Desenvolvimento de novas conexões para estruturas recíprocas em madeira: aplicação por sistemas paramétricos e algorítmicos e fabricação digital

• Processo: 19/04043-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Vigência (Início): 01 de junho de 2019
• Vigência (Término): 31 de dezembro de 2022
• Área do conhecimento: Ciências Sociais Aplicadas - Arquitetura e Urbanismo - Projeto de Arquitetura e Urbanismo
• Pesquisador responsável: Maria Gabriela Caffarena Celani
• Beneficiário: Caio Magalhães Castriotto
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo (FEC). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 19/22605-8 - Incorporando o processo de montagem em um novo sistema de conexão para estruturas recíprocas: análises digitais e prototipagem, BE.EP.DD
• Assunto(s): Fabricação digital CAD/CAM Estruturas de madeira
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Conexões em Madeira | Estruturas Recíprocas | Fabricacao Digital | Nexorade | personalização em massa | processos digitais de projeto | Arquitetura e Tecnologia

Resumo

A construção civil no Brasil apresenta dois grandes obstáculos para seu desenvolvimento. Por um lado, o uso intenso de recursos não renováveis e o desperdício de materiais faz com que este seja um dos setores mais nocivos para o meio ambiente. Por outro, existem barreiras culturais, econômicas e legais que pairam sobre os processos de industrialização da construção, sobretudo nos mais tecnológicos, mesmo que já exista um parque instalado de equipamentos de ponta, como as máquinas de controle numérico. A busca por matérias-primas renováveis faz com que a madeira seja uma das principais alternativas para o desenvolvimento sustentável da construção civil, enquanto a industrialização confere aos elementos construtivos maior controle de qualidade, confiabilidade e agilidade no processo construtivo. Nesse sentido, a utilização de sistemas construtivos em madeira industrializada pode ser uma forma de gerar soluções mais viáveis economicamente e estruturalmente, além de possibilitar a obtenção de maior complexidade geométrica. Esse é o caso das Estruturas Recíprocas (ERs), que possibilitam a construção de grandes vãos, com pouco gasto de material e um processo de montagem relativamente simples. Um dos principais desafios dessas estruturas é o mecanismo de conexão entre as peças, que pode ser a chave para soluções mais econômicas e interessantes. As tecnologias digitais de projeto e fabricação podem auxiliar na concepção e produção de componentes personalizados, resultando em um melhor aproveitamento do material, segurança estrutural e qualidade e precisão de acabamento. O objetivo desta pesquisa é o desenvolvimento de novas conexões para ERs em madeira, utilizando ferramentas CAD-CAM, sistemas algorítmicos e fabricação digital, buscando aproximar o conhecimento teórico acadêmico das demandas reais da indústria. Para isso, serão realizados exercícios de aplicação do sistema em três situações distintas: uma marquise, uma fachada e um pequeno pavilhão. A pesquisa utiliza o método de Design Science Research, e inclui uma revisão da literatura sobre ERs, detalhe arquitetônico, processos de fabricação digital e conexões em madeira. Para o desenvolvimento do sistema, faz-se o uso de ferramentas CAD-CAM, equipamentos de controle numérico e a premissa da personalização em massa, com a produção de modelos em escala reduzida e de protótipos. Ao considerar e explorar as características de inovação inerentes desta pesquisa é almejado a criação de uma patente, que possa contribuir para o uso da madeira industrializada na construção civil no Brasil. Os resultados obtidos serão avaliados de forma qualitativa, por especialistas das áreas de construção em madeira e de processos digitais de projeto. Espera-se ainda contribuir com a possibilidade