Construir com Impressão 3D: vantagens e desafios

Face ao rápido crescimento da população e à falta de políticas adequadas do lado da oferta, incluindo a falta de mão-de-obra e a reduzida produtividade do setor da construção, o problema da habitação poderá intensificar-se nas próximas décadas, em prejuízo também da rentabilidade do setor, devido ao aumento dos custos de construção.

Neste sentido enquadra-se o conceito de industrialização da construção (IC), que, por meio da evolução tecnológica, procura aumentar a eficiência e produtividade do setor, contribuindo assim para a sua evolução e impacto na economia e sociedade. A IC recorre a processos tecnológicos para ligar a conceção à produção, onde se inclui a impressão 3D.

Na construção, a impressão 3D consiste num processo automático de fabrico aditivo que cria elementos construtivos (e.g. paredes, fachadas e outros elementos estruturais ou arquitetónicos), dentro ou fora do local da obra, através de impressoras de grande que depositam materiais, como betão ou argila, por camadas sucessivas, frequentemente com uma forma contínua e uma secção transversal específica.

A crescente adoção de tecnologias de impressão 3D tem ganho maior relevo na área da construção a partir da década de 90, principalmente em países como os EUA, Russia, Itália, Dinamarca, Holanda, China, Japão e Emirados Árabes Unidos. Portugal, em 2024, estreou-se com a sua primeira casa (parcialmente) construída com impressão 3D.

Em comparação com os métodos de construção tradicionais, as potenciais vantagens associadas a esta tecnologia de automação, que se podem repercutir em custos e prazos menores, incluem: maior precisão e rapidez e menos erros na execução; menor carga de mão-de-obra; menos desperdício material e impacto ambiental; maior flexibilidade na execução de protótipos e conceções arquitetónicas mais complexas e customizadas; menos complexidade e mais segurança na realização das obras.

Não é possível, contudo, em geral, realizar integralmente uma obra com impressão 3D. Por exemplo, no caso de edifícios, excluem-se tarefas como a execução de fundações, vãos (e.g. portas e janelas) e instalações mecânicas, elétricas e hidráulicas.

Existem ainda limitações relacionadas com: -a sensibilidade às condições climatéricas (e.g. temperatura e humidade), que impactam na qualidade e consistência dos materiais e no tempo limite para a sua aplicação; -a escassez de materiais compatíveis com a impressão 3D; -o acabamento natural da impressão, que pode requerer algum tratamento estético; -o impacto ambiental dos materiais utilizados e da energia consumida na impressão; -a dimensão das impressoras, que deve ser grande o suficiente face aos elementos a executar; -a necessidade de mão-de-obra especializada para conceber as estruturas a imprimir, para preparar, operar, manter e reparar as impressoras, e para controlar a qualidade dos trabalhos; -os elevados custos de investimento, derivados principalmente da mobilização dos equipamentos; -a falta de regulamentação e legislação específicas (e.g. no domínio das estruturas e licenciamento); e -a reduzida experiência na gestão de contratos de construção incorporando este tipo de tecnologias.

Assim, por motivos de complexidade técnica e logística, a implementação generalizada da impressão 3D, particularmente em obras de grande dimensão, constitui, ainda, um desafio relevante.

O sucesso da impressão 3D depende de significativas adaptações de processo e mentalidade, num setor que se distingue por ser avesso à mudança.

O governo deverá tomar ações para promover a colaboração entre universidades e empresas, no sentido de adaptar os modelos de ensino e de negócio à evolução do ambiente construído, que precisa de novas competências, de caráter mais tecnológico. Em acréscimo, deverá estabelecer regulamentação e legislação para a contratação, dimensionamento e execução de estruturas com impressão 3D.

As organizações do setor deverão colaborar entre si com o propósito de adaptar os seus processos e operações ao progresso da tecnologia, ganhando assim capacidade para melhor beneficiarem das vantagens da impressão 3D. Neste sentido, a formação e qualificação das pessoas, considerando as particularidades desta nova forma de construir, assumem um papel crucial.

Ao nível contratual, é importante definir os requisitos e incentivos mais adequados para promover a integração entre todas as fases e intervenientes no desenvolvimento dos empreendimentos, recorrendo, por exemplo, a metodologias como o Building Information Modelling (BIM), que, por meio de modelos digitais 3D com toda a informação relevante, permite, de forma mais realista, dimensionar e simular as estruturas a imprimir.

Destarte, a impressão 3D tem o potencial para simplificar o planeamento e gestão do âmbito, custos, prazos, ambiente e segurança no desenvolvimento de empreendimentos de construção, criando assim condições para uma indústria mais resiliente e sustentável, enquanto desafios como a escassez de mão-de-obra qualificada e a crescente necessidade de edifícios e infraestruturas são mais facilmente atendidos. O sucesso, contudo, está intimamente dependente das ações mais adequadas da parte do governo e do setor.

Bruno de Carvalho Matos

Eng Civil (MRICS | PMP | MBA | MSc)

*Texto escrito com novo Acordo Ortográfico