Jogo de impressões 3D de Cambridge

Trabalhando com a indústria privada, a Universidade de Cambridge deu um passo além da impressão 3D com uma unidade de infraestrutura de concreto que não só foi feita em uma hora, mas incorpora sensores para torná-la automonitorada e, um dia, auto-reparável.

Se há um tópico com menor probabilidade de despertar conversas animadas em um jantar, são os pedaços de engenharia civil que se vê enquanto se dirige pelas redes rodoviárias de um país. Eles tendem a ser considerados tão garantidos que podem muito bem ser invisíveis, a menos que sejam algo espetacular como uma ponte suspensa ou irritantes como uma estrada sendo pavimentada.

Por mais mundanos que possam parecer, eles são o produto de um projeto de engenharia muito complexo e sério e desempenham funções muito reais e vitais que muitas pessoas não apreciam até que a estrada à sua frente seja destruída ou uma rampa desmorone.

Um deles é o chamado headwall, que é uma estrutura de contenção com um orifício colocado na boca de um ralo ou bueiro. Sua finalidade é ancorar um bueiro ou similar e evitar que o aterro ao seu redor seja removido pela água corrente. Além disso, também pode fornecer suporte estrutural para pontes e estradas anexas, bem como controlar o fluxo de água.

É uma engenharia civil muito antiga, mas Cambrdige deu um novo toque a uma instalada na A30 na Cornualha, construindo-a no local usando um braço robótico de impressora 3D, estabelecendo camadas de concreto de presa rápida que endureceram em apenas uma hora. Novamente, não é muito novo. A novidade é que, à medida que o headwall era impresso, uma unidade lidar fazia varreduras precisas da estrutura, construindo um gêmeo virtual digital com o qual a coisa real pode ser comparada.

Além disso, sensores sem fio foram colocados no concreto úmido para transmitir dados sobre temperatura, deformação, pressão, umidade, resistividade elétrica e potencial eletroquímico.

A temperatura foi de particular interesse porque o concreto de presa rápida gera muito calor, o que pode danificar a parede frontal à medida que endurece e cura. Isto é importante porque outra inovação na nova estrutura é que ela não utiliza o esqueleto de reforço de aço convencional. Em vez disso, ele depende de sua própria geometria para obter resistência, o que não é fácil para algo com uma parede interna oca e curva.

Liderado pelo professor Abir Al-Tabbaa, do Departamento de Engenharia da Universidade de Cambridge, o objetivo do experimento é usar os sensores e a modelagem digital para avaliar a estabilidade da estrutura impressa em 3D para torná-la mais atraente para a indústria. Além de criar algo mais barato que as estruturas convencionais e mais rápido de construir, o objetivo é testar a confiabilidade, robustez, precisão e longevidade dos próprios sensores e, quem sabe um dia, incorporar um concreto autocurável também em desenvolvimento pela O time.

“Este projeto servirá como um laboratório vivo, gerando dados valiosos ao longo da sua vida”, disse Al-Tabbaa. "Os dados do sensor e o 'gêmeo digital' ajudarão os profissionais de infraestrutura a entender melhor como a impressão 3D pode ser usada e adaptada para imprimir materiais à base de cimento maiores e mais complexos para a rede rodoviária estratégica."

O vídeo abaixo discute a nova estrutura inteligente de concreto impressa em 3D.

Fonte: Universidade de Cambridge