p A construção é uma das maiores indústrias da economia mundial - vale A $ 10 trilhões globalmente (equivalente a 13% do PIB). p Mas a construção tem sofrido por décadas com uma produtividade extremamente baixa em comparação com outros setores. Embora a agricultura e a manufatura tenham aumentado a produtividade de 10 a 15 vezes desde a década de 1950, a construção permanece no mesmo nível de 80 anos atrás.

p Isso porque a construção permanece em grande parte manual, embora a manufatura e outras indústrias tenham feito um progresso significativo no uso do digital, tecnologias de detecção e automação.

p Nós e outros grupos de pesquisa vemos o concreto impresso em 3D como uma possível solução para esses problemas. A técnica provavelmente também dará aos arquitetos a liberdade de injetar mais criatividade em seus projetos de novas estruturas.

p Problemas enfrentados pela construção

p Nossa infraestrutura civil moderna é quase inteiramente construída em concreto. Usamos mais de 20 bilhões de toneladas de concreto por ano. O único material que usamos mais do que isso é a água.

p A indústria da construção está enfrentando uma série de problemas sérios, incluindo baixa eficiência de trabalho e altas taxas de acidentes em canteiros de obras. De acordo com o Australian Bureau of Statistics, a indústria da construção tem a maior taxa de acidentes de trabalho (59 por 1000 trabalhadores).

p Também há dificuldades no controle de qualidade nos canteiros de obras, altos níveis de resíduos e emissões de carbono, estouro de custos, e desafios no gerenciamento de grandes locais de trabalho com uma força de trabalho qualificada em extinção.

p Tecnologias disruptivas, como impressão em concreto 3-D, podem oferecer soluções.

p Os benefícios da impressão em concreto 3-D

p A construção 3-D usa técnicas de manufatura aditiva, o que significa que os objetos são construídos pela adição de camadas de material.

p As abordagens convencionais de construção envolvem o lançamento de concreto em um molde (conhecido como cofragem). Mas a construção aditiva combina tecnologia digital e novos insights da tecnologia de materiais para permitir a construção de forma livre sem o uso de cofragem.

p Eliminar o custo da cofragem é o principal fator econômico da impressão 3-D de concreto. Construído com materiais como madeira, a cofragem representa cerca de 60% do custo total da construção em betão. Também é uma fonte significativa de desperdício, visto que ele é descartado mais cedo ou mais tarde. De acordo com um estudo de 2011, a indústria da construção gera 80% do total de resíduos mundiais.

p Verter concreto nas formas também limita a criatividade dos arquitetos para construir formas únicas, a menos que sejam pagos custos muito elevados pela cofragem à medida. A construção aditiva de forma livre pode melhorar a expressão arquitetônica. O custo de produção de um componente estrutural não estaria vinculado à forma, assim, a construção poderia ser liberada dos designs retangulares que são tão familiares na arquitetura de construção atual.

p O que poderíamos construir

p A impressão 3-D de concreto está sendo explorada para uso na construção de casas, pontes, edifícios e até torres de turbinas eólicas.

p Casas

p Esta casa de concreto estampado em 3D foi construída em 24 horas durante um rigoroso inverno russo. Foi a primeira casa desse tipo a ser construída em um único local.

p Pontes

p Uma ponte de concreto estampada em 3D de 8 metros para ciclistas foi inaugurada na Holanda no ano passado. A Ponte, que foi impresso pela Eindhoven University of Technology, tem mais de 800 camadas e levou três meses para imprimir.

p Estruturas intrincadas

p A impressão em concreto 3-D tem uma vantagem sobre os métodos de construção convencionais quando se trata de construir formas não retilíneas, como formas curvas com detalhes intrincados.

p Ainda é cedo

p Este campo de pesquisa ainda está em sua infância.

p O maior obstáculo no desenvolvimento da impressão 3D em concreto é o próprio concreto. O concreto convencional em sua forma atual não é adequado para impressão 3-D, portanto, alternativas novas e inovadoras precisam ser desenvolvidas.

p Os pesquisadores estão explorando vários tipos de concreto. O concreto para impressão 3-D não deve endurecer quando estiver dentro da impressora, mas ele precisa definir e fortalecer assim que possível após a extrusão. Este tipo de concreto é denominado "ajuste sob demanda".

p Quando se trata de imprimir o concreto, impressoras especiais são necessárias. Tipicamente, o tamanho da impressora deve ser maior do que o componente que está sendo impresso. Contudo, pesquisadores estão explorando impressoras ou robôs que podem "subir" em partes do concreto já armadas para imprimir outras seções. p Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.