A construção com impressão 3D de concreto tem ganhado cada vez mais o mercado. Em países como a França, El Salvador e Haiti, a técnica já vem sendo utilizada como solução para habitação social. Em 2021, a Alemanha viabilizou também o primeiro projeto comercial em impressão 3D.

Durante o XX International Conference on Building Pathology and Constructions Repair, realizado entre os dias 29 e 31 de maio em Fortaleza (CE), Albert de la Fuente Antequera, professor no Departamento de Engenharia Civil e Ambiental Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), trouxe a apresentação “Do projeto à análise de sustentabilidade de uma passarela de concreto impressa em 3D”. 

Benefícios do concreto impresso em 3D

De acordo com Antequera, o concreto impresso em 3D pode ser uma alternativa sustentável às soluções tradicionais para algumas tipologias e apresenta diversos benefícios:

• Liberdade nas geometrias;
• Aumento da produtividade;
• Redução do consumo de materiais e dos custos com mão de obra;
• Redução de materiais (que podem chegar até 30%);
• Redução de emissões de CO₂ (estimada em até 40%).

Estudo de caso: Passarela do Parque de Castilla (Madri, Espanha)

O professor da UPC apresentou durante a palestra o caso da Passarela do Parque de Castilla (Madri, Espanha), que foi construída com uma impressora 3D, utilizando um material à base de cimento reforçado com fibras, com propriedades isotrópicas e capacidade de resistência à tração após fissuração.

Vídeo aqui.

A respeito desta construção, Antequera trouxe algumas conclusões:

• Valores característicos da resistência à compressão (fck) do material superiores a 25 MPa podem ser consistentemente alcançados na impressora de grande escala em formato 3D.
• A espessura da camada (5 mm) e o grau de compactação revelaram-se parâmetros relevantes para garantir valores consistentes de fck > 25 MPa em toda a superfície de impressão e densidades superiores a 2.200 kg/m³.
• A anisotropia das propriedades mecânicas deve ser levada em conta no processo de design, considerando-se as equações constitutivas do material de acordo.

Análise de sustentabilidade: comparação de desempenho

Durante a palestra, Antequera apresentou uma análise para quantificar o desempenho de sustentabilidade (SI) da passarela de concreto impressa em 3D com outras alternativas, considerando critérios econômicos, ambientais e sociais.

Para estabelecer um comparativo entre os métodos, foram consideradas as seguintes condições:

• Mesmo vão e condição de contorno;
• Desempenho mecânico equivalente quando submetido a cargas;
• Durabilidade (com baixa manutenção) de 50 anos.

Diante destes critérios, foram obtidos os seguintes resultados:

• • Passarela com impressão 3D de materiais cimentícios (3DCP): Possui custos elevados (de material e equipamento), que comprometem seu desempenho de sustentabilidade. Houve redução de 40% do consumo de material, 25% das emissões de CO₂ e 35% do consumo de energia em relação à solução convencional de concreto armado (referência);
  • Passarela “UHPC” (Ultra-High Performance Fibre Reinforced Concrete – Concreto Reforçado com Fibras de Ultra Alto Desempenho): Maior desempenho de sustentabilidade em todos os cenários analisados (exceto o econômico). Houve redução de quase 70% do consumo de material, 40% das emissões de CO2 e até 70% do consumo de energia em relação ao referência;

• Solução de concreto armado (referência): esta opção é a mais sustentável em cenários em que os custos são os principais fatores de decisão. 

Essas conclusões devem ser enquadradas dentro desta pesquisa (ou seja, geometrias, cargas, métodos de impressão 3D e materiais considerados).

Entrevistado

O Dr. Albert De la Fuente Antequera obteve seu diploma em Engenharia Civil pela Universidade Politécnica da Catalunha (UPC) em 2007 e seu título de doutorado em 2011 no Departamento de Engenharia Civil e Ambiental da UPC. Albert é Professor Associado na UPC na área de Engenharia de Construção, sendo coordenador de disciplinas de materiais avançados de construção e projeto de concreto estrutural. Sua área de pesquisa é Engenharia Civil e Estrutural, focando principalmente em novos materiais e processos de construção, projeto estrutural avançado e otimização, e modelos para avaliação de sustentabilidade.

Antequera lidera em média 2 projetos financiados publicamente por ano e colabora intensivamente com as 5 principais empresas espanholas relacionadas à construção, que operam em todo o mundo enfrentando desafios relevantes e estratégicos. Ele lidera vários projetos de pesquisa orientados para a indústria relacionados à construção de impressão 3D estrutural, otimização de projeto de estruturas de concreto reforçado com fibras e novos materiais avançados de concreto. Também publicou mais de 50 artigos revisados por pares em revistas científicas indexadas e mais de 100 contribuições em conferências internacionais, sendo membro ativo em diversos comitês técnicos internacionais. Em 2013, co-fundou a Smart Engineering (Spin-Off UPC).

Contato: albert.de.la.fuente@upc.edu

Jornalista responsável
Marina Pastore
DRT 48378/SP