Casas construídas por impressão 3D. O futuro chegou à região

O Politécnico de Leiria, em articulação com empresas da região e outros centros de saber, tem marcado pontos no que diz respeito à investigação e ao desenvolvimento de materiais e processos inovadores, que prometem transformar o paradigma da construção.

Mas não só. Estudos que visam transformar resíduos de origem florestal e agrícola em isolamento térmico, pesquisas que trabalham na melhoraria da qualidade do ar dentro dos edifícios ou que promovem a segurança anti-sismos do parque imobiliário português têm feito parte dos projectos mais recentes do IPLeiria.

Casas erguidas por fabrico aditivo O projecto 3D Fiber.Concrete, concluído no ano passado, envolveu o IPLeiria, o Instituto Superior Técnico e o Instituto Politécnico de Coimbra, bem como as empresas Mendesinov (Vermoil, Pombal) e Agix (Pousos, Leiria). Promoveu a investigação tecnológica e o desenvolvimento experimental de sistemas[LER_MAIS] de fabrico aditivo de materiais cimentícios, com incorporação de reforço mecânico para fabrico automático de peças e estruturas de elevado desempenho destinadas ao sector da construção.

“O objectivo geral do projecto foi aliar as vantagens oferecidas pelas tecnologias de fabrico aditivo, tais como a liberdade de forma e o fabrico sem recurso a cofragem, com o acréscimo de qualidade das estruturas e reforço mecânico, nomeadamente no que se refere à resistência à tracção e flexão, num sistema automático de fabrico integrado num ecossistema digital na óptica da Indústria 4.0.”

Filipe Nogueira, coordenador do departamento de Engenharia Mecânica da Agix, refere que, através deste projecto, a empresa quis desenvolver, em protótipo, uma cabeça extrusora de cimento. O objectivo foi alcançado e foram realizados testes. A ideia é aperfeiçoar até que um dia possa vir a trabalhar.

“Normalmente, na impressão, o problema é que se fica limitado ao trajecto que o robot tem capacidade para fazer. Já com uma cabeça rotativa, acoplada ao motor, há liberdade para rodar em qualquer sentido sem ter necessidade de voltar à direcção inicial”, compara o coordenador.

Miguel Mendes, administrador da Mendesinov, explica ao JORNAL DE LEIRIA os efeitos positivos que a participação neste projecto já teve na sua organização. “Somos uma empresa nova e muito focada na inovação e é importante juntar- nos ao IPLeiria e lançar produtos novos”, realça o empresário.

Deste projecto resultou o desenvolvimento de um robot e de um pórtico, de 12 por 8 metros, que permitirá imprimir pequenas casas nos locais escolhidos pelos clientes. Os equipamentos estão a ser ultimados e as primeiras impressões poderão acontecer em dois ou três meses, estima Miguel Mendes.

Concluído no ano passado foi ainda o projecto LowC-Bionic – Estruturas de forma orgânica em betão de baixo carbono produzidas com impressoras 3D, desenvolvido em consórcio liderado pelo grupo Secil (detentor de cimenteiras nos concelhos de Alcobaça e Leiria), com o IPLeiria e o Instituto Superior Técnico.

LowC-Bionic teve como objectivo obter estruturas de forma orgânica em betão de baixo carbono produzidas com impressoras 3D. Para tal, pretendeu-se desenvolver um material avançado de base cimentícia que pudesse ser utilizado num equipamento de impressão tridimensional.

“A impressão 3D de betão é uma área recente, onde a Secil procura encontrar-se na vanguarda, e que permite abrir novos caminhos para a arquitectura e engenharia nacional”, expõe o grupo ao nosso jornal. A prazo, a impressão 3D “irá reconfigurar substancialmente o mundo da produção de artefactos e obras em betão. A Secil, como principal empresa cimenteira nacional, acompanha as inovações do sector, em conjunto com a academia”, salienta ainda.

No ano passado ficou também concluído o projecto PRE-SHELL - Prefabricated Ultra Thin Concrete Shells. Em articulação com a SPRAL, empresa de Aveiro, com o Instituto Superior Técnico, o Instituto Politécnico de Coimbra, a Universidade de Coimbra e a Universidade Nova de Lisboa, o IPLeiria integrou este projecto que visou “desenvolver uma solução estrutural pré -fabricada para cascas finas de betão, que permita reduzir o seu custo de construção em pelo menos 25%, por comparação com uma solução tradicional betonada insitu, tirando partido dos recentes avanços tecnológicos na área da fabricação digital e dos métodos de dimensionamento estrutural”.

Da floresta para a construção

Em conjunto com a Fonseca, Mateus, Mendes & Gaspar, empresa de Leiria, o IPLeiria concluiu no ano passado o pojecto ECO4fibers - Materiais de isolamento térmico de base vegetal, que teve como objectivo a obtenção de isolamentos térmicos ecológicos, feitos à base de matérias-primas vegetais de origem florestal e agrícola.

ECO4fibers teve em conta que “as matérias vegetais são uma fonte abundante, em várias regiões do mundo, para a produção de isolamentos térmicos” e que a sua utilização “permite a inserção num modelo circular, convertendo resíduo em novos recursos, garantindo a valorização económica dos resíduos orgânicos provenientes dos desperdícios agrícolas e florestais”.

No âmbito do ECO4fibers, foram efectuados estudos para a obtenção de novos isolamentos térmicos à base de matérias-primas vegetais, procurando também “testar e introduzir novos aglutinantes mais ecológicos” capazes de diminuir a humidade absorvida pelo isolante e, em conjunto com a matéria vegetal, possibilitar “uma total reciclagem ou reutilização, reduzindo o seu impacto ambiental”.

Qualidade de ar e segurança anti-sísmica

Chama-se Breath IN o projecto Erasmus+ , que está em curso, e que resulta de um consórcio integrado pelo Instituto Politécnico de Leiria, o Instituto Politécnico de Tomar, a Universidade Demócrito da Trácia (Grécia) e a Universidade de Nicósia (Chipre). Tem por metas promover a consciencialização e a troca de boas práticas, desenvolver competências, monitorizar a qualidade do ar interior e exterior, criar laboratórios vivos nas escolas e elaborar um roteiro para se projectarem ambientes interiores mais saudáveis e sustentáveis.

Já o projecto SeismicPRECAST, concluído em 2021, realçou que “eventos sísmicos passados expuseram fragilidades importantes em edifícios pré-moldados de betão armado e destacam a necessidade de tomar medidas para mitigar perdas futuras”.

Nesse contexto, o estudo, financiado pela Fundação de Ciência e Tecnologia, desenvolvido com a participação do IPLeiria, identificou potenciais fragilidades estruturais e não estruturais do parque imobiliário português e forneceu orientações para reduzir os efeitos socio-económicos directos e indirectos associados.

Grupo Mendes Solution cria unidade em Pombal Além do projecto 3D Fiber. Concrete, desenvolvido em articulação com o Instituto Politécnico de Leiria, que resultou no desenvolvimento de um robot e de um pórtico, que, em breve, irão imprimir casas em 3D, nos locais pretendidos pelos clientes (projecto da Mendesinov), também o Grupo Mendes Solution está a preparar um projecto nesta matéria. Trata- se de um investimento de cerca de 4,5 milhões de euros, na construção de um nova unidade fabril, com cerca de 5 mil metros quadrados de área coberta, destinada a impressão 3D e ao fabrico de blocos. Da nova unidade irão resultar pré-fabricados de betão, à medida, e artefactos de cimento. A infra-estrutura, que está a ser construída na Zona Industrial Manuel da Mota, em Pombal, deverá entrar em funcionamento em Setembro, empregando 15 a 20 colaboradores, adianta o empresário Miguel Mendes.