Uma equipe do Instituto de Tecnologia de Massachusetts desenvolveu uma nova maneira de imprimir estruturas de concreto em 3D, uma técnica que pode simultaneamente reduzir o uso de materiais, custos e as emissões de CO2 prejudiciais ao clima. Embora estruturas de concreto impressas em 3D já existam no mundo, os sistemas atuais são muito pouco otimizados. Tentativas anteriores de otimização, no entanto, sofreram por serem perfeitas demais. Ou seja, projetos gerados por algoritmos eram feitos para condições ideais que impressoras reais, um pouco desajeitadas, nunca conseguiriam realmente produzir. O que a equipe do MIT fez foi desenvolver um novo algoritmo, baseado em matemática mais sofisticada, que pode levar em conta essa falta de precisão ao mesmo tempo em que calcula o design ideal realista. O primeiro resultado é uma ponte modelo que é 16% mais leve do que sua equivalente feita tradicionalmente, com a mesma capacidade de carga.
Isso é importante, porque a humanidade certamente usa muito concreto. Na verdade, usamos concreto mais do que qualquer outra substância na Terra, exceto a própria água. Mas para produzir todo esse concreto, uma enorme quantidade de CO2 é lançada na atmosfera: 8% de todas as emissões de CO2, na verdade, vêm apenas desse processo. Portanto, qualquer redução na emissão de CO2 da produção de concreto seria um grande passo na luta contra as mudanças climáticas. Pesquisas anteriores indicaram que a impressão 3D de concreto economizou 86% das emissões em comparação com o processo tradicional. E isso sem falar na economia de material! Menos recursos, menos custo, menos peso, menos carbono. Certamente parece bom para mim. Um grande obstáculo para a adoção generalizada tem sido a lacuna entre os projetos ideais e as impressoras reais. Se este novo método conseguir fechar essa lacuna, possibilidades muito empolgantes se abrem.
O novo método envolve a matemática subjacente aos programas que criam os projetos. Conforme explicado no whitepaper da equipe e relatado pelo MIT News, modelos mais antigos simplesmente não conseguiam capturar as imperfeições da impressora, o que resultava em projetos perfeitos demais. As impressoras têm limitações como o tamanho dos cordões de concreto que depositam, o raio de giro do bico e a curvatura (ou falta dela) das linhas de cordões. Ângulos agudos, em particular, não são algo que as impressoras fazem bem. Para capturar tudo isso em números, existe uma técnica matemática chamada programação inteira mista que poderia funcionar, mas é tão computacionalmente intensiva que não era viável. O que mudou, e o que a equipe do MIT trouxe para a mesa do concreto, foram algumas inovações recentes em como calcular para essa técnica. Há bastante magia muito inteligente aqui, mas o resultado final é que agora é possível deduzir projetos ótimos limitados pelo que uma impressora pode realmente fazer.
Projetos de concreto personalizados sob encomenda
Há muito o que gostar aqui, mas fica ainda melhor. Tradicionalmente, depois que o concreto é feito, ele precisa ser derramado em um molde. Fazer o molde é, por si só, um processo não trivial e prende o produto final a uma forma muito específica. E se você quiser fazer uma mudança rápida na forma? Ou se você quiser criar uma forma complexa apenas uma vez, o que seria antieconômico construir um molde inteiro para ela? A impressão 3D não requer nada disso, já que está apenas depositando cordões de concreto a partir de um bico. Faça qualquer forma maluca que quiser, faça mudanças em tempo real, faça o que quiser. Novamente, enquanto economiza recursos, custos e emissões.
Mas ainda não chegamos a uma nova era dourada (ou, bem, cinza monótona). Mais testes precisam ser feitos, e este método precisa ser ampliado. A ponte de teste tinha menos de 2,5 metros de comprimento e pesava apenas cerca de 408 kg. A infraestrutura real será um pouco mais do que isso. Além disso, o concreto puro tem limitações em termos da direção da força que está recebendo; de uma direção, é uma ponte poderosa, mas de outra, é um floco de neve frágil que racha facilmente. (A ponte de teste, na verdade, rachou quando alguém tentou levantá-la.) É por isso que o concreto no mundo real é reforçado com vergalhões de aço. E nenhuma matemática sofisticada descobriu como imprimir vergalhões em 3D, ou mesmo adicionar manualmente vergalhões no processo de impressão 3D. Ainda assim, este é um progresso real e empolgante.
Comentários (0)
Deixe um comentário