Enfrentando a Era dos Robôs? Inovação de Materiais em Estruturas Arquitetônicas

No entanto, a robótica na arquitetura também está demonstrando uma mudança na forma tradicional de construção, com aplicações que vão além da alvenaria e incluem montagem e instalação, soldagem e corte, fundição, demolição e muito mais. A manipulação e a experimentação de materiais estão abrindo as portas para novas formas de reduzir o desperdício no local e minimizar a quantidade de detritos gerados, ao mesmo tempo que incorporam inovações como Impressão 3D para criar soluções mais rápidas e econômicas, sem limitações formais. Abaixo, explore uma série de projetos contemporâneos que combinam tecnologia e experimentação de materiais em estruturas arquitetônicas.

Musgo

Através de seu Colunas de musgo projeto, Arquitetura de Yong Ju Lee explora como os organismos vivos podem ser integrados à arquitetura. Escolhido como planta principal para estas experiências, o musgo tem uma natureza não vascular – o que significa que não cresce alto como outras plantas e utiliza as suas raízes apenas para ancoragem e não para nutrição. Desta forma, a geometria é manipulada e gerada através de ferramentas de projeto computacional, enquanto a tecnologia de construção avançada apoia a criação de formas complexas. Usando uma impressora 3D de grande escala equipada com um braço robótico industrial, é produzida uma forma vertical geral na qual o musgo se funde com a estrutura. O projeto emprega Fabricação de Granulados Fundidos (FGF), que utiliza uma extrusora montada na extremidade de um braço robótico de seis eixos com bico de 2 mm para pellets de PLA. Este processo de fabricação de empilhamento vertical torna-se uma restrição de projeto, influenciando o desenvolvimento de um fluxo de trabalho personalizado.

Micélio

Experimentando e trabalhando com micélio, Pavilhão Cabana Micélia reinterpreta o conceito de arquitetura ecológica e explora o potencial dos métodos de fabricação biointegrados que alinham crescimento, decadência e design em um único processo. Através de moldes personalizados produzidos através de impressão robótica 3D, braços robóticos industriais foram combinados para integrar processos digitais com sistemas de crescimento natural. O projeto resultou em uma estrutura que incorpora a coexistência de computação e biologia, demonstrando novas possibilidades para a arquitetura.

Argila

Rotunda de argila é uma estrutura cilíndrica independente baseada em terra que forma o recinto à prova de som do SE MusicLab, um auditório musical construído dentro da Cervejaria Gurten em Berna. Ao combinar argila com técnicas de design computacional, Pesquisa Gramázio Kohler construiu a estrutura no local usando um sistema robótico móvel que montou mais de 30.000 tijolos de argila macia ao longo de 50 dias. O modelo computacional que controla sua geometria foi desenvolvido considerando os modelos estruturais dos engenheiros, as propriedades do material da argila e a sequência do processo construtivo. O alcance limitado do braço robótico, juntamente com o encolhimento do material durante a secagem, exigiu a implementação de estratégias específicas para segmentar horizontal e verticalmente a estrutura em unidades trapezoidais correspondentes. Com isso, o modelo computacional tornou-se essencial para a execução do processo robótico, contendo todos os dados de fabricação necessários para criar uma estrutura precisamente adaptada à sua geometria.

Concreto

Obayashiuma das maiores empreiteiras gerais do Japão, desenvolveu 3 dpodsuma instalação impressa em 3D à prova de terremotos em Tóquio. Para avaliar a durabilidade e o desempenho estrutural e ambiental da impressão 3D – ao mesmo tempo que promove seu avanço tecnológico – o 3dpod foi impresso usando uma argamassa especial que serve como superfície de acabamento interno e externo, bem como a estrutura para a estrutura de suporte feita de concreto reforçado com fibra de aço de alta resistência, conhecido como “SLIM-Crete®”. Uma impressora robótica foi instalada no local para imprimir a cofragem de argamassa diretamente nas fundações. A fôrma da laje de cobertura foi impressa como elemento pré-fabricado em uma instalação próxima, depois colocada no topo das paredes e preenchida com SLIM-Crete®, criando uma estrutura em concha.

Madeira

O pavilhão de madeira Estrutura Fabricada Roboticamente foi construído roboticamente para explorar métodos responsáveis ​​e precisos que contribuem para práticas de construção sustentáveis ​​e de baixo carbono. Através do uso de algoritmos personalizados e tecnologia de construção colaborativa entre humanos e robôs, a estrutura foi projetada usando braços robóticos industriais para processar e montar elementos em módulos em camadas complexas. Projetado e fabricado pelo Laboratório ADR, assistentes de pesquisa e alunos do Taubman College da Universidade de Michigan MS no programa Digital and Material Technologies, a combinação de algoritmos personalizados e fabricação robótica permitiu a produção de componentes de construção sob medida. O processo integrado de projeto e construção digital reconsiderou o uso de materiais, mão de obra e impacto ambiental, apoiando uma abordagem arquitetônica que avança a pesquisa na construção colaborativa entre humanos e robôs além do ambiente de laboratório.

Assim como a impressão 3D não substituirá a construção arquitetônica tradicional, robôs não substituirão o trabalho dos arquitetos. No meio de um debate contínuo moldado por diferentes perspectivas, o reconhecimento do valor acrescentado das novas tecnologias na indústria da construção destaca a oportunidade de optimizar os processos criativos, de produção e de construção. Ao promover a sustentabilidade, a experimentação com novos materiais e a colaboração entre disciplinas, a crescente influência da tecnosfera no ambiente construído desafia os limites da arquitetura, expandindo a conversa sobre como habitar um planeta em constante evolução e transformação.

Este artigo faz parte do tópico do ArchDaily: A Tecnosfera: Arquitetura na Interseção de Tecnologia, Ecologia e Sistemas Planetários. Todos os meses exploramos um tema em profundidade através de artigos, entrevistas, notícias e projetos de arquitetura. Convidamos você a saber mais sobre nossos tópicos do ArchDaily. E, como sempre, no ArchDaily agradecemos as contribuições dos nossos leitores; se você deseja enviar um artigo ou projeto, Contate-nos.