Impressão 3D – Parede de solo vivo

Parede de solo vivo que brota vegetacao e impressa em D UVA

Universidade de Virgínia desenvolveu uma nova tecnologia na área de bioconstrução: Parede de solo vivo que brota vegetação.

 

Uma nova pesquisa da Universidade de Virgínia (UVA), nos Estados Unidos, criou um método de impressão 3D que une a estrutura de edifícios com a vegetação. A matéria prima utilizada para a construção é basicamente solo local (terra) e sementes. A nova tecnologia é inédita na área de bioconstrução. O método permite a construção de elementos como paredes e telhados verdes, que funcionariam como isolantes naturais, absorvendo a água da chuva e proporcionando espaços verdes para pessoas, animais e polinizadores.

Para responder à – Por que temos que fazer com que a estrutura ou o edifício seja separada da natureza em que se encontra?” – o professor Ji Ma, na Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas da UVA, criou um grupo interdisciplinar dentro da universidade com acadêmicos de diversas áreas para, junto, eles desenvolvem um protótipo que comprovou que a impressão 3D de estruturas feitas de solo e sementes é possível de ser feita.

Usando uma impressora 3D do tamanho de uma mesa, o time explorou duas abordagens: em uma, imprimiram o solo e as sementes em camadas sequenciais; na outra, misturaram as sementes ao solo antes de imprimir. Segundo os pesquisadores, ambos os procedimentos deram certo.

 

Parede de solo vivo que brota vegetacao e impressa em D UVA

Parede de solo vivo que brota vegetacao e impressa em D UVA

 

A equipe então propôs criar estruturas com geometrias mais complexas, como cúpulas. Os pesquisadores testaram como o material sai da ponta da impressora (ou bocal), em um processo chamado ‘extrusão’. Não foi utilizado nenhum aditivo à mistura do solo.

Os resultados revelaram que as estruturas do solo impressas em 3D podem suportar o crescimento das plantas, mas provavelmente seriam limitadas a plantas que podem sobreviver com pouca água.

“Estamos trabalhando com solos e plantas locais misturados com água; a única eletricidade que precisamos é para mover o material e fazer funcionar uma bomba durante a impressão. Se não precisarmos de uma peça impressa ou se não tiver a qualidade certa, podemos reciclar e reutilizar o material no próximo lote de tintas”, disse Ehsan Baharlou, professor na Escola de Arquitetura da UVA que também participou da pesquisa.

 

Parede de solo vivo que brota vegetacao e impressa em D UVA

 

 

Escolha das sementes

Para encontrar a mistura certa de solo e sementes, os pesquisadores contaram com a ajuda de David Carr, da Blandy Experimental Farm, uma estação de campo de ciências ambientais no condado de Clarke, Virgínia. Ele forneceu conselhos iniciais sobre uma série de propriedades do solo.

Além de reter água, o solo precisa acumular matéria orgânica e armazenar nutrientes. Ele também precisa permitir que as plantas se fixem na estrutura impressa, para que, uma vez que tenham qualquer tamanho, não desapareçam ou sejam lavadas, ou desidratem e morram.

Carr propôs plantas que ocorrem naturalmente em áreas onde a vida está no limite – plantas nativas norte-americanas que crescem praticamente na rocha nua. “Os telhados verdes tendem a essas espécies que são boas em viver sob essas condições realmente duras, sendo queimadas ao sol”, disse Carr.

Ele recomendou as plantas suculentas como boas candidatas para estruturas de solo de impressão 3D. As suculentas, formalmente conhecidas como gênero sedum, são comumente usadas em telhados verdes. A fisiologia delas se assemelham ao cacto, podendo sobreviver com muita pouca água.

Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Additive Manufacturing no início deste ano. A equipe também trabalha em experimentos com outros materiais biodegradáveis, incluindo o cânhamo.

 

Parede de solo vivo que brota vegetacao e impressa em D UVA

 

 

 

 

 

 

Fonte: CicloVivo
Imagens: Virginia University, Tom Daly e Divulgação.

 

Arquitetura Orgânica

Em equilíbrio, design elaborado une artesanato ancestral às técnicas modernas de construção.

 

The Arc é o novo edifício do campus da Green School em Bali, Indonésia. Primeira edificação do tipo já feita, foi construída a partir de uma série de arcos de bambu de 14 metros de altura que abrangem 19 metros, interligados por grades anticlásticas que derivam sua força de curvar-se em duas direções opostas. A estrutura de 760 m² foi idealizada pela IBUKU, uma equipe de jovens designers, arquitetos e engenheiros que exploram formas inovadoras de usar o bambu para construções, em parceria com Jörg Stamm e Atelier One. 

