Um investigador da Kansas State University está a testar até que ponto o betão impresso em 3D pode servir de base para abrigos anti-tornado mais acessíveis, dirigidos sobretudo a comunidades de casas pré-fabricadas que hoje não têm acesso adequado a este tipo de proteção. O projeto está a ser desenvolvido por Reese Greenlee, professor assistente de arquitetura na Kansas State, em colaboração com a Iowa State University.
Nos Estados Unidos, mais de 22 milhões de pessoas, cerca de uma em cada quinze, vivem em casas pré-fabricadas, segundo dados do Departamento de Habitação e Desenvolvimento Urbano norte-americano. Abrigos anti-tornado tradicionais, com estrutura em aço ou betão armado dentro de uma casca de betão, são caros de construir para algo que pode ser usado apenas uma vez por ano, ou nem isso, o que ajuda a explicar porque nem sempre há abrigos suficientes disponíveis quando são realmente necessários.
Este é um bom exemplo de como a impressão 3D de betão pode ter um impacto direto na segurança de comunidades vulneráveis, para além das aplicações mais conhecidas em habitação convencional.
Como funciona a abordagem da equipa
Ao contrário de projetos de construção impressa em 3D que erguem paredes diretamente no local, a equipa de Greenlee está a trabalhar à escala de um único módulo de blocos de betão de cerca de 1,2 por 1,2 metros, impressos fora do local em ambiente controlado e depois transportados e montados no destino final. Segundo Greenlee, esta abordagem evita a necessidade de recorrer a impressoras de pórtico de grande escala, normalmente exigidas para imprimir edifícios completos diretamente no terreno.
Um aspeto central da investigação é explorar como a orientação de impressão, o padrão de preenchimento e a geometria interna dos blocos podem ser organizados para melhorar o desempenho sob pressão de vento extrema e impacto de destroços, algo que a impressão 3D permite controlar com bastante mais precisão do que métodos tradicionais de betão vazado.
O verdadeiro desafio, resistir ao impacto de destroços
Segundo Greenlee, o betão simples e sem reforço normalmente não é suficiente para um abrigo anti-tornado, e a maioria do betão impresso em 3D não inclui reforço interno da forma tradicional. Os abrigos anti-tornado projetados segundo as normas ICC 500 e FEMA P-361 precisam de resistir ao impacto de destroços como uma tábua de madeira a viajar a cerca de 160 quilómetros por hora, já que detritos arrancados de árvores e edifícios durante um tornado são a principal causa de ferimentos e mortes neste tipo de evento.
Como o processo de impressão 3D permite reorganizar a geometria interna do material de forma estratégica, a equipa está a testar diferentes configurações para conseguir compensar a ausência de reforço tradicional com uma distribuição de material mais eficiente sob impacto.
Próxima fase, testes reais a velocidades de tornado
A próxima etapa do projeto vai decorrer numa instalação de testes da Intertek, no Minnesota, onde o módulo à escala real será submetido a testes de impacto a velocidades de vento equivalentes às de um tornado real. Segundo Greenlee, este tipo de teste costuma focar-se sobretudo nos pontos de junção entre componentes, ou em locais como janelas e portas, que tendem a ser os pontos mais fracos de qualquer estrutura de abrigo.
Porque interessa esta investigação
Este tipo de projeto mostra como a impressão 3D de betão pode ter aplicações que vão bastante além da construção de casas convencionais, oferecendo potencialmente uma forma mais acessível de proteger comunidades que hoje ficam mais vulneráveis a fenómenos climáticos extremos. Se os testes na Intertek confirmarem que esta abordagem cumpre as normas exigidas, pode abrir caminho a abrigos anti-tornado padronizados, produzidos em série a partir de módulos de betão impresso em 3D, em qualquer região onde este tipo de fenómeno seja uma ameaça recorrente.
O que fica desta notícia
Ainda é cedo para saber se esta abordagem vai efetivamente cumprir as normas federais exigidas para abrigos anti-tornado, mas o projeto ilustra bem uma das grandes promessas da construção impressa em 3D, a possibilidade de repensar a geometria interna de uma estrutura para resolver problemas que os métodos de construção tradicionais têm mais dificuldade em endereçar de forma económica.
