Criado inicialmente para fins aeroespaciais, os materiais baseados em tecnologia avançada de termofixos reforçados com fibras estão sendo cada vez mais considerados não apenas para fabricar elementos específicos de construção, mas também para mudar a forma como os edifícios são concebidos, projetados e construídos. Apesar de serem incrivelmente resistentes - quase seis vezes mais fortes que o aço - os materiais reforçados com fibras são leves e fáceis de manusear, permitindo a criação de projetos arquitetônicos complexos, mas eficientes.
Conversamos com especialistas da ShapeShift, os criadores do produto ShapeShell, para aprofundar nossa compreensão dessa tecnologia e aprender mais sobre como podemos aproveitar suas possibilidades em nossos futuros projetos.
O que é uma resina Termorrígida e que tipo de material ela gera?
Em combinação com fibras, uma resina termorrígida permite a criação de formas orgânicas leves. Mais leve que os materiais estruturais tradicionalmente reconhecidos, esse material oferece menores custos de transporte e instalação, sendo que o último pode representar até 50% do custo total dos materiais. Um conjunto estrutural totalmente reforçado com fibras reduz a dependência de vários empreiteiros e elimina a necessidade de um guindaste ou outro equipamento de elevação pesados, como seria necessário para um sistema equivalente, como painéis de concreto pré-fabricados.
Um edifício construído com elementos reforçados com fibra também pode fornecer maior proteção contra os riscos ambientais extremos, como terremotos, durante os quais os edifícios mais leves têm menos probabilidade de sofrer danos estruturais do que suas partes de aço ou concreto mais pesadas.
Como usar materiais reforçados com fibra na arquitetura?
Há duas maneiras de avaliar o futuro de materiais reforçados com fibra na arquitetura. A primeira é visualizá-los como materiais que podem ser substituídos por materiais de construção tradicionais que melhorarão o desempenho do edifício através da substituição ou reengenharia de elementos de construção específicos que beneficiam as propriedades do material avançado.
Em segundo lugar, materiais reforçados com fibras podem ser vistos para oferecer possibilidades completamente novas para o modo como os edifícios e a arte pública são concebidos, projetados, fabricados e construídos. Isso permite uma nova forma de construção para a era digital, incorporando tecnologias de design 3D e fabricação de moldes CNC.
Quais são os atributos dos materiais reforçados com fibras, em comparação com os materiais alternativos normalmente usados?
A aplicação de técnicas de fabricação aeroespacial permite que o ShapeShell exiba propriedades estruturais únicas e consistentes que não podem ser alcançadas com materiais isotópicos tradicionais. A infusão à vácuo de resina envolve a colocação de telas de reforço sob medida em camadas em um molde, selando a pilha de tecido sob vácuo e introduzindo a resina que se infiltra através do reforço. O resultado é uma estrutura autoportante moldada a partir da forma complexa do molde.
Desse modo, os substratos reforçados com fibra de carbono são quase seis vezes mais fortes que o aço - o preferido da indústria - em termos de resistência à tração e possíveis vãos. Além disso, possuem um acabamento superficial de baixa manutenção, simplicidade de instalação, sendo quimicamente resistentes à corrosão e possuindo estabilidade dimensional.
Embora os substratos avançados reforçados com fibras sejam normalmente mais caros do que o aço ou elementos estruturais equivalentes em valor, seu alto custo inicial pode ser reduzido ao considerar suas outras características de economia de custo ao longo do ciclo de vida do produto.
Quais estruturas de suporte são necessárias?
Devido à leveza natural do material, a estrutura de suporte é geralmente mínima.
Os reforços podem ser incorporados durante a fabricação do Shapeshell para reduzir o número de componentes, resultando em estrutura e desenho inteligentes. Conexões de alumínio ou aço com possibilidade de tolerâncias são tipicamente incorporadas ao projeto. A colaboração pesada com o arquiteto / construtor é essencial para obter um desenho elegante, simples e rápido de instalar.
Quais são as características técnicas do ShapeShell?
As características técnicas incluem alta relação resistência-peso, alta resistência ao impacto, excepcional atenuação da explosão e baixa condutividade térmica.
Tais propriedades são o que levaram inicialmente à utilização de materiais avançados reforçados com fibras nos aviões e nos ambientes agressivos que eles enfrentam. Além disso, como material não-reativo e não-condutor, a difícil tarefa de manutenção de fachada e estrutural para projetos como arranha-céus comerciais ou residenciais podem ser minimizadas ao longo da vida útil do edifício. O material também é reciclável, pode ser feito com materiais previamente reciclados, é mais durável e representa menos quilômetros de carbono incorporados devido à sua leveza.
O ShapeShell foi avaliado em conformidade com os padrões australianos e internacionais (AS:5113-2016 e BS:8414, respectivamente) e oferece várias oportunidades de personalização além das especificações da receita do produto.
Que acabamentos de superfície existem?
O acabamento de superfície pode ser personalizado como um acabamento cimentício ou um acabamento de fluoropolímero e com um nível de brilho entre 5% e 80% em todo o espectro de cores. O uso da tecnologia de fluoropolímero na coloração significa que tanto a camada superior quanto a matriz subjacente são coloridas, reduzindo a visibilidade de arranhões na superfície. Uma camada anti-graffiti também está disponível como opção de personalização. O sistema como um todo oferece uma garantia de 50 anos para o substrato e até 25 anos para o acabamento da superfície, incluindo retenção de brilho. ShapeShell também pode vir em acabamentos reais de metal, incluindo revestimentos que incorporam nanopartículas de metal real, como estanho, ferro, aço, aço inoxidável, latão e cobre.
Agora é possível projetar uma forma orgânica complexa e leve, impossíveis em aço, e obter um acabamento Corten real que envelhecerá e se comportará da mesma forma que uma chapa de aço envelhecida. Você pode criar um grande número de formas e a estrutura de suporte será mínima devido à sua natureza leve.
Exemplos construídos
Sistema de balaustrada para emular um acabamento pré-moldado
Queens Doman, complexo residencial multi-familiar
Neste edifício, localizado em 12 Queens Rd, Melbourne VIC, Austrália, o arquiteto aproveitou o material como um sistema de balaustrada para emular um acabamento pré-moldado.
Usar lajes protendidas permite uma solução leve na borda da laje. Além disso, menos colunas no edifício resultam em mais espaço e visibilidade para os apartamentos residenciais. Devido à natureza geral de leveza da solução como um todo, as fundações foram capazes de suportar um nível extra do edifício, reduzindo o número de contêineres para o frete de nossa fábrica localizada em Cingapura.
Uma arquitetura "desconstruída" dramática
Fachada Orbis
O resultado da aplicação de materiais avançados e elementos de design digital permitiu a realização da Fachada Orbis, localizada em 99 Palmerston Crescent, South Melbourne VIC 3205, Austrália.
Este projeto transforma a fachada tradicional do edifício, criando uma série única de desafios de fabricação e construção. Trabalhando com espaços negativos e positivos, a fachada se projeta para dentro e para fora da estrutura do prédio - exigindo um material que apresente peso leve e enorme resistência. O resultado é uma fachada extraordinariamente dramática, "desconstruída", impossível com os materiais de construção tradicionais.