 

 

O projeto exigiu meses de pesquisa e desenvolvimento nos detalhes sob medida e servirá como referência construtiva para estruturas leves. O design refinado foi inspirado pela natureza: dentro de uma caixa torácica humana, uma série de costelas trabalhando na compressão são mantidas no lugar por uma camada flexível tensa de músculo e pele, criando um fino, mas forte encosto para os pulmões. A orquestração contraintuitiva da geometria do The Arc traz a estrutura para um estado de equilíbrio, diminuindo consideravelmente a necessidade de material estrutural, conferindo um volume interno sem precedentes e sem quaisquer treliças sustentadoras. 

“As grades formam o gabinete do telhado e fornecem resistência aos arcos parabólicos. Os dois sistemas juntos criam uma estrutura única e altamente eficiente, capaz de flexionar sob carga permitindo que a estrutura redistribua peso, facilitando forças localizadas nos arcos”, explica Neil Thomas, diretor do Atelier One. As grades parecem ser penduradas nos arcos, mas elas, de fato, os seguram.

 

 

“The Arc da Green School entra em uma nova era para a arquitetura orgânica, um novo espaço de bem-estar comunitário e ginásio para o campus extraordinário. Embarcar em um projeto nunca antes executado exigiu alguma bravura e otimismo. Fomos criativos e teimosos o suficiente para pesquisar e desenvolver as respostas necessárias para o sucesso do projeto” – IBUKU

 

Feita em Bambu, The Arc emprega estratégias da natureza para criar grandes espaços com estrutura mínima. Para garantir a máxima precisão, os artesãos trabalharam dentro de um sistema de coordenadas tridimensional que permitiu uma adesão confiável das curvaturas das grades a requisitos específicos de engenharia. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Por Redação
Imagens: Tommaso Riva

Biomateriais – Tendência de mercado

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Experimentação, otimização e inteligência: novas matérias-primas desenvolvidas em prol da causa ambiental

 

No mundo, as edificações são responsáveis por grande porcentagem de emissão de CO2, considerando emissões diretas, indiretas e incorporadas (no ciclo de vida dos produtos de construção). Ao mesmo tempo, como é um setor que consome e ainda consumirá grande quantidade de materiais, carrega consigo a oportunidade de ajudar no enfrentamento às mudanças climáticas, priorizando e incentivando o uso de biomateriais.

Resíduos de cana-de-açúcar se convertem em plástico, folhas de cactos e ramos de cogumelos resultam em alternativas para o couro. Biomateriais podem ser definidos como aqueles de origem biológica, sendo os mais empregados na arquitetura e construção civil: madeira, bambu, plantas na forma de coberturas, fachadas e muros e outras fibras naturais como o sisal, cânhamo, linho, etc.

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Fachada Carabamchel Housing – FAG

Em um recente estudo publicado na Nature (CHURKINA et al. 2020) estima-se que uma adoção agressiva no uso de biomateriais estruturais nas edificações a ser empregado em novas construções, em todo o mundo, entre 2020 e 2050, tem o potencial de estocar de 7 a 60 GtCO2.  Além das estruturas, os biomateriais podem ser empregados em diversos elementos de uma edificação: paredes, revestimentos e até mesmo mobiliários. Em 2019 o termo biomaterial  foi incorporado ao vocabulário do design quando, na ocasião, foi eleito material do ano pelos organizadores do London Design Festival.

A Fundação Ellen MacArthur, organização internacional difusora dessa ideia, diz em seu guia de design que, manter os materiais dentro da cadeia produtiva pelo maior tempo possível colabora para frear a extração de recursos finitos e promover a regeneração de ecossistemas.

 

“O designer, hoje, deve se preocupar com a procedência e o destino dos ingredientes que usa em seu trabalho. Ele precisa planejar o descarte de suas peças, e como desmontar e reinserir cada parte delas no ciclo de fabricação” –  arquiteta Léa Gejer, fundadora da Flock, consultoria para projetos de design e arquitetura circulares, e sócia do site educativo Ideia Circular.

 

No guia sobre construções verdes publicado pelo Banco Interamericano de Desenvolvimento (BID) tem muitos exemplos com o uso de biomateriais, principalmente para casos no Brasil e na América Latina. O guia também mostra as principais vantagens, desvantagens e o que é preciso considerar quando se pensa em construir com esses materiais. O Painel Brasileiro de Mudanças Climáticas (PBMC) publicou um estudo especial que apresenta o papel do uso de biomateriais como uma das formas de mitigação e adaptação às mudanças climáticas.

Na elaboração de novos produtos, o mindset da colaboração responde por algumas das junções de talentos mais interessantes dos últimos tempos no desenvolvimento de biomateriais. Em Maceió, por exemplo, os designers Marcelo Rosenbaum e Rodrigo Ambrosio e o Instituto A Gente Transforma uniram forças com a comunidade de catadores de sururu do entorno da Lagoa de Mundaú, e especialmente com o artesão Itamácio Santos, para criar o cobogó Mundaú, elemento vazado que incorpora as cascas descartadas do molusco em uma manufatura semiartesanal. À nível internacional, a mescla entre os universos do design e dos biomateriais já rendeu frutos como o Desserto, couro vegano feito de cactos, o Carbon Tile, ladrilho de cimento e carbono capturado da poluição do ar, e o Mylo, tecido com aparência de couro composto de micélio (a parte fibrosa dos cogumelos).

