Engenheiros do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) estão desenvolvendo uma nova abordagem para a construção de casas que poderá um dia substituir as tradicionais estruturas de madeira por componentes estruturais feitos de plástico reciclado.
Um artigo publicado este mês pelo MIT afirma “Sua futura casa poderia ser feita de plástico impresso.” Pesquisadores do MIT usaram plástico reciclado para imprimir em 3D vigas, treliças e outros elementos estruturais de qualidade de construção que fornecem alternativas mais leves, mais modulares e mais sustentáveis às estruturas de madeira. O trabalho está sendo liderado pelo Grupo MIT HAUS, que tem como foco habitação e sustentabilidade urbana.
A equipe apresentou um projeto para um sistema de treliça de piso impresso em 3D em um artigo publicado recentemente. Anais do Simpósio de Fabricação de Forma Livre Sólida. Ao contrário dos esforços atuais de impressão 3D em grande escala na construção, que se concentram na impressão de paredes usando concreto ou argila, os pesquisadores do MIT focaram em elementos de estrutura estrutural que normalmente são feitos de madeira.
A maioria das empresas hoje imprime casas de tamanho modesto em 3D, mas esses projetos dependem principalmente de materiais como o concreto, que têm uma pegada ambiental significativa. Além disso, a maioria das casas impressas até o momento se concentrou principalmente nas estruturas das paredes, e não na estrutura subjacente. Em contraste, o artigo do MIT afirma: “O Grupo MIT HAUS é líder na impressão de elementos de estrutura estrutural, como estacas de fundação, treliças de piso, longarinas de escadas, treliças de telhado, vigas de parede e vigas.”
O que diferencia o projeto é a utilização de material plástico reciclado “sujo” que não precisa ser limpo ou processado extensivamente antes da reutilização. Os pesquisadores imaginam um sistema no qual garrafas e recipientes de alimentos usados são alimentados diretamente em uma trituradora, peletizados e depois fornecidos a uma máquina de fabricação aditiva em grande escala para produzir componentes compósitos estruturais.
De acordo com o artigo do MIT, as peças plásticas resultantes são leves o suficiente para serem transportadas por uma caminhonete, em vez de por um tradicional veículo de 18 rodas com listras de madeira. No canteiro de obras, os elementos impressos podem ser rapidamente montados em uma “estrutura doméstica leve, porém forte”.
A demanda por manufatura aditiva na construção continua a crescer. Um relatório da Grand View Research prevê que o mercado global de construção de impressão 3D valerá 53,9 milhões de dólares em 2024 e atingirá 4,18 mil milhões de dólares em 2030. O conceito de cidades inteligentes – integrando tecnologias avançadas no desenvolvimento urbano – melhorará a eficiência e a qualidade de vida em todo o mundo, afirma o relatório.
A equipe do MIT fez quatro longas treliças de plástico reciclado e as montou em uma estrutura de piso convencional com tampo de compensado. A estrutura é então submetida a testes de suporte de carga.
O piso impresso supostamente excede os principais padrões de construção estabelecidos pelo Departamento de Habitação e Desenvolvimento Urbano dos EUA em mais de 4.000 libras. Os pesquisadores descobriram que as treliças impressas atendiam aos códigos de construção existentes nos EUA quanto à rigidez.
As treliças impressas em plástico produzidas no estudo pesavam 13 libras cada, tornando-as mais leves do que treliças comparáveis de madeira. O artigo do MIT afirma que podem ser impressos numa impressora industrial de grande escala em menos de 13 minutos.
Embora os resultados iniciais sejam promissores, o custo continua a ser um desafio fundamental. De acordo com o MIT, as treliças utilizadas no estudo foram impressas a partir de plástico reciclado colhido de materiais descartados na fábrica – o que o pesquisador AJ Perez descreveu como o “crème de la crème das matérias-primas recicladas”.
Perez, um dos autores do artigo sobre o desenvolvimento mais recente, disse que a equipe pretende eventualmente usar resíduos plásticos menos refinados e mais sujos, o que reduziria ainda mais os custos e o impacto ambiental.
De acordo com o artigo do MIT, ele observou que “para prepará-las para adoção generalizada, o custo de produção das estruturas precisará diminuir para competir com o preço da madeira”.
Perez, professor da Escola de Engenharia do MIT e cientista pesquisador do Escritório de Inovação do MIT, disse que o projeto será impulsionado em parte pelo nível de demanda futura por habitação. “Estimamos que o mundo precisará de mil milhões de novas casas até 2050”, disse ele. “Se tentássemos fazer tantas casas com madeira, teríamos que triplicar o equivalente à floresta amazônica”.
“A chave aqui é: reciclamos o plástico sujo em produtos de construção para casas mais leves, duráveis e sustentáveis”, acrescentou Perez.
No futuro, os investigadores prevêem um futuro onde os plásticos descartáveis, como garrafas de água e recipientes para alimentos, possam ser transformados em materiais de moldura que poderão ajudar a resolver tanto a escassez global de habitação como a crescente procura de madeira.
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