Novo Modelo Computacional revoluciona a Construção: Estruturas Mais Eficientes e Sustentáveis
Pesquisadores do MIT desenvolvem uma abordagem inovadora que poderá transformar a forma de construir pontes e edifícios, utilizando menos material e reduzindo as emissões de carbono.
O Desafio da Construção Sustentável
Em 2022, a produção global de materiais de construção foi responsável por mais de 7% das emissões de carbono totais. No entanto, a questão que permanece é: quanta desse material era realmente necessário para a construção de casas, edifícios e pontes?
Inovação em Topologia Otimizada
Com o uso de uma técnica chamada otimização de topologia, é possível projetar estruturas que reduzem a quantidade de material utilizado em até 90%. Essa redução representa um impacto significativo na emissão de carbono na construção civil. Entretanto, a aplicação dessa técnica é restrita, principalmente utilizada em pesquisa para impressão 3D, e não por engenheiros que trabalham em larga escala.
Um dos principais desafios da otimização de topologia é que os designs gerados muitas vezes não atendem aos critérios práticos de tempo e orçamentos, essenciais para a construção convencional.
Uma Nova Abordagem do MIT
Agora, pesquisadores do MIT desenvolveram uma forma de tornar os designs de otimização de topologia mais viáveis na prática. Em um estudo recente publicado na revista Automation in Construction, os autores propõem um novo framework que permite aos usuários aplicar limitações a estruturas geradas algoritmicamente, com o objetivo de limitar a complexidade. Isso inclui, por exemplo, restringir o número de componentes que se encontram em um único ponto de design.
“Há uma inter-relação entre os materiais que você está usando, a viabilidade dos designs e a otimização da estrutura”, explica a Professora Josephine Carstensen, autora principal do estudo. “Precisamos abordar todos os três aspectos ao mesmo tempo. É isso que tentamos fazer aqui.”
Resultados Promissores
Os pesquisadores usaram essa nova abordagem para projetar estruturas de treliça em aço, madeira e multimateriais que suportam cargas em edifícios e pontes. Os resultados mostram que as emissões de carbono associadas aos materiais mudaram significativamente quando diferentes restrições foram aplicadas.
“Na literatura, às vezes há uma desconexão entre as economias de carbono que você pode alcançar no computador e as economias reais que podem ser obtidas em estruturas construídas. Isso é especialmente verdadeiro em relação a tecnologias de design como a otimização de topologia”, comenta Carstensen.
Construindo um Futuro Sustentável
Os pesquisadores ressaltam que um aspecto importante da sustentabilidade será não apenas usar menos material, mas também implementar os materiais de forma eficiente, considerando fatores como localização, acesso a recursos e os custos de carbono associados a cada um. “A construção eficiente precisa de novos métodos que sejam acessíveis e aplicáveis na prática”, afirma Zane Schemmer, coautor do estudo.
Os resultados da pesquisa podem ajudar a fechar a lacuna entre a pesquisa e a prática de construção, oferecendo um caminho mais viável e sustentável para o futuro da engenharia civil e da arquitetura.
Contatos para a Imprensa
Para mais informações sobre a pesquisa, entre em contato com Abby Abazorius do MIT através do e-mail abbya@mit.edu ou pelo telefone 617-253-2709.