A construção sem cimento ganhou forma em Winterthur, onde um robô alternou camadas de cascalho e fio durante quatro semanas, criou colunas de três metros e mostrou que todos os componentes poderiam ser separados e usados novamente.
Uma cobertura metálica de oito toneladas ficou apoiada sobre colunas produzidas com pedras soltas e barbante, sem uma gota de cimento, argamassa ou cola. A cena parecia impossível, mas era resultado do encaixe do cascalho com o fio colocado em posições calculadas.
A informação foi publicada pela ETH Zurich, universidade suíça de ciência e tecnologia. O projeto foi divulgado em 28 de setembro de 2018 e integrou uma exposição realizada em Winterthur, na Suíça.
Chamado de Pavilhão de Impressão em Pedra, o conjunto era uma instalação temporária de pesquisa. Ele foi criado para estudar novas possibilidades de fabricação com robôs e materiais simples, não para ser vendido como sistema de construção residencial.
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Como 30 toneladas de pedras soltas viraram onze colunas
Durante quatro semanas, um robô de construção trabalhou com 30 toneladas de pedras soltas. A máquina depositava o cascalho em camadas e distribuía o barbante antes de acrescentar mais pedras.
Esse processo formou 11 colunas, cada uma com três metros de altura. O fio atravessava o material em diferentes direções e ajudava a impedir que as pedras escapassem para os lados.
A repetição transformou montes de cascalho em peças capazes de permanecer em pé. O robô controlava o caminho do barbante continuamente, criando o travamento necessário em cada parte da coluna.
O barbante seguia um caminho calculado pelo robô
Os 120 quilômetros de barbante não estavam enrolados de qualquer maneira. A posição do fio entre as camadas era calculada para manter as pedras próximas e distribuir o travamento pelo interior das colunas.
Não havia uma parede externa segurando o cascalho. Também não existiam cola, cimento ou argamassa preenchendo os espaços. A resistência aparecia da união entre o encaixe das pedras e o percurso preciso do fio.
Isso explica por que o conjunto não desmoronava como um monte comum de cascalho. Cada camada ajudava a limitar o movimento da outra, enquanto o barbante mantinha o material preso na forma criada pelo robô.
O efeito físico que fazia o cascalho agir como uma massa rígida
O fenômeno recebe o nome de travamento de partículas, conhecido no projeto pela palavra inglesa jamming. Ele acontece quando diversos grãos ficam apertados e perdem espaço para se movimentar livremente.
Um saco de café a vácuo ajuda a visualizar o efeito. Quando o ar sai da embalagem, os grãos ficam comprimidos e o pacote parece rígido. Soltos novamente, eles voltam a escorrer e mudam de posição com facilidade.
No pavilhão não havia vácuo. O confinamento vinha do barbante e do encaixe entre as pedras. A ETH Zurich, universidade suíça de ciência e tecnologia, detalhou o ponto central: as pedras se prendiam umas às outras e o fio colocado entre as camadas criava uma estrutura estável e resistente.
Por que as colunas conseguiram sustentar oito toneladas
A estabilidade não dependia de equilíbrio por acaso. O encaixe das pedras, o confinamento provocado pelo barbante e a distribuição calculada do fio faziam cada coluna trabalhar como uma peça única.
Para a função temporária planejada pelos pesquisadores, as colunas conseguiram sustentar um telhado metálico de oito toneladas. O resultado mostrou que materiais granulares, quando presos da maneira correta, podem assumir uma rigidez que não possuem quando estão espalhados.
Isso não significa que pedras e barbante possam substituir livremente os sistemas usados em casas e edifícios. O pavilhão era um experimento de arquitetura e fabricação robótica, criado para uma exposição específica e executado sob controle dos pesquisadores.
Por que tudo podia ser desmontado e utilizado outra vez
A ausência de uma ligação permanente mudava completamente o fim da estrutura. Durante a desmontagem, o barbante podia ser cortado e retirado, liberando o cascalho que formava as colunas.
Sem cimento, argamassa ou cola, as pedras não ficaram presas umas às outras. Elas voltaram a ser material solto e puderam ser recuperadas, enquanto os demais componentes também foram separados para reaproveitamento.
O pavilhão mostrou como 30 toneladas de pedras e 120 quilômetros de fio conseguiram formar colunas resistentes durante o período necessário e depois perderam a rigidez sem deixar blocos endurecidos como resíduo.
Você confiaria em um telhado apoiado sobre colunas feitas dessa maneira? Conte sua opinião nos comentários e compartilhe esta história com quem trabalha ou se interessa por construção.
