Contour Crafting construirá casa de 600 m² em 24 horas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 27/02/2003

O objetivo é construir uma residência térrea de 600 metros quadrados em um dia sem a utilização de mãos humanas.
[Imagem: USC]

Construção robotizada

A Universidade do Sudeste da Califórnia (Estados Unidos) recebeu financiamento para uma missão inusitada: criar um método de construção de uma residência em 24 horas, sem utilização de mão-de-obra humana.

"O objetivo é ser capaz de construir completamente uma residência térrea de 600 metros quadrados em um dia sem a utilização de mãos humanas," disse Berokh Khoshnevis, professor de engenharia industrial que está chefiando o projeto.

O processo, chamado "Contour Crafting" (construção por contornos), já recebeu duas patentes, atraindo o interesse de arquitetos renomados, além de ter recebido o prêmio de melhor trabalho em uma importante conferência de robótica. O financiamento foi dado pela National Science Foundation para permitir a construção de um modelo em escala real do protótipo do professor Khoshnevis, que já funciona há cinco anos.

Casa impressa em 3D

O sistema consiste em se construir as partes da casa em camadas, controlando-se o fluxo de uma massa líquida que, ao endurecer, forma a estrutura da residência. O fluxo do líquido é controlado por duas ferramentas parecidas com uma colher de pedreiro, montadas à frente de um bocal. O conjunto todo é fixado em um braço robótico móvel.

O equipamento pode criar ítens tridimensionais em qualquer formato que se deseje: cubos e caixas, taças e domos, cilindros, cones, cones saindo de caixas, anéis ou discos. Cada formato pode ser geometricamente regular ou ter uma forma livre, desenhado segundo os sonhos do arquiteto.

O material utilizado para a construção pode ser gesso, argila, concreto, plástico e mesmo partículas de madeira misturadas com epóxi, formando uma pasta. Um programa de computador baseado em representações de CAD guiam o equipamento, que molda o material no formato desejado enquanto ele ainda está semi-líquido.

Prototipagem

O sistema Khoshnevis nasceu a partir de uma tecnologia, também nova mas já bem estabelecida, chamada prototipagem rápida (PR). A PR utiliza mecanismos semelhantes a cabeças de impressão de uma impressora a jato-de-tinta para construir, camada por camada, as superfícies sólidas que vão formar o objeto desejado.

A prototipagem rápida, como seu nome indica, é utilizada para a criação de modelos em 3D, os protótipos, que são então utilizados para a criação de moldes para a fabricação em série dos objetos.

A "Contour Crafting", ao contrário, objetiva a construção dos produtos acabados e não de protótipos. O uso de pás duplas para controlar o fluxo contínuo de material a partir do bocal é único, e permite a utilização de materiais mais baratos e mais duráveis, aplicados em camadas mais finas e sob melhor controle.

A técnica já pode ser utilizada para a criação de objetos muito maiores do que aqueles obtidos com equipamentos de prototipagem rápida apenas com a utilização de um bocal maior e montando-o sobre um sistema de movimentação. Esse sistema de movimentação tanto pode ser uma armação metálica que se move sobre trilhos quanto um unidade robótica sobre rodas.

Casa camada por camada

No primeiro prédio que será construído com o novo sistema, o bocal iniciará o trabalho criando a moldura do prédio, uma parede oca com cerca de trinta centímetros de espessura. Cada camada da parede terá quinze centímetros de altura. O equipamento é capaz de completar a tarefa de uma única vez, completando tanto as paredes externas quanto as internas.

Na segunda passagem, o bocal desloca-se para cima e passa a aplicar uma nova camada, preenchendo a lacuna deixada na primeira passagem com mais material. A passagem contínua cria então uma parede totalmente sólida.

A estrutura de sustentação, constituída por dois pilares montados sobre trilhos, pode ser utilizada para criar uma sucessão de casas em linha, cada uma delas podendo ter seu próprio design. A velocidade do equipamento é limitada apenas pelo tempo necessário ao endurecimento de cada camada, quando então é possível a aplicação da camada seguinte.

O sistema é flexível e permite a adição de acessórios ao equipamento básico. Por exemplo, um braço robótico pode inserir aço nas paredes à medida em que elas são construídas, dando maior resistência à casa. A criação de conduítes ocos para passagem de fiação elétrica e tubulação hidráulica também é simples.

Impressão civil

Casas e outros prédios não são os únicos ítens que podem ser construídos com o "Contour Crafting": tendo o terreno preparado, o sistema pode construir até mesmo uma estrada, de forma rápida e automática.

O aumento da escala do equipamento é o grande desafio. "Nós estamos falando de máquinas muito grandes, volumes de material muito maiores e de se trabalhar ao ar livre, em ambientes muito menos controláveis," diz Khoshnevis. "Mas nós temos um sistema em pequena escala que funciona e não há razão teórica para que o mesmo sistema em larga escala não funcione," entusiama-se ele.

E é bom que o sistema mostre-se capaz de operar em ambientes muito pouco controláveis: Khoshnevis disse que seu equipamento pode ser a melhor solução para a construção de prédios na Lua.

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