Pavilhão Intcdc da Universidade de Estugarda

O „Pavilhão livMatS“ no Jardim Botânico da Universidade de Freiburg é feito de fibras naturais enroladas roboticamente. Foi desenvolvido e construído por estudantes dos Clusters de Excelência livMatS e IntCDC das Universidades de Friburgo e Estugarda.

Investigadores de todo o mundo estão à procura de um modelo para uma alternativa sustentável e eficiente em termos de recursos aos métodos de construção convencionais. Num projeto conjunto, investigadores das Universidades de Friburgo e Estugarda e estudantes de mestrado da Universidade de Estugarda apresentaram agora um conceito. E construíram-no de imediato. Trata-se de um edifício de fibras naturais enrolado roboticamente que foi recentemente exposto no Jardim Botânico da Universidade de Friburgo. O nome „livMatS Pavilion“ refere-se à área de investigação de Freiburg e ao Cluster de Excelência „Living, Adaptive and Energy-autonomous Materials Systems (livMatS)“. O pavilhão pretende ilustrar a forma como uma arquitetura bio-inspirada única é possível através da combinação de materiais naturais com tecnologias digitais avançadas.

A sua estrutura de suporte é constituída por fibras de linho enroladas roboticamente, uma evolução dos institutos dos compósitos de fibras produzidas sinteticamente utilizados até à data – como as fibras de vidro e de carbono. As fibras de linho, por outro lado, são renováveis em ciclos de colheita anuais, disponíveis a nível regional e biodegradáveis. Especialmente em combinação com uma construção leve e eficiente, podem reduzir significativamente a pegada ecológica dos edifícios. „Os compósitos reforçados com fibras têm uma excelente relação resistência/peso“, explica Jan Knippers do Instituto de Estruturas e Design Conceptual (ITKE). No entanto, não foi nada fácil mudar a produção de fibras sintéticas para fibras naturais. „As fibras naturais e a sua variabilidade biológica colocaram-nos a nós, investigadores, perante novos desafios em termos de design baseado em computador, fluxos de trabalho de produção robótica e controlo de máquinas“, afirma Achim Menges, do Instituto de Design e Construção Assistidos por Computador (ICD).

© IntCDC, Universidade de Estugarda | Fonte: YouTube

A natureza como modelo para o pavilhão do IntCDC

O cato saguaro e o cato figueira-da-índia serviram de inspiração para a disposição em rede das fibras naturais e para o enrolamento sem sementes. Ambos os cactos se caracterizam pela sua estrutura especial de madeira. O cato saguaro tem um esqueleto cilíndrico que é oco no interior e, por isso, particularmente leve, diz Thomas Speck, Diretor do Jardim Botânico. É constituído por uma estrutura de madeira em forma de rede, que confere ao esqueleto uma estabilidade adicional. „O tecido dos rebentos laterais achatados da figueira-da-índia está também entrelaçado com feixes de fibras de madeira, dispostos em camadas e ligados entre si. Isto significa que o tecido do cato figueira-da-índia também se caracteriza por uma capacidade de carga particularmente elevada“, continua Thomas Speck.

Os investigadores abstraíram estas estruturas de rede dos modelos biológicos e implementaram-nas no pavilhão livMatS, enrolando as fibras naturais sem núcleo. Através desta abstração – os processos de enrolamento ou entrançamento não existem nas plantas – os investigadores conseguiram transferir as propriedades mecânicas das estruturas de fibras reticuladas para os elementos leves de suporte de carga do pavilhão livMatS, de acordo com o Instituto livMatS numa explicação do processo.

A estrutura de suporte do pavilhão é constituída por 15 elementos de fibra de linho pré-fabricados exclusivamente a partir de fibras naturais. Uma pedra angular de fibra constitui a peça central. O aspeto filigranado da superfície dos elementos individuais faz lembrar tanto as construções tradicionais em enxaimel como o modelo biológico. O comprimento total dos elementos individuais varia entre 4,50 e 5,50 metros e pesam, em média, apenas 105 quilogramas. Com uma superfície total de 46 metros quadrados, toda a construção em fibra pesa apenas cerca de 1,5 toneladas. A construção foi realizada pela FibR GmbH Stuttgart, um dos parceiros industriais do projeto.

O pavilhão servirá, no futuro, como local de eventos e, sobretudo, para ilustrar o trabalho da equipa. O desenvolvimento da estrutura baseia-se em muitos anos de colaboração entre uma equipa de arquitectos e engenheiros do programa de mestrado ITECH no Cluster de Excelência „Integrative Computer-aided Design and Construction for Architecture (IntCDC)“ da Universidade de Estugarda e biólogos do Cluster de Excelência Living. Adaptive and Energy-autonomous Material Systems (livMatS) da Universidade de Freiburg. (Vermelho)

Equipa de projeto:

ICD: Instituto de Design e Construção Computacional – Prof. Achim Menges/Cluster de Excelência IntCDC, Universidade de Estugarda;
ITKE: Instituto de Estruturas de Edifícios e Conceção Estrutural – Prof. Jan Knippers/Cluster de Excelência IntCDC, Universidade de Estugarda
em colaboração com livMatS, Universidade de Freiburg – Prof. Dr. Thomas Speck, Prof. Dr. Jürgen Rühe

Investigadores
Marta Gil Pérez, Serban Bodea, Niccolò Dambrosio, Bas Rongen e Christoph Zechmeister Gestão do projeto: Katja Rinderspacher, Marta Gil Pérez e Monika Göbel

2018 a 2020: Talal Ammouri, Vanessa Costalonga Martins, Sacha Joseph Cutajar, Edith Anahi Gonzalez San Martin, Yanan Guo, James Hayward, Silvana Herrera, Jeongwoo Jang, Nicolas Kubail Kalousdian, Simon Jacob Lut, Eda Özdemir, Gabriel Rihaczek, Anke Kristina Schramm, Lasath Ryan Siriwardena, Vaia Tsiokou, Christo van der Hoven e Shu Chuan Yao

2018 a 2019: Karen Andrea Antorveza Paez, Okan Basnak, Guillaume Caussarieu, Zhetao Dong, Kurt Drachenberg, Roxana Firorella Guillen Hurtado, Ridvan Kahraman, Dilara Karademir, Laura Kiesewetter, Grzegorz Łochnicki, Francesco Milano, Yue Qi, Hooman Salyani, Nasim Sehat, Tim Stark, Zi Jie, Jake Tan e Irina Voineag

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