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Tecnologia desenvolvida por pesquisadores da Cornell usa robôs, concreto especial e sedimento marinho para testar uma nova forma de construir e reparar estruturas submersas em áreas onde obras convencionais exigem operações complexas.
Pesquisadores da Universidade Cornell, nos Estados Unidos, desenvolveram um método experimental para imprimir concreto em 3D debaixo d’água usando robôs e uma mistura feita principalmente com sedimento do fundo do mar.
A proposta, segundo a Cornell Chronicle, é permitir que estruturas marítimas sejam construídas ou reparadas diretamente no local, com menor dependência de peças pré-fabricadas, mergulhadores e grandes operações de transporte.
A pesquisa foi apresentada pela universidade em 28 de janeiro de 2026 e integra um projeto financiado pela DARPA, agência de pesquisa ligada ao Departamento de Defesa dos Estados Unidos.
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O trabalho faz parte do programa Trenton, criado para testar tecnologias de impressão 3D subaquática com concreto em aplicações militares e civis.
A tecnologia ainda está em fase de desenvolvimento e não representa uma solução pronta para uso comercial ou em obras de grande escala.
Os testes descritos pela universidade foram realizados em ambiente controlado, com foco em avaliar se robôs conseguem depositar concreto no fundo da água sem que o material se disperse antes de formar uma estrutura estável.
No lugar de transportar grandes volumes de insumos por embarcações, a técnica busca aproveitar materiais já disponíveis no ambiente submerso.
A mistura desenvolvida pela equipe usa sedimento marinho como ingrediente principal e uma quantidade reduzida de cimento, uma exigência definida pela DARPA para diminuir a complexidade logística do processo.
A equipe é liderada por Sriramya Nair, professora assistente de engenharia civil e ambiental no David A. Duffield College of Engineering, da Cornell.
Segundo a universidade, o grupo já trabalhava com um robô industrial de cerca de 6.000 libras, equivalente a aproximadamente 2,7 toneladas, usado em projetos de impressão 3D de grandes estruturas de concreto em terra firme, quando decidiu adaptar a tecnologia ao ambiente submerso.
Como funciona a impressão 3D de concreto debaixo d’água
A impressão 3D aplicada à construção civil funciona por deposição de camadas.
Em vez de moldar o concreto em formas tradicionais, uma máquina libera o material seguindo um trajeto programado, até formar paredes, arcos ou outros elementos estruturais.
Debaixo d’água, esse processo enfrenta uma limitação técnica específica.
A água interfere na deposição, altera o comportamento da mistura e pode dispersar partículas de cimento antes que elas se unam ao restante do material.
Esse fenômeno é conhecido como “washout”, ou lavagem do cimento, e pode comprometer a resistência da estrutura.
Para enfrentar esse problema, a equipe de Cornell ajustou a formulação até encontrar um equilíbrio entre viscosidade e bombeabilidade.
Em termos práticos, o concreto precisa ser espesso o suficiente para não se desfazer na água, mas também deve manter fluidez para passar pelos tubos e sair pelo bico da impressora robótica.
Nair explicou à Cornell Chronicle que a adição de agentes químicos contra a lavagem aumenta a viscosidade da mistura e pode dificultar o bombeamento.
“Quando você adiciona esses químicos, sua mistura fica realmente viscosa, e você não consegue bombear”, afirmou a pesquisadora.
Ao mesmo tempo, o material precisa manter o formato ao sair do bico e aderir corretamente às camadas anteriores.
Essa etapa é uma das bases do projeto porque a impressão 3D depende da continuidade entre as camadas.
Se o concreto perde formato, se espalha ou não se fixa ao ponto desejado, a estrutura deixa de seguir o desenho previsto pelo sistema robótico.
Por que usar sedimento do fundo do mar no concreto
O uso de sedimento marinho é uma das características centrais do projeto.
Em obras submersas convencionais, materiais precisam ser levados ao local por navios ou por equipamentos de apoio, o que aumenta a operação logística e pode exigir etapas adicionais de preparação do terreno.
A exigência da DARPA foi que o concreto tivesse principalmente material coletado no próprio ambiente submerso, com uma quantidade menor de cimento adicional.
Segundo a Cornell, essa condição foi definida para reduzir a dependência de transporte de insumos e avaliar se materiais disponíveis no fundo do mar podem ser incorporados à construção.
O sedimento, no entanto, não se comporta da mesma forma que a areia usada em obras convencionais.
Ele pode ter partículas muito finas, composição variável e comportamento diferente conforme a região de coleta.
Ao ser movimentado, também pode deixar a água turva e dificultar o monitoramento da impressão.
