Pesquisadores da Universidade do Novo México (UNM) alcançaram um marco importante na inovação da construção ao patentear um material de concreto dobrável projetado para impressão 3D.
Equipada com uma impressora 3D de concreto e ferramentas avançadas de medição, a equipe do Departamento de Engenharia Civil, Construção e Ambiental Gerald May está enfrentando desafios de longa data em construção e manutenção de infraestrutura.
Repensando a construção tradicional
Os métodos tradicionais de construção geralmente exigem maquinário pesado e trabalho manual para posicionar vigas de aço ou madeira, um processo que não é apenas caro, mas também perigoso. Maryam Hojati, professora assistente na UNM, está liderando esforços para automatizar e inovar esse processo com impressão 3D.
O concreto , embora forte em compressão, é notoriamente quebradiço sob tensão. Essa característica leva a rachaduras frequentes e manutenção contínua, seja para calçadas, edifícios ou pontes. “O concreto por si só não mostra nenhuma propriedade de tração, o que significa que se você tiver um pedaço de concreto e começar a separá-lo, ele pode quebrar facilmente. É um material muito quebradiço”, explicou Hojati.
Desastres naturais como terremotos e ventos fortes amplificam o problema. Essas forças colocam tensão nas estruturas, expondo ainda mais as fraquezas do concreto. “O material deve segurar e resistir tanto à tensão quanto à compressão. O concreto é um ótimo material para compressão, mas quando se trata de tensão, é um material fraco”, ela acrescentou.
Globalmente, pesquisadores têm trabalhado para resolver essas questões, mas as técnicas de impressão 3D existentes ainda dependem de reforços tradicionais, como vigas ou vergalhões, que limitam o potencial total de automação da impressão 3D.
A ciência por trás do concreto dobrável
Pesquisadores da UNM desenvolveram uma solução que aborda essas limitações. O graduado em Ph.D. Muhammad Saeed Zafar criou uma mistura de materiais que é forte e flexível. “Se falamos sobre impressão 3D ou manufatura aditiva no campo de metais e plásticos, está em um estágio muito avançado, mas a impressão em concreto ainda está se desenvolvendo”, observou Zafar .O material patenteado, desenvolvido em colaboração com Zafar e o pesquisador Amir Bakhshi, oferece quatro misturas distintas, com capacidades de deformação até 11,9% maiores do que materiais convencionais. Esta mistura mantém a viscosidade necessária para impressão 3D suave sem obstruir o bico.
Abrindo caminho para o futuro
As implicações dessa descoberta vão muito além da Terra. Agências espaciais como a NASA estão explorando a impressão 3D como uma solução para construir habitats em outros planetas. Transportar vigas de aço pesadas e grandes forças de trabalho para o espaço é impraticável, tornando materiais inovadores como o concreto dobrável da UNM um potencial divisor de águas.
Mais perto de casa, essa tecnologia pode transformar a indústria da construção ao permitir estruturas que são mais resilientes a desastres naturais e exigem manutenção menos frequente. Ela também promove maior automação, reduzindo custos e riscos associados a métodos tradicionais de construção.
“Esta foi uma pesquisa muito bem-sucedida. Este material tem propriedade de impressão 3D e viabilidade estrutural muito alta que pode ser usada na indústria da construção”, disse Hojati
Fonte: Interesting Engineering