HiLo: Um Projeto Inovador

HiLo: Um Projeto Inovador

Dentre os feitos da humanidade, as grandes construções sempre tiveram posição de destaque em suas gerações, algumas resistem consistentemente até os dias atuais. Com o avanço tecnológico, já existem prédios com quase 1 km de altura e até mesmo pontes que mergulham no oceano, ultrapassando os limites geográficos, como é o caso da Ponte de Öresund, ligando a Dinamarca à Suécia. No meio de inúmeras novidades, destaca-se uma criação do Instituto Federal Suíço de Tecnologia (ETH), localizado em Zurich.

Os pesquisadores desenvolveram uma técnica de fabricação de concreto ultrafino para utilização em telhados e estruturas curvas, possibilitando um layout inovador e muito complexo para as tradicionais formas de madeira.

Figura 1 – Telhado Curvo. Fonte: Block Research Group / ETH Zurich

O protótipo da imagem acima foi um modelo em escala real de um telhado curvo, criado para uma moradia estudantil que será construída no começo de 2018 no EMPA (Laboratórios Federais Suíços de Ciência e Tecnologia de Materiais). O exemplar é constituído de várias camadas: as bobinas de aquecimento, resfriamento e o isolamento térmico, que serão instalados na parte inferior do concreto. Outra camada, já na parte superior do concreto, dá suporte ao telhado, onde serão instaladas placas fotovoltaicas, no qual se espera gerar uma autossuficiência energética. O projeto foi batizado com a sigla HiLo (Alta Performance, Baixa Energia).

Figura 2 – Estrutura de Cabos e Tecidos. Fonte: Block Research Group / ETH Zurich

Para o escoramento do concreto, o grupo fez o uso de cabos de aço e tecidos plásticos resistentes como molde. A vantagem de utilizar esta técnica é a possibilidade de reaproveitamento dos materiais, diminuindo assim os resíduos da obra. O cálculo do sistema, realizado por uma avançada ferramenta computacional desenvolvida pelos próprios pesquisadores, garante uma homogeneidade da distribuição de cargas sobre os cabos de aço, sendo necessário apenas 500kg de aço e 300kg de tecido para suportar uma carga de aproximadamente 20 toneladas de concreto fresco.

Enquanto os métodos tradicionais não permitem uma precisão milimétrica, o protótipo foi capaz de eliminar estas imperfeições, atingindo com excelência o objetivo esperado. Com a precisão do algoritmo desenvolvido e uma técnica de pulverização do concreto através do reforço de fibra de carbono do tecido, a espessura do telhado variou a partir de 3 cm ao longo das bordas e 12 cm nos suportes. Acredita-se que esta metodologia poderá ser utilizada nas mais diversas áreas da construção civil, desde pontes suspensas por cabos à grandes estádios de futebol.

Outras tecnologias já foram desenvolvidas pelo grupo para aplicar na moradia, como uma laje de concreto com espessura de 16 cm, exercendo função estrutural, e que também é sustentável. Substituindo as barras de aço por nervuras verticais estreitas com a simetria semelhante de uma colmeia, observa-se uma redução significativa no peso da estrutura, diminuindo significantemente o volume de concreto utilizado.

Figura 3 – Dimensões em mm do Bloco da Laje. Fonte: Block Research Group / ETH Zurich

 

A laje pode suportar cargas de até 4,2 toneladas, superando as exigências suíças e dentro do requerido pela NBR1489-2. O sistema possui um método pré-fabricado que permite uma instalação rápida no local. No entanto, apesar dos altos custos utilizando moldes, o uso de impressoras 3D para vários elementos da peça reduz significantemente seus custos de criação.

Figura 4 – Laje Nervurada. Fonte: Block Research Group / ETH Zurich

Englobando as diversas criações do Instituto, o HiLo é impressionante não só por possuir um design de telhado incomum e um sistema de piso leve, mas também por ser um modelo que produzirá mais energia do que consome através de placas solares que se adaptam durante o dia para a máxima captação de energia. O professor Arno Schüter do ETH está desenvolvendo um sistema de construção com sensores de calor utilizando baixas temperaturas para criar um interior agradável. Com isso, os componentes estruturais são aliviados termicamente.

O esquema de climatização criado é controlado automaticamente por uma série de algoritmos que balanceiam a eficiência energética com a preferência do usuário. O principal objetivo da pesquisa é aperfeiçoar as construções atuais que demandam uma grande quantidade de energia e de materiais, tanto na execução da obra como na sua utilização. Futuramente, o grupo pretende levar essas tecnologias ao mercado.

É estimado que de toda a geração de resíduos sólidos ao redor do planeta, 50% é proveniente da construção. Sendo assim, pesquisas como estas ajudam a reverter esta situação. Já em relação ao cenário brasileiro, apesar do período de recessão econômica, algumas empresas vêm aumentando o investimento na área de sustentabilidade. O setor de utilização de pré-moldados é um exemplo, devido ao baixo desperdício de material e eficiência na sua montagem, ganhando destaque no mercado.

Você pode realizar um tour virtual das diferentes etapas de construção do telhado nos seguintes links:

Instalação dos Cabos

Medindo a Geometria

Reforço Estrutural

Protótipo Concluído

Mais informações

Autor: João Pedro Floriano Cena da Silva.

Confira aqui as referências bibliográficas.