Segundo Nair, a proposta se diferencia dos métodos tradicionais porque utiliza o próprio sedimento marinho como base da mistura.
“Ninguém faz isso agora. Ninguém pega sedimento do fundo do mar e imprime com ele”, disse a pesquisadora, em declaração publicada pela Cornell.
A formulação também precisa considerar o impacto do ambiente sobre o material.
Corrente, turbidez, variação de textura do sedimento e tempo de endurecimento são fatores que podem interferir na deposição e, por isso, precisam ser controlados antes de qualquer uso fora do laboratório.
Robôs subaquáticos precisam operar com baixa visibilidade
Além da mistura de concreto, os pesquisadores também precisaram desenvolver formas de monitorar a impressão.
Em um tanque de laboratório, é possível observar se as camadas estão alinhadas, se o arco mantém o formato e se o material está sendo depositado de acordo com o trajeto previsto.
No oceano, esse acompanhamento visual pode ser limitado.
A movimentação do sedimento tende a deixar a água turva e pode impedir que câmeras registrem com clareza o ponto de deposição.
Nils Napp, professor assistente de engenharia elétrica e da computação na Cornell e integrante do projeto, afirmou que a equipe não sabia quanta turbidez haveria no processo.
Em algumas condições, a visibilidade pode cair de forma significativa.
Por esse motivo, o grupo trabalha em sistemas de sensores capazes de acompanhar a impressão em tempo real.
O objetivo é permitir que o robô ajuste o caminho de deposição conforme as condições do ambiente, sem depender apenas de observação visual direta.
Esse controle é necessário porque a posição de cada camada influencia o resultado final da estrutura.
Caso o material seja colocado fora do trajeto previsto, a peça pode perder alinhamento, apresentar falhas ou sair das especificações determinadas pelo projeto.
Programa Trenton testa construção submersa com concreto impresso em 3D
O projeto faz parte do programa Trenton, da DARPA, criado para demonstrar a viabilidade da impressão 3D de concreto em ambiente submerso.
A página oficial do programa afirma que a tecnologia pode apoiar aplicações militares e civis, incluindo reforço de infraestrutura costeira, reparo de pontes e outras estruturas subaquáticas.
A agência informa que a impressão 3D de concreto já apresentou aplicações em terra firme, como flexibilidade de projeto e redução no uso de materiais, mas que ainda não há sistemas equivalentes aplicados ao ambiente subaquático em escala prática.
O programa busca adaptar equipamentos já existentes, desenvolver formulações adequadas e testar a fabricação de pequenas estruturas de concreto em laboratório.
A equipe de Cornell recebeu em maio de 2025 uma bolsa de US$ 1,4 milhão, com duração de um ano e condicionada ao cumprimento de metas técnicas.
Segundo a universidade, outros cinco grupos também participavam do desafio promovido pela DARPA.
Em setembro de 2025, a equipe demonstrou a representantes da agência que estava próxima de atingir a meta de alto teor de sedimento exigida no programa.
A etapa seguinte previa uma disputa técnica em março de 2026, na qual as equipes deveriam imprimir um arco submerso conforme especificações estabelecidas pela DARPA.
Onde a impressão 3D subaquática poderia ser aplicada
Caso avance para testes em ambientes reais e supere as etapas técnicas previstas, a impressão 3D subaquática poderá ser aplicada em obras e reparos de infraestrutura marítima.
Entre as possibilidades mencionadas pela DARPA e pela Cornell estão pontes, estruturas costeiras, elementos submersos e componentes ligados a operações em áreas marítimas.
Atualmente, muitas intervenções desse tipo exigem equipamentos pesados, transporte de materiais, planejamento de janelas de trabalho e equipes especializadas.
Sistemas robóticos capazes de depositar concreto diretamente no local poderiam alterar parte desse processo, especialmente em reparos localizados ou em estruturas adaptadas ao relevo do fundo do mar.
A dimensão ambiental da tecnologia ainda depende de avaliação em escala real.
O uso de sedimento local pode reduzir transporte de material, mas a coleta, a movimentação do fundo marinho e a composição da mistura precisam ser analisadas para medir efeitos sobre ecossistemas submersos.
Até agora, o avanço relatado pela Cornell está concentrado na prova de conceito.
A equipe afirma ter desenvolvido uma mistura compatível com impressão submersa, testado a deposição em tanques e trabalhado em sensores para operar em condições de baixa visibilidade.
A aplicação fora do laboratório ainda depende de novos testes, incluindo operação em ambientes com correnteza, pressão, variação de sedimento e controle remoto em áreas reais.
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