A madeira engenheirada tem emergido como uma alternativa sustentável para substituir os componentes de concreto nas construções, uma vez que este contribui, sozinho, para 8% das emissões globais de CO2. Com variados exemplos nas mais distintas escalas e programas, este material tem se mostrado promissor para revolucionar a indústria, agregando eficiência, resistência e conforto. Mesmo quando lidamos com processos altamente padronizados e eficientes na fabricação das peças estruturais, sempre há espaço para aprimoramento e redução de desperdícios. Principalmente porque o processo industrial tradicional de serrar os troncos em partes pode gerar resíduos substanciais.
É nesse contexto que surge o A.I. Timber, um material de construção inovador projetado para minimizar o desperdício, ao preservar os contornos naturais das árvores. No lugar dos métodos convencionais de serrar troncos únicos em placas padronizadas, A.I. Timber utiliza a Inteligência Artificial de forma engenhosa para encaixar esses troncos como peças de um quebra-cabeça perfeitamente montado. Para entender mais sobre a iniciativa e o futuro deste material, conversamos com Carlo Ratti e Mykola Murashko, que coordenaram o projeto.
Sendo um material natural, a madeira sempre refletirá as condições de crescimento da árvore, desde o clima, os ventos predominantes ou até mesmo sua posição na floresta. Ao examinarmos uma seção transversal de um tronco, podemos identificar diferentes partes, como o alburno e o cerne, cada uma com sua própria resistência e características distintas. A maneira como o tronco é serrado e dividido em tábuas ou peças estruturais desempenha papel crucial na definição da funcionalidade e das características das seções resultantes. A inovação presente em A.I. Timber foi utilizar o próprio contorno natural das peças para reduzir os desperdícios e não segmentar as fibras da madeira. Algoritmos de IA e ferramentas de usinagem digital foram empregados para digitalizar um conjunto de toras brutas, convertê-las em placas e determinar o arranjo ideal para sua montagem. Isso resulta em painéis de madeira com tábuas interligadas que se alinham perfeitamente, minimizando a remoção do material natural da árvore. O método foi desenvolvido pela Maestro, uma startup de tecnologia de construção recém-criada, fruto das mentes criativas da CRA-Carlo Ratti Associati e desenvolvido em colaboração com estudantes e pesquisadores do MIT e da Universidade Tongji.
A.I. timber é inspirada na própria natureza. Com a tecnologia adequada, podemos trabalhar com formas naturais em vez de contra elas. - Carlo Ratti
O arquiteto continua explicando que "A produção industrial moderna envolve a padronização, mas cada árvore cresce em direções diferentes. Quando você transforma árvores únicas em painéis uniformes, desperdiça toda a madeira que não se ajusta. Para um painel típico de CLT, até 60% da madeira que você corta acaba virando composto ou vai para a incineração. Nosso método é diferente. Utilizamos a tecnologia LiDAR para escanear um conjunto de toras brutas e empregamos a inteligência artificial para encaixá-las como peças de um quebra-cabeça, fazendo o menor número possível de cortes e aproveitando toda a madeira disponível."
Quanto à tecnologia em si, Mykola Murashko, CEO e co-fundador da Maestro Technologies, afirma: "Sem a inteligência artificial, fabricar esse material não seria possível. A tecnologia nos permite calcular os meios ótimos de serrar um conjunto de toras a fim de reduzir o desperdício de madeira. Especificamente, nosso algoritmo minimiza a função de perda associada ao volume de madeira que precisa ser cortado para tessalizar um conjunto de lamelas em uma camada de CLT. A Maestro desenvolveu um sistema integrado para incorporar essa tecnologia à produção, unindo tecnologia de imagem com IA para criar instruções sob medida para serrarias e máquinas CNC. Esse sistema com IA nos capacita a oferecer habilidades artesanais personalizadas a velocidades industriais.
"Quando você respeita o contorno original da árvore, você não apenas economiza uma quantidade tremenda de madeira - você obtém como resultado uma forma bonita e única." - Mykola Murashko
Mykola acrescenta: "Além da estética, as lamelas entrelaçadas dentro do painel CLT melhoram o desempenho estrutural, atuando contra as forças de cisalhamento dentro do painel. Em outras palavras, o material se mantém unido por si só. Isso poderia, no futuro, nos permitir usar menos cola na produção de CLT."
A principal intenção do projeto é usar a tecnologia para preencher a lacuna entre o design e a fabricação, possibilitando que uma rede de fornecedores produza peças personalizadas em uma escala sem precedentes, resultando em edifícios transportáveis e feitos sob medida. Essa abordagem promete tornar a construção mais eficiente, rápida e ambientalmente amigável do que nunca. Carlo Ratti acrescenta: "A Maestro, nossa startup de construção, se baseia em um plano abrangente para revolucionar a forma como construímos: a madeira com inteligência artificial é apenas a primeira peça. Criamos designs personalizados em um ambiente digital e, em seguida, enviamos para uma rede de fábricas europeias que fabricam todas as peças personalizadas. Como reger uma sinfonia, a Maestro direciona as fábricas para criar o edifício em partes e depois enviá-lo para o destino na Maestro Flatpack."
A pré-fabricação elimina todo o tempo e os custos de um canteiro de obras tradicional - a montagem final é tão simples quanto encaixar as peças. Materiais leves e personalizáveis, como a madeira com inteligência artificial, tornam esse método possível. Ele tornará a construção mais barata, mais ecológica e de maior qualidade do que tudo o que fizemos antes. - Carlo Ratti
O protótipo de estreia do A.I. A madeira foi fabricada em Xangai no início deste verão, durante a conferência DigitalFUTURES, organizada pelo professor da Universidade Tongji, Philip Yuan. Ao longo de um workshop de uma semana, Murashko e Nikita Klimenko, do MIT, orientaram uma equipe internacional de pesquisadores na utilização de IA. Madeira para construir uma estrutura de prova de conceito – um pequeno pavilhão triangular interativo utilizando o sistema.
Equipe Maestro: Carlo Ratti, Mykola Murashko, Nikita Klimenko, Ginevra Nazzarri
Equipe Tongji University and DigitalFUTURES: Adelaide Tremori, Dan Luo, Filippo Innocenti, Hongsheng Jiang, Hanlin Dong, Jin Gao, Jinghan Wu, Lijun Xiao, Maria Francesca Toti, Guglielmo Sobrini, Qiming Sun, Ruipeng Wang, Wenlei Yang, Wenzhuo Zhao, Xu Cheng, Yantong Xie, Yuqing Huang, Ziying Qi, Toto Tan, Zhihao Zhou, Zhiyi Lin
Este artigo é parte dos Temas do ArchDaily: O futuro da madeira. Mensalmente, exploramos um tema em profundidade através de artigos, entrevistas, notícias e projetos de arquitetura. Convidamos você a conhecer mais sobre os temas do ArchDaily. E, como sempre, o ArchDaily está aberto a contribuição de nossas leitoras e leitores; se você quiser enviar um artigo ou projeto, entre em contato.
