Construindo estruturas de madeira com robots

26 Março, 2018.

Construindo estruturas de madeira com robots

Uma equipa de investigadores do Instituto Suíço de Tecnologia (ETH), em Zurique, desenvolveu um novo método de construção de estruturas de madeira assente na digitalização dos processos de fabrico através do uso de robots de última geração.

Embora o setor da construção com madeira tenha sido pioneiro na integração de equipamento robótico na pré-fabricação de elementos construtivos, a grande maioria os sistemas atualmente existentes circunscrevem a sua funcionalidade ao fabrico de vigas, pilares e outros elementos individuais, não suportando a automatização da assemblagem das estruturas.

Sob os auspícios do Centro Nacional de Competências em Investigação (NCCR), os investigadores do Departamento de Arquitetura e Fabrico Digital do ETH estão a estudar a possibilidade de expansão das funcionalidades dos métodos de fabrico automatizados atuais. O estudo incide na assemblagem avançada de módulos estruturais pré-fabricados, de forma a que seja possível a construção de estruturas de madeira de geometria complexa, totalmente com recurso aos robots desenvolvidos no Laboratório de Fabricação Robótica do ETH.

Como prova de conceito, o sistema será utilizado na construção de um edifício na cidade de Dübendorf, no Norte da Suíça. Este será o primeiro projeto em larga escala a utilizar o novo método construtivo, sendo a execução e assemblagem da estrutura de madeira, totalmente efetuada pelos robots do ETH.

Numa primeira fase, um robot guia os toros de madeira em bruto para a máquina de corte, onde a geometria básica dos elementos estruturais é definida. Um segundo robot efetua então os furos necessários às ligações entre os diferentes elementos.
A segunda fase, de assemblagem implica a intervenção de dois robots colaborativos, que trabalham em conjunto para colocar, com elevada precisão, os elementos estruturais na posição certa.
Para evitar as colisões entre as diferentes entidades robóticas intervenientes do processo, os engenheiros do ETH desenvolveram algoritmos específicos que permitem prever os trajetos dos movimentos, de acordo com geometria e estado atual da construção.
O passo final é o único que implica, para já, intervenção humana, consistindo na aparafusagem das ligações.

O corte e assemblagem é feito com base em modelos 3D digitais, integrados no fluxo de trabalho BIM, podendo os processos ser ajustados automaticamente sempre que haja alterações de projeto.

Na construção do edifício-piloto, os robots fabricarão seis tipos diferentes de módulos estruturais de madeira, que serão depois transportados por via terrestre para o estaleiro em Dübendorf, para a assemblagem da unidade residencial de dois pisos e 100 metros quadrados de área.

Fonte: EngenhariaCivil.com; ETH Zurich | Imagens (adaptadas): EngenhariaCivil.com; via ETH Zurich




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