Fabricação digital na arquitetura: onde chegamos e até onde podemos chegar

Fabricação digital na arquitetura: onde chegamos e até onde podemos chegar

Há alguns anos, a fabricação digital começava a despontar como uma das grandes novidades no cenário da arquitetura, prometendo transformar para sempre a nossa disciplina e a forma como construímos nossos edifícios. Embora esta revolução arquitetônica de facto ainda não tenha se materializado de forma definitiva, infinitas novas possibilidades parecem surgir a cada ano que passa, principalmente como resultado do trabalho árduo de pesquisadores e profissionais dedicados ao desenvolvimento de novas tecnologias voltadas à prática da arquitetura e construção. Portanto, neste exato momento, parece oportuno dedicarmos um pouco do nosso tempo para mapear esse avanços, apresentando aos nossos leitores uma perspectiva mais abrangente sobre como a tecnologia está transformando efetivamente a prática da arquitetura dia após dia. Este artigo procura cobrir algumas das principais abordagens que já estão começando a gerar resultados bastante concretos, transformando os processos de projeto e construção e contribuindo definitivamente para a redefinição do potencial da arquitetura, recontextualizando da nossa disciplina na era da informação.

Robotic Collaboration. Imagem Cortesia de ETH Zurich Smart Slab. Imagem © Mike Lyrenmann Growroom. Imagem © Niklas Vindelev Aquahoja. Imagem Cortesia de MIT Media Lab + 11

Fabricação Digital. Imagem Cortesia de MIT Media Lab
Fabricação Digital. Imagem Cortesia de MIT Media Lab

 Principais modalidades de processos digitais de construção

A construção, ou fabricação digital, se refere à qualquer processo de produção de componentes ou estruturas integrais controlado por um ou mais computadores. Embora estas tecnologias estejam em pleno desenvolvimento e em constante expansão, elas operam através de pelo menos um dos seguintes métodos: fabricação por adição, fabricação por subtração e manipulação robótica de qualquer ordem.

Fabricação aditiva

Aquahoja. Imagem Cortesia de MIT Media Lab
Aquahoja. Imagem Cortesia de MIT Media Lab

A fabricação por adição, comumente conhecida como impressão 3D, consiste em um processo de adição de materiais por camadas. A tecnologia surgiu lá em 1983, quando pesquisadores inventaram um processo chamado de estereolitografia ou SLA, um método que utiliza o calor de uma espécie de laser para depositar uma massa de fotopolímero, a qual se transforma em plástico sólido no instante seguinte. Existem atualmente inúmeros processos de fabricação aditiva sendo utilizadas –até comercialmente–, algumas das quais apareceram em um recente artigo publicado aqui no ArchDaily. As tecnologias de impressão 3D evoluíram com o passar dos anos e já não utilizam apenas compostos plásticos, imprimindo estruturas em metal, vidro, argila, nanocompósitos e até mesmo tecidos humanos. Há algum tempo pesquisadores estão trabalhando para desenvolver impressoras multi-materiais.

Fabricação por subtração

Growroom. Imagem © Niklas Vindelev
Growroom. Imagem © Niklas Vindelev

Processos de fabricação subtrativa são aqueles que produzem, ou esculpem, objetos a partir de um bloco sólido, sendo a fresagem por CNC o processo mais comum. A introdução de braços robóticos ampliou enormemente as possibilidades dos sistemas CNC, pois quanto maior o número de eixos de movimento, maiores as possibilidades e a complexidade das peças produzidas. O corte a laser e, mais tradicionalmente, o fio quente, são outras técnicas convencionais de fabricação por subtração e também se enquadram nesta categoria.

Manipulação Robótica

Fiberbots. Imagem Cortesia de The Mediated Matter Group
Fiberbots. Imagem Cortesia de The Mediated Matter Group

A terceira categoria, a manipulação robótica, abrange qualquer outra forma ou processo de fabricação ou manipulação de materiais que seja operado por um computador de forma autônoma, como dilatação e retração de peças, dobragem e costura. Esta tecnologia possui uma grande vantagem em relação às demais, pois, quando equipados com as ferramentas certas, os mesmos robôs podem ser utilizados para cumprir uma série de diferentes tarefas, resultando em uma infinidade de possibilidades. Um exemplo disso é o projeto Fiberbots desenvolvido no MIT, um processo cooperativo de fabricação robótica, projetado para a fabricação digital de objetos e elementos e estruturas em grande escala, o qual combina a tecedura e a impressão 3D. O Fiberbots é o resultado de uma busca por ampliar as possibilidades da impressão 3D, afastando-se da fabricação uniaxial para criar estruturas replicáveis em todas as escalas.

Aplicações arquitetônicas 

Casa Impressa em 3D. Imagem Cortesia de ICON
Casa Impressa em 3D. Imagem Cortesia de ICON

Na prática, a arquitetura até que demorou para incorporar novas tecnologias de fabricação digital, mesmo que as primeiras iniciativas tenham aparecido já há alguns anos, como a primeira casa impressa em 3D na China (2014) ou a primeira ponte de aço impressa em 3D (2018). No entanto, a cada dia mais, processos de construção digital estão gradualmente sendo incorporados a prática da arquitetura, provocando uma lenta––porém contínua–– mudança de paradigma em nossa disciplina. À seguir, compilamos uma lista de quais tecnologias do futuro já são uma realidade muito concreta na prática da arquitetura:

Automatização dos processos de construção

Robotic Collaboration. Imagem Cortesia de ETH Zurich
Robotic Collaboration. Imagem Cortesia de ETH Zurich

A construção automatizada já é uma realidade bastante concreta no mundo da construção civil, uma tecnologia com um enorme potencial para ganhar ainda mais espaço ao longo dos próximos anos, como o recentemente publicado exemplo do SAM, um robô construtor que assenta tijolos três vezes mais rápido que uma pessoa. Uma investida ainda mais sofisticada foi veiculada há mais de dois anos aqui no ArchDaily, quando pesquisadores da ETH Zurique começaram a utilizar robôs e programação digital para construir módulos estruturais de madeira de até três pavimentos.

Desenvolvendo novos materiais

Aquahoja. Imagem Cortesia de MIT Media Lab
Aquahoja. Imagem Cortesia de MIT Media Lab

Outra frente de atuação que provavelmente passará por enormes mudanças em um brevíssimo período de tempo é o desenvolvimento de novos materiais de construção. O grupo de pesquisa em novos materiais do MIT, o Mediated Matter Group, é um dos principais laboratórios de experimentação nesta frente. A pesquisa em novos materiais é de extrema importância para o futuro da arquitetura, muito porque a maioria dos materiais utilizados hoje na industria da construção tem uma altíssima pegada de carbono, como o concreto e o aço. Um ótimo exemplo disso é o trabalho de pesquisa encabeçado por Neri Oxman no MIT. O Aguahoja, desenvolvido no laboratório do Instituto de Tecnologia de Massachussets, é um projeto que emprega celulose, quitosana, pectina e água––todos elementos orgânicos e encontrados na natureza e portanto biodegradáveis e ecologicamente corretos––para criar materiais com propriedades mecânicas e ópticas específicas.

Otimização das formas e do emprego dos materiais

Smart Slab. Imagem © Mike Lyrenmann
Smart Slab. Imagem © Mike Lyrenmann

Além do desenvolvimento de novos materiais, pesquisas na área de fabricação digital também estão alavancando um uso mais eficiente dos materiais convencionais e disponíveis no mercado. O Smart Slab, sistema desenvolvido pela ETH Zurich, é um processo de construção inteligente radicalmente otimizado e altamente preciso. Através deste inovador método de cofragem impresso em 3D, é possível diminuir a quantidade de concreto ao mínimo necessário, tornando a estrutura mais eficiente, leve e barata. O projeto Smart Slab faz parte de uma pesquisa mais ampla desenvolvida pelos pesquisadores suíços, uma iniciativa chamada de DFAB House e que tem como principal objetivo explorar novas formas de fabricação digital e como estas podem transformar a arquitetura.

A busca de uma nova estética na arquitetura

Concrete Choreography. Imagem © Bowie Verschuuren
Concrete Choreography. Imagem © Bowie Verschuuren

Como qualquer inovação tecnológica, a fabricação digital também permitirá a gênese de uma nova expressão estética na arquitetura. Na maioria dos casos, a complexidade geométrica de um componente não tem o menor impacto em seu processo de fabricação, não implicando custos adicionais ou um aumento considerável do tempo de fabricação, permitindo ainda que os projetos sejam cada fez mais específicos e originais. Greg Lynn é um dos pioneiros da fabricação digital na arquitetura, e um ferrenho defensor de uma nova expressão na arquitetura conectada às novas tecnologias. Lynn tem explorado todas as possibilidades proporcionadas pelas novas ferramentas para dar forma a uma nova forma de arquitetura. Outro exemplo de versatilidade e do potencial estético oferecidos pelos novos processos de construção automatizados é o projeto Concrete Choreography, um novo método de impressão 3D utilizado para a fabricação de colunas de concreto, possibilitando a criação dos mais variados desenhos e texturas.

Abrindo caminho através de projetos open-source

Growroom. Imagem © Rasmus Hjortshøj
Growroom. Imagem © Rasmus Hjortshøj

Embora projetos de arquitetura de lógico aberto ainda pareçam algo muito distante para a maioria das pessoas, a popularização – e universalização – das novas tecnologias de construção automatizada permitirá a criação de um ambiente ideal para que iniciativas como essa deslanchem de vez. Alguns anos atrás, o Space 10 lançou o Growroom, uma estrutura esférica de jardim, disponibilizando gratuitamente on-line todos os desenhos técnicos do projeto através de sua plataforma open-source. Na mesma pegada, outra iniciativa que aproveita a ubiqüidade das ferramentas de fabricação digital é a WikiHouse, uma plataforma open-source voltada à construção de casas através de sistemas de corte de chapas de madeira através de uma fresadora CNC.

Ainda que os processos automatizados de construção e fabricação de componentes e estruturas estejam apenas engatinhando, eles têm chamado a atenção dos arquitetos e arquitetas do mundo todo, seja na academia seja no campo profissional, e portanto, provavelmente não demorará muito para que esta tendência se transforme em uma ferramenta mais do que fundamental tanto nos processos de projeto quanto de construção da arquitetura em um futuro próximo. A incorporação de ferramentas digitais e autônomas nos processos de construção da arquitetura é apenas mais um, e o mais recente, fenômeno que promete transformar a maneira como concebemos e construímos nossos edifícios.

Referências:
Philip Yuan, Achim Manges, Neil Leach, Digital Fabrication, Tongji University Press, 2017
Jane Burry, Jenny Sabin, Bob Sheil, Marilena Skavara, Fabricate 2020 Making Resilient Architecture, UCL Press, 2020

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Sobre este autor
Cita: Cutieru, Andreea. "Fabricação digital na arquitetura: onde chegamos e até onde podemos chegar" [An Overview of Digital Fabrication in Architecture] 07 Jun 2020. ArchDaily Brasil. (Trad. Libardoni, Vinicius) Acessado . <https://www.archdaily.com.br/br/940693/fabricacao-digital-na-arquitetura-onde-chegamos-e-ate-onde-podemos-chegar> ISSN 0719-8906

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