O design e a modelagem paramétrica são tecnologias inovadoras que utilizam algoritmos para criar modelos digitais de edifícios que podem ser facilmente manipulados e alterados em resposta a diferentes requisitos.
Já a impressão 3D é uma técnica que tem sido cada vez mais utilizada na construção civil, como uma maneira mais rápida, precisa, econômica e sustentável de produzir componentes complexos.
Ao combinar a modelagem paramétrica com a impressão 3D, os arquitetos e engenheiros podem materializar construções com designs inovadores, mais eficientes, sustentáveis e duráveis.
Design e Modelagem paramétrica na arquitetura
Ao contrário da arquitetura convencional, que é frequentemente limitada por formas padronizadas e regras pré-estabelecidas, a arquitetura paramétrica oferece um grau de liberdade muito maior no processo de design.
Em vez de desenhar manualmente cada detalhe do projeto, o arquiteto utiliza um software paramétrico que é capaz de gerar as formas automaticamente com base em um conjunto de parâmetros definidos
Isso permite aos arquitetos criar projetos mais complexos e inovadores, que podem ser adaptados e modificados para atender às necessidades do cliente e do ambiente em que serão construídos.
Além disso, a modelagem paramétrica permite a criação de projetos digitais altamente precisos, de acordo com a forma e a função de cada projeto.
Vantagens da Arquitetura Paramétrica
Uma das principais vantagens da modelagem paramétrica é a sua flexibilidade. Como os modelos são criados a partir de parâmetros e regras, eles podem ser facilmente ajustados e adaptados para atender a diferentes requisitos de um projeto.
Outra vantagem da modelagem paramétrica é a sua capacidade de lidar com complexidade. Os modelos podem incluir uma grande quantidade de dados e informações, tornando-os ideais para projetos que envolvem múltiplos níveis de detalhe.
Isso permite que os arquitetos criem formas complexas com maior rapidez e precisão do que com métodos manuais, proporcionando também maior eficiência, mesmo tratando-se de projetos complexos.
Com a modelagem paramétrica, os arquitetos também podem criar visualizações precisas do projeto antes mesmo de ele ser construído. Isso ajuda a identificar problemas de design, além de permitir que os clientes visualizem o projeto final.
É possível fazer alterações no design e ver instantaneamente como isso afeta a forma e a função da construção, permitindo analisar as consequências de eventuais modificações.
A personalização é outra vantagem da modelagem paramétrica. Ela permite que cada aspecto do projeto se adapte às necessidades específicas do cliente.
A grande questão que se coloca é: como materializar os designs sofisticados, complexos e inovadores criados no computador pela modelagem paramétrica?
A resposta é: aplicando-se a técnica de impressão 3D na construção civil.
Design paramétrico e impressão 3D na construção civil
A impressão 3D é uma tecnologia que permite a criação de objetos em três dimensões a partir de modelos digitais.
Na arquitetura paramétrica, essa tecnologia pode ser aplicada de diversas formas, desde a criação de maquetes físicas até a produção de peças estruturais complexas e personalizadas, e a materialização da construção como um todo.
Uma das principais vantagens da impressão 3D na arquitetura paramétrica é a possibilidade de produzir formas complexas com alta precisão e detalhamento.
Com a tecnologia 3D, é possível imprimir estruturas orgânicas, geometrias abstratas e peças personalizadas que seriam impossíveis ou extremamente difíceis de produzir com métodos tradicionais.
Além disso, a impressão 3D pode ser utilizada para a produção de elementos arquitetônicos repetitivos, como blocos de concreto ou tijolos.
Dessa forma, é possível otimizar o processo de construção e reduzir custos de produção, uma vez que a impressora pode produzir diversas peças iguais de forma automatizada.
Em resumo, a impressão 3D é uma tecnologia que pode revolucionar a arquitetura paramétrica, permitindo a criação de estruturas complexas, personalizadas e detalhadas.
É possível otimizar o processo de produção e reduzir custos, além de possibilitar a criação de novas formas e estilos arquitetônicos.
