Pedras esculpidas foram as primeiras ferramentas que os hominídeos usaram para transformar seu ambiente. É emocionante imaginar como, desde a Idade da Pedra, e graças ao longo processo evolutivo da humanidade, as ferramentas que usamos evoluíram de pedras simples para sistemas robóticos complexos. Esses avanços representam uma revolução nos métodos de produção, tanto no nível industrial atual quanto em escala local.
Tecnologias como inteligência artificial (IA) e sistemas de fabricação digital têm sido percebidas como ameaças que substituem o trabalho, variando de acordo com o contexto. Na América Latina, a fabricação manual é profundamente enraizada, especializada e com bom custo-benefício em alguns setores, tornando a substituição digital menos urgente. Em contraste, biomateriais derivados de fungos ou resíduos agrícolas oferecem alternativas de construção ambientalmente amigáveis, promovendo sustentabilidade e economia circular. Isso estimula discussões significativas sobre o potencial da fabricação digital, exigindo uma compreensão dos recursos e desafios locais. Portanto, isso estabelece as bases para biomateriais que preservam a identidade ao oferecer soluções para questões locais.
Seja orgânico ou inorgânico, resíduos agora exigem atenção como um recurso indispensável. Consequentemente, iniciativas como a Manufactura integram fabricação digital e utilização de resíduos para obter novas perspectivas. Dinorah Martínez Schulte, cofundadora desse projeto, nos deu insights sobre o potencial desses processos e sua aplicação em um material como madeira, que tem sido usado desde que nossos ancestrais começaram a moldar outros materiais com pedra.
Contextualizar materiais e entender suas origens
De acordo com a pesquisa de Martínez Schulte no México, a produção anual de madeira chega a aproximadamente 8 milhões de m³. Desse volume, 70% é destinado à indústria de serrarias, que gera cerca de 2,8 milhões de m³ de resíduos, principalmente serragem, cavacos e cascas. Embora atualmente existam maneiras de gerenciar resíduos de madeira, elas dependem de processos químicos e combustíveis.
"O Projeto Madeira (The Wood Project)" é uma iniciativa de pesquisa realizada em colaboração com La Metropolitana, um estúdio local que combina técnicas tradicionais com tecnologia em seus processos de fabricação de móveis. Abordando uma questão diária, o projeto reaproveita a serragem - geralmente descartada - somando cerca de 5 a 6 sacos, aproximadamente 40 kg cada, gerados diariamente. Isso não apenas mitiga o desperdício, mas também aborda preocupações de segurança devido à inflamabilidade da serragem e aos riscos respiratórios quando em suspensão no ar.
Embora esses resíduos de madeira em si não sejam altamente poluentes, o volume que é descartado representa uma fonte considerável de madeira bruta e, em algumas regiões do México, tem um alto valor econômico e cultural. Como parte desse projeto, Manufactura criou um biocomposto com base em resíduos de serragem da árvore Tzalam (Lysiloma latisiliquum). Essa espécie é nativa e altamente apreciada no sudeste do México, na região maia, devido à sua aparência, alta resistência e característica estética de cor avermelhada e veios pronunciados.
Química como parte do processo de fabricação
Na fabricação de biocompostos, Manufactura propõe uma abordagem que primeiro compreende a composição química dos materiais. A partir de seus primeiros projetos trabalhando com cascas de ovos, eles abordaram o material considerando-o como carbonato de cálcio e, assim como no caso da madeira, como celulose.
Após realizar vários experimentos para gerar uma mistura baseada em celulose, eles descobriram que a serragem passa por mudanças em seu estado físico relacionadas à ligação e secagem, dependendo da máquina de onde é extraída. Além disso, a umidade no biocomposto era propícia ao crescimento de fungos, então experimentaram com cal e gesso para neutralizá-la. Após desenvolver vários protótipos, eles determinaram que a serragem das máquinas de calibrar e do roteador CNC tinha as condições físicas ideais para permitir o processo de impressão 3D.
A composição química é a base de tudo. - Dinorah Martínez Schulte
A transição de um processo de fabricação subtrativo para um aditivo levou à exploração de novas abordagens. Para fabricar as telhas modulares a partir do biocomposto, foi necessário entender o peso, densidade e teor de água de cada material. Além disso, ligantes orgânicos foram usados como matriz, juntamente com cal, que, após vários testes, se mostrou mais eficaz na prevenção do crescimento de fungos.
Nesse processo de pesquisa, eles trabalharam em colaboração com o Laboratório de Materiais e Sistemas Estruturais da UNAM, que fornece uma perspectiva científica para o projeto. Finalmente, após inúmeros processos e testes, obtém-se um material para fundição combinado com um ligante. Esse material é então convertido em estado plástico usando um extrusor projetado para materiais semilíquidos, que é montado em um braço robótico.
Neo-wood e geometria
Nos testes, observou-se que as peças mantinham as propriedades das espécies de madeira usadas. As primeiras peças fabricadas usando resíduos de pinho eram menos rígidas e mais claras em relação às feitas com tzalam, que apresentavam maior dureza e cor avermelhada. Em ambos os casos, essas qualidades eram semelhantes às da madeira em seu estado original. A interação entre a mistura, parâmetros técnicos de impressão (velocidade de extrusão e velocidade do braço robótico) e a forma das peças resultou na realização de três treliças; 72 peças, cada uma medindo 20 x 20 cm. Esse processo de impressão e secagem de 3 semanas resultou em peças replicáveis que podem ser montadas para escalabilidade. Martínez Schulte destaca a necessidade de considerar variáveis como temperatura e umidade, que afetam a impressão do material. As peças geralmente secam em 5 a 7 dias.
Para determinar as formas das peças, diversos protótipos foram criados, começando com geometrias básicas como círculos, quadrados e triângulos. Essa abordagem ajudou a identificar a geometria mais adequada. Martínez Schulte enfatiza que, ao testar diferentes geometrias, é possível obter uma melhor compreensão do material. Como resultado, torna-se possível definir os tamanhos das peças, reduzir as distâncias e identificar onde um padrão de preenchimento é necessário.
A fabricação digital não é linear, é um loop infinito. - Dinorah Martínez Schulte
Em resumo, a realização deste projeto foi viável graças à sinergia entre o design computacional, as vantagens fornecidas pela fabricação digital, inovação no contexto local e criatividade na conversão de resíduos de madeira em novos materiais. Também destaca a importância de pensar sobre biomateriais e fabricação digital como uma maneira de abordar questões locais e gerar novas conversas com base nas qualidades e aplicações técnicas e estéticas dos biocompostos. Seja na esfera profissional através do trabalho no escritório ou da academia colaborando com universidades, Manufactura e Dinorah Martínez Schulte propõem uma mudança de perspectiva sobre o que é considerado resíduo.
O impacto da fabricação e biomateriais digitais tem sido respondido nas diferentes propostas emergentes em escala global, especialmente em relação aos benefícios e riscos potenciais envolvidos. Um fato é que esses tipos de materiais estão fazendo o seu caminho desafiando a produção arquitetônica contemporânea, bem como os métodos atuais de fabricação em favor de uma economia circular. Como Carlos Raúl Villanueva declarou: “A arquitetura é um ato social por excelência, arte utilitária, como uma projeção da própria vida, ligada a problemas econômicos e sociais, e não apenas às normas estéticas ...”.
