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Inovação na construção: novos materiais e novas tecnologias

Inovação na construção: novos materiais e novas tecnologias
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Ao longo dos últimos anos, avanços tecnológicos e o desenvolvimento de novos materiais e sistemas construtivos têm transformado a maneira como nos relacionamos com a arquitetura e também com o espaço construído. Cientes disso, pesquisadores alemães tem desenvolvido uma série de experimentos arquitetônicos através de um projeto colaborativo entre a Universidade de Stuttgart, o Instituto para Desenho e Construção Computacional (ICD) e o Instituto de Construção de Estruturas e Desenho Estrutural (ITKE). Estes “pavilhões experimentais” são estruturas arquitetônicas que, quando observadas sequencialmente, narram a história recente da arquitetura através da evolução dos processos de fabricação e construção de edifícios.

Cortesia de ICD/ITKE Cortesia de ICD/ITKE Cortesia de ICD/ITKE Cortesia de ICD/ITKE + 13

Cortesia de ICD/ITKE
Cortesia de ICD/ITKE

O principal objetivo do ICD é preparar os futuros arquitetos e engenheiros, convidando-os a participar ativamente nos processos de desenvolvimento e incorporação de novas tecnologias no exercício de projeto e construção, mesclando design, engenharia e arquitetura. Esta nova maneira de relacionar-se com a arquitetura e consequentemente com o espaço construído, nasce da integração desses três tópicos, expostos técnica e conceitualmente através de estratégias de projeto paramétricas e algorítmicas. A partir disso, os pesquisadores são estimulados a lidar e desenvolver soluções arquitetônicas integrando processos computadorizados, focando principalmente em processos de simulação, análise e pré-fabricação de modelos em escala 1:1.

Os grupos de pesquisa do ICD se dividem em dois grandes campos do conhecimento: o desenvolvimento teórico e prático de processos de projeto computadorizados e a integração dos processos de fabricação na construção, com foco particular em estruturas construídas por robôs. Estes dois grupos colaboram entre si para desenvolver e testar novas tecnologias de pré-fabricação e desenvolvimentos de novos materiais voltados a industria da construção civil de alta tecnologia.

Cortesia de ICD/ITKE
Cortesia de ICD/ITKE

Paralelamente, o Instituto de Construção de Estruturas e Desenho Estrutural (ITKE) da Universidade de Stuttgart concentra sua atividade no desenvolvimento de estruturas à serviço da arquitetura. O objetivo da ITKE é transcender os atuais limites da disciplina, aplicando as últimas novidades tecnológicas em engenharia e o desenvolvimento de novos materiais para construir uma nova forma de de fazer arquitetura. Os dois principais interesses do grupo de pesquisadores do ITKE são o desenvolvimento de novos materiais de alto desempenho juntamente com a morfologia estrutural e o estudo de sistemas estruturais inovadores.

A seguir, apresentamos os últimos pavilhões construídos pela Universidade de Stuttgart. Estas estruturas revelam tudo aquilo que há de mais recente no campo da arquitetura e construção de alta tecnologia.

Pavilhão de Pesquisa ICD/ITKE da Universidade de Stuttgart 2011

Cortesia de ICD/ITKE
Cortesia de ICD/ITKE

No verão de 2011, o Instituto para Desenho e Construção Computacional (ICD) e o Instituto de Construção de Estruturas e Desenho Estrutural (ITKE), em conjunto com alunos da Universidade de Stuttgart, desenvolveram e construíram um pavilhão “biônico” em estrutura de madeira. Na convergência entre ensino e pesquisa, o projeto incorpora princípios biológicos encontrados nos esqueletos dos ouriços-do-mar, por meio de novos métodos de projeto e simulação computacional juntamente com sistemas de fabricação controladas por computadores. A inovação deste projeto consiste na possibilidade de apropriar-se efetivamente dos princípios biológicos mapeados, aplicando-os a uma variedade de diferentes geometrias através de processos computacionais. Finalmente, o pavilhão foi construído inteiramente em lâminas de compensado de apenas 6,5 mm, revelando um desempenho estrutural muito parecido com as simulações encontradas na análise da estrutura biológica de referência.

Pavilhão de Pesquisa ICD/ITKE 2012

Cortesia de ICD/ITKE
Cortesia de ICD/ITKE

Em Novembro de 2012, o Instituto de Design Computacional (CID) e o Instituto de Estruturas de Construção e Design Estrutural (ITKE) da Universidade de Stuttgart concluíram um pavilhão de pesquisa fabricado totalmente por robôs a partir de componentes de fibra de carbono e vidro. Este projeto interdisciplinar, realizado por pesquisadores de arquitetura e engenharia de ambos os institutos, juntamente com os alunos da faculdade e em colaboração com biólogos da Universidade de Tübingen, investigam a inter-relação possível entre estratégias de design biométrico e novos processos de produção robotizada. A pesquisa focou nos princípios materiais e morfológicos do exoesqueleto dos artrópodes como uma fonte de exploração para um paradigma na arquitetura da construção do novo composto.

Pavilhão de Pesquisa ICD/ITKE 2013-14

Cortesia de ICD/ITKE
Cortesia de ICD/ITKE

O Instituto de Projeto Computacional (ICD) e o Instituto de Estruturas de Construção e Projeto Estrutural (ITKE), da Universidade de Stuttgart construíram outro pavilhão de pesquisa biônico. O projeto faz parte de uma bem sucedida série de pavilhões de pesquisas que mostram o potencial de novos processos de projeto, simulação e fabricação na arquitetura. O projeto foi planejado e construído dentro de um ano e meio, por estudantes e pesquisadores dentro de uma equipe multidisciplinar de biólogos, paleontólogos, arquitetos e engenheiros.

Pavilhão de Pesquisa ICD/ITKE 2014-15

Cortesia de ICD/ITKE
Cortesia de ICD/ITKE

O Pavilhão de Pesquisa ICD/ITKE 2014-15 demonstra o potencial arquitetônico de um novo método de construção inspirado na construção do ninho subaquático da aranha-de-água. Através de um novo processo de fabricação robótica, uma moldagem pneumática inicialmente flexível é gradualmente endurecida, reforçada com fibras de carbono internamente. O invólucro resultante da composição de fibra leve forma um pavilhão com qualidades arquitetônicas únicas que, ao mesmo tempo, é uma estrutura altamente eficiente em relação ao material.

Pavilhão de Pesquisa ICD/ITKE 2015-16

Cortesia de ICD/ITKE
Cortesia de ICD/ITKE

O Instituto de Projeto Computacional (ICD, em sua sigla em inglês) e o Instituto de Projeto de Estruturas de Construção e Desenho Estrutural (ITKE, sigla em inglês) da Universidade de Stuttgart inauguraram um novo pavilhão de pesquisa demostrando técnicas de fabricação robótica têxtil para estruturas em concha de madeiras segmentadas. O Pavilhão é o primeiro de seu tipo a empregar o corte industrial de elementos de madeira numa escala de arquitetura. É parte de uma série exitosa de pavilhões de pesquisa que exibem o potencial do design, simulação e processos de fabricação computacionais na arquitetura. O projeto foi elaborado e realizado pelos alunos e pesquisadores com uma equipe multidisciplinar de arquitetos, engenheiros, biólogos e paleontologistas.

Pavilhão Elytra Filament ICD/ITKE

Cortesia de ICD/ITKE
Cortesia de ICD/ITKE

Com a "Olá, Robô. Desenho entre Humano e Natureza", o Vitra Design Museum apresenta uma grande exposição que examina o atual boom da robótica. Do lado externo do museu, o »Pavilhão Elytra Filament« complementa esta exposição.  O baldaquim biônico é um exemplo impressionante da crescente influência da robótica na arquitetura. Seus módulos individuais foram definidos por um algorítimo para então serem produzidos com a ajuda de um robô, executado por uma equipe da Universidade de Stuttgart. Após estreia no Museu Victoria & Alberto de Londres, agora está exposto no Campus da Vitra.

Pavilhão de Pesquisa ICD/ITKE 2016-17

Cortesia de ICD/ITKE
Cortesia de ICD/ITKE

O Instituto para Desenho e Construção Computacional (ICD em sua sigla em inglês) e o Instituto de Construção de Estruturas e desenho Estrutural (ITKE em sua sigla em inglês) da Universidade de Stuttgart inauguraram um novo pavilhão de pesquisa explorando a fabricação de compostos de fibra de carbono e de vidro em escala de construção. O processo é baseado nas características únicas da construção com fibras. Como estes materiais são muito leves e possuem grande força de tensão, uma abordagem radicalmente diferente se torna possível, que combina máquinas de baixo custo, mas de longo alcance, como Veículos Aéreos Não Tripulados (UAV em sua sigla em inglês), com robôs industriais robustos e precisos, mas de alcance limitado. Este conceito colaborativo permite uma configuração de fabricação em escala para construção de compósito de fibra de longo alcance. A pesquisa baseia-se em uma série de pavilhões de êxito, que investigam a integração de projeto computacional, engenharia e fabricação, explorando suas ramificações espaciais e possibilidades de construção.

Pavilhão de Madeira BUGA /ICD/ITKE

Cortesia de ICD/ITKE
Cortesia de ICD/ITKE

O BUGA celebra uma nova abordagem para a construção de madeira digital. A construção da concha de madeira que define a estrutura do pavilhão foi baseada em conceitos biomiméticos de construção, aprimorados ao longo de vários anos de pesquisas desenvolvidas no Instituto de Design Computacional e Construção (ICD) e o Instituto de Estruturas de Construção e Projeto Estrutural (ITKE) da Universidade de Stuttgart. O pavilhão BUGA demonstra como a combinação de novas tecnologias e princípios construtivos encontrados na natureza - ou biomiméticos - permite o desenvolvimento de um sistema de construção verdadeiramente novo e genuinamente digital. A estrutura do pavilhão foi fabricada inteiramente sem mão de obra humana e em materiais fibrosos compostos de alta tecnologia.

Torre Urbach / ICD/ITKE

Cortesia de ICD/ITKE
Cortesia de ICD/ITKE

A Torre Urbach é uma estrutura de madeira única. O projeto da torre surge de um novo processo de auto-modelagem dos componentes curvos de madeira. Esse desenvolvimento pioneiro constitui uma mudança de paradigma na fabricação de madeira, desde processos de fabricação mecânica elaborados e intensivos em energia, que exigem maquinaria pesada, até um processo em que o material é totalmente moldado por si só. Essa mudança de formato é impulsionada apenas pela redução característica da madeira durante a diminuição do teor de umidade. Os componentes para a torre de 14 m de altura são projetados e fabricados em um estado plano e se transformam autonomamente nas formas curvadas preditas finais durante a secagem técnica de padrão industrial. Isso abre novas e inesperadas possibilidades arquitetônicas para estruturas de madeira, usando um material de construção sustentável, renovável e de origem local.

Sobre este autor
Cita: Baldwin, Eric. "Inovação na construção: novos materiais e novas tecnologias" [Advanced Construction: Material Innovations and New Technologies] 22 Out 2019. ArchDaily Brasil. (Trad. Libardoni, Vinicius) Acessado . <https://www.archdaily.com.br/br/926864/inovacao-na-construcao-novos-materiais-e-novas-tecnologias> ISSN 0719-8906

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