Edifício ICD/ITKE: um exemplo de aplicação da arquitetura paramétrica e da impressão 3D
O edifício ICD/ITKE, localizado na Universidade de Stuttgart, na Alemanha, é um exemplo notável de arquitetura paramétrica e modelagem computacional.
O projeto foi desenvolvido pelo Instituto de Design e Construção Integrados (ICD) e pelo Instituto de Tecnologia em Arquitetura (ITKE), com o objetivo de explorar o potencial das técnicas de modelagem paramétrica e da fabricação digital na arquitetura.
A forma complexa do edifício é baseada em um modelo paramétrico, que permite a variação de parâmetros como: forma, tamanho, orientação e densidade dos elementos estruturais.
O edifício é composto por uma estrutura de treliça de madeira que suporta uma cobertura de membrana tensionada, criando uma estrutura leve e eficiente.
A estrutura de treliça de madeira foi produzida por meio de uma técnica de fabricação digital conhecida como usinagem robótica.
O processo envolveu o corte de vários componentes de madeira em uma máquina CNC (Controle Numérico Computadorizado), com precisão de até 0,5 mm, para criar as peças da estrutura.
A técnica de usinagem robótica permitiu a criação de uma estrutura complexa e personalizada, que seria difícil de produzir com técnicas convencionais.
A cobertura de membrana tensionada foi produzida por meio de um processo de impressão 3D. O material utilizado foi um polímero termoplástico, que foi impresso em camadas para criar uma membrana leve e resistente.
A impressão 3D permitiu a criação de uma cobertura altamente personalizada e adaptável, que se ajusta à forma complexa da estrutura de treliça de madeira.
O edifício ICD/ITKE é um exemplo impressionante de como as técnicas de modelagem paramétrica e fabricação digital podem ser aplicadas na arquitetura.
O processo permitiu a criação de uma estrutura complexa e eficiente, que seria difícil de produzir com técnicas convencionais. Além disso, o projeto demonstrou o potencial da impressão 3D na produção de elementos arquitetônicos personalizados e adaptáveis.
Construção da Flagship Dolce Gusto: um exemplo de aplicação no Brasil
No Brasil, também já são utilizadas técnicas como as que foram aplicadas no edifício ICD/ITKE da Alemanha.
A mesma técnica de madeira usinada em CNC que foi utilizada no ICD/ITKE, foi utilizada na Flagship Store da Dolce Gusto, em São Paulo, desenvolvida pela empresa 4Constru para a Nestlé.
A obra simboliza uma flor de café, o que demonstra também a flexibilidade concedida ao projeto pela arquitetura paramétrica e pela impressão 3D.
A técnica de impressão 3D foi utilizada ainda associada a um material ecologicamente correto, que poderá fazer um ciclo reverso e voltar para a natureza.
O projeto utilizou vigas curvas em Glulam (Glue Laminated Timber) usinado em CNC, com revestimento em impressão 3D sob molde em gesso. Ambos são materiais altamente sustentáveis, com zero pegada de carbono.
Dessa forma, toda a construção é compostável: tanto as madeiras como o gesso deverão retornar à natureza após o período de exposição da Flagship, que ainda não tem uma data definida para acabar.
Depois desse período, ainda a ser definido, todo o material será triturado e destinado à agricultura, inclusive o gesso, usado na prática de gessagem do setor agrícola.
Haverá então o ciclo reverso do material, assim como acontece com as cápsulas de café da Nestlé, que são totalmente compostáveis.
Conclusão
A modelagem paramétrica e a impressão 3D estão mudando a maneira como os arquitetos e engenheiros projetam e constroem edifícios, casas, ou qualquer outro tipo de obra.
A combinação dessas tecnologias permite criar edifícios mais eficientes, sustentáveis e duráveis, ao mesmo tempo em que reduz os custos de construção e os prazos de entrega.
Juntas, a aplicação da modelagem paramétrica e a impressão 3D proporcionam à construção civil: eficiência, agilidade, personalização, capacidade de lidar com a complexidade, flexibilidade, rapidez na elaboração de projetos e na sua materialização.