Pesquisadores da Universidade de Kassel, na Alemanha, introduziram uma nova abordagem para sustentação de estruturas usando madeira laminada enrolada. A tecnologia desenvolvida usa lâminas de madeira de 0,5 milímetro de espessura enroladas e coladas por robôs. Essas estruturas são bem leves em comparação com o concreto, o que as torna ideais para adicionar andares a edifícios existentes ou modernizar e ampliar estruturas.
A madeira laminada mantém as propriedades microestruturais da madeira original, permitindo construções estáveis com espessura e peso mínimos. A fita de folheado (48 mm de largura e 0,5 mm de espessura) deve ser aplicada sem dobras ou vincos e colada com alta pressão. O alinhamento preciso da direção natural do grão dentro dos componentes é essencial para a eficácia do suporte de carga. Diferentemente da construção tradicional, não é possível usar prensas, o que exige altas forças de tração durante a aplicação.
Por isso, para fabricar esse tipo de produto, é preciso que robôs executem movimentos complexos e variáveis para enrolar a fita de folheado em torno do elemento de fôrma. Os algoritmos sincronizam os movimentos do braço do robô com o movimento rotacional do corpo bruto que está sendo enrolado. A aplicação garante a tensão ideal e usa cola de madeira de poliuretano para a adesão.
Trabalhar com precisão milimétrica em estruturas tridimensionais complexas é um desafio. Cada camada tem dimensões distintas, o que exige a aplicação exata da fita de madeira, como explica a ABB, fabricante de robôs para produção industrial. É como embrulhar uma tira de papel ao redor de um vaso sem criar vincos—um processo bastante delicado.
Software permite que processo de modelagem seja facilitado
O professor Philipp Eversmann, junto com sua equipe, desenvolveu um software para o design dessas estruturas de madeira laminada. O Grasshopper permite que os usuários criem modelos montando “nós” (componentes) e conectando-os com “fios”. A mágica está no design parametrizado – as alterações nos parâmetros têm um efeito imediato na modelagem, permitindo ajustes dinâmicos.
O plug-in “Robot Components” é de código aberto e se integra perfeitamente aos robôs da ABB, permitindo o planejamento intuitivo e a simulação de processos de construção em modelos 3D. Além disso, ele gera automaticamente o código do programa para o controle preciso do robô. Os testes de segurança são facilitados por meio do ABB RobotStudio, permitindo que os alunos refinem seus códigos virtualmente e evitem contratempos onerosos no mundo real.
A otimização da precisão é crucial. As medições absolutas garantem a precisão necessária para o processamento de lâminas. Inicialmente, dois robôs industriais compactos ABB IRB 1200 foram usados para a produção de modelos. Posteriormente, as experiências foram transferidas para sistemas maiores – dois IRB 4600 – para aumentar as possibilidades de produção.
O sucesso do controle algorítmico e orientado por parâmetros inspira novos desenvolvimentos. O objetivo final: perfis de fachada sustentáveis que reduzam a dependência do alumínio, um material com uma pegada de carbono significativa.