 

Imagens Recorte MIDIAS Easy Resize com
Cobogó Mundaú

 

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Bio Concreto de Bambu – Vanessa Andreola

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Por Redação
Imagens: Divulgação, Itay Sikolski, FAG, Vanessa Andreola.

 

 

 

Infraestrutura VERDE

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Design biofílico e construção sustentável.

 

 

O resgate do contato com a natureza em meio ao cinza urbano é transformador. Muito além de uma tendência na arquitetura sustentável, o design biofílico está transformando cidades, vidas e organizações e, essencialmente, se propõe a trazer a natureza para dentro dos projetos de construção. Seu impacto vai além da estética e se reflete diretamente no bem-estar dos seres humanos. Dentre as inúmeras soluções para uma bioconstrução, merece destaque sistemas que visam possibilitar a reutilização da água para fins não potáveis.

A implementação de telhado ecológico em residências oferece inúmeras vantagens, dentre elas a redução da poluição do ar, o conforto térmico e acústico. Um ponto importante a ser observado nesse sistema é local de instalação e a impermeabilização. Em suma, precisa contar com as seguintes camadas: laje, manta impermeabilizante, barreira contra raízes, sistema de drenagem, tecido permeável, terra e, por último, a vegetação.

À exemplo, a Ecotelhado® apresenta um modo eficiente de reúso para uma arquitetura sustentável, o Sistema Integrado de Reciclagem de Água Urbana, que funciona da seguinte forma: o esgoto doméstico, papel higiênico resíduos orgânicos e águas cinzas são coletados e enviados para tratamento no Vermifiltro®, um reator biológico composto de minhocas e micro-organismos onde as impurezas são digeridas sem gerar odor, que retém o material sólido, funcionando também como um filtro.

O efluente líquido vai para a torre verde, onde a água percola, fornecendo oxigênio ao efluente pré-tratado antes de chegar ao Ecotelhado/Wetland, que pode ser instalado tanto em laje plana quanto no nível do solo, dependendo do volume de efluente a ser tratado e área disponível. Nesta fase do sistema, as plantas e bactérias alocadas em suas raízes fazem o tratamento secundário da água (para reutilizar a água tratada nos vasos sanitários aconselha-se um sistema terciário de filtragem e cloração, conforme recomenda a NBR 13969). Mesmo que a opção seja apenas a substituição de uma fossa séptica, o Vermifiltro® dispensa a retirada de lodo e evita que a matéria orgânica com poluentes vá para rede pública.

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O Sistema, além de ser ecologicamente sustentável pois permite a utilização das tecnologias verdes sem a necessidade de desperdiçar água potável para irrigação, também é economicamente vantajoso. O investimento tem retorno em uma média de 2 a 3 anos devido a dois fatores: a economia de água gerada pela reutilização; e a economia de energia em climatização, devido ao conforto térmico propiciado pela utilização do Ecotelhado®. Ambos os materiais como Vermifiltro® cilíndrico, grelha de pavimento natural e cone de Ecodreno são produzidas em material reciclado.

A implementação de telhado ecológico em residências oferece inúmeras vantagens, dentre elas a redução da poluição do ar, o conforto térmico e acústico.

Pode ser aplicado em residências; edifícios comerciais e residenciais, restaurantes; instituições d e ensino; indústrias; hotéis, resorts, clubes.

 

Sistema Integrado 

 

Vermifiltro®

Responsável por reter a matéria orgânica, possui camadas filtrantes compostas por uma grelha de pavimento natural e uma membrana de fibra PC. Essas camadas abrigam minhocas, que transformam resíduos em matéria orgânica, que poderão ser usados posteriormente como adubo.

Para residências até 15 pessoas é utilizado Vermifiltro® cilíndrico, suas dimensões aproximadas são: Diâmetro 1,5m e Altura 1,5m.

Para volumes maiores é dimensionado o tamanho necessário, ele deverá ser projetado conforme especificação podendo ser em alvenaria ou concreto.

 

Torre verde

Dispositivo que recebe o efluente líquido que sai do Vermifiltro®. Composto principalmente de carvão vegetal, que serve para percolação da água antes de ir para o Ecotelhado/Wetland.

Sua altura e diâmetro variam conforme projeto.

 

Ecotelhado/Wetland

Seu principal elemento é o Cone de Ecodreno, que proporciona uma lamina de água abaixo das plantas, onde as raízes e bactérias fazem o tratamento da água, cada cone possui 18 cm de altura, podendo conectar dois para formar uma lamina de água maior.

As dimensões dos elementos do sistema variam conforme projeto, visto que cada edificação tem um volume diferente de efluentes gerados.

 

large Sistema Integrado

 

 

 

 

 

Por Redação

Imagens: Divulgação Ecotelhado®