da construção muito mais fácil e segura.
Certamente estará a pensar no futuro de tantos trabalhadores do sector, e bem. Analise de uma forma imparcial e tente encontrar na História, alguma profissão técnica que tenha necessitado de mais mão-de-obra no memento que sofreu um estímulo tecnológico. Infelizmente os mercados funcionam assim, a evolução da industria optimiza resultados, torna os mercados mais eficientes tanto técnica como financeiramente, muitas vezes eliminando postos de trabalho. No fundo vivemos num mundo, onde muitas profissões sofrem actualizações constantes. Cremos que é nessas actualizações que as gerações futuras terão a sua oportunidade de inserção no mercado de trabalho.
A impressão 3D tornará o processo de construção muito mais barato? Verdade
Frisámos isto mesmo ao longo do artigo, a impressão 3D facilitará muito o processo de construção. Em primeiro lugar, a impressão 3D ajudará a reduzir o desperdício de materiais de várias maneiras diferentes. Ao dirigir um projecto de construção impresso em 3D, usará a quantidade exacta de materiais necessários, em vez de usar métodos tradicionais, como fazer pedidos em grandes quantidades, tentando precaver as usuais "derrapagens". Mais, os materiais de construção podem ser mais facilmente reciclados e usados novamente noutro projecto. Menos mão-de-obra é necessária para executar o projecto, reduzindo os custos com funcionários. Basicamente, devido à redução de acidentes com trabalhadores, tempo e custo de materiais, as empresas verão um aumento considerável nos seus lucros.
Casas acessíveis impressas em 3D para todos
Outra implicação óbvia da impressão 3D na construção incide sobre a construção de casas. Existem várias startups espalhadas pelo mundo que usam o poder da impressão 3D para construir casas habitáveis em 24 horas ou menos. O líder global, Winsun 3D, chegou ao ponto de criar casas impressas em 3D utilizando materiais reciclados. Estas casas são duráveis e, ocasionalmente, móveis, tornando possível a um proprietário simplesmente mudar a sua zona de residência, mantendo o imóvel da morada anterior. Ora aqui temos uma agressiva concorrência às casas modulares. Custos mais baixos e tempo de construção mais rápido abrem as portas para mais habitações de melhor qualidade para todos em geral.
Não há melhor exemplo disso do que o projecto conjunto da New Story(NS) e da ICON, na zona rural do México. A New Story, organização sem fins lucrativos que lidera o projecto, tem uma missão simples, usando o novo processo de impressão 3D, oferecer habitações a famílias de menor rendimento e que vivem em casas com condições humildes. Usando uma impressora 3D de grandes dimensões, com 10 metros de comprimento, a NS e a ICON construíram um bairro de casas impressas em 3D. Cada casa leva menos de 24 horas a ser construída, disponibilizando 150 metros quadrados, onde já estão incluídos todos os acabamentos interiores e caixilharias.
A equipa da New Story abraça totalmente as funcionalidades revolucionárias da impressão 3D. “O desafio que enfrentamos é monumental, existe mais de um bilião de pessoas sem abrigo, em todo o mundo. Para diminuir este número, a nossa capacidade de aumentar a cadência construtiva precisa de melhorar”, afirmou um responsável da NS.
As casas impressas em 3D, tem grande potencial de crescimento num futuro próximo, oferecem às pessoas de todos os extractos sociais a oportunidade de possuírem uma habitação própria. Empresas como o haus.me criaram um catálogo com um vasto leque de casas impressas em 3D, parece que estamos perante um catálogo de mobiliário do IKEA. Estas casas permitem que os moradores vivam completamente fora do contexto global, possuindo uma casa extremamente sustentável.
Impressão 3D no futuro
A impressão 3D no mundo da construção ainda está a dar os primeiros passos, no entanto a própria indústria está a evoluir a um ritmo acelerado. Ainda assim, existem alguns obstáculos que são precisos superar antes que seja "normal" imprimir cidades inteiras. Uma das maiores limitações ques estas impressoras têm é a incapacidade de imprimirem mais que um material em simultâneo.
Infelizmente, a indústria da construção ainda não encontrou uma maneira comercialmente viável de imprimir estruturas maciças a nível citadino, para isso é necessário a criação de uma impressora de dimensão extrema. Isso é algo que envolve muita investigação, desenvolvimento e principalmente investimento. No entanto, não podemos deixar de acreditar que esta técnica construtiva está a chegar, para ficar por longos anos. O mundo da construção com impressão 3D é neste momento algo entusiasmante, onde anualmente a evolução é notável. Nos próximos cinco anos, imagina-se a viver numa casa impressa? Deixemos o tempo passar, onde constatemos a importância desta tecnologia no mercado da construção e qual o seu impacto sócio-económico.
GOSTOU? então coloque um "gosto" e partilhe para os seus amigos
Tem uma história para partilhar? email EngenhoeArte@yahoo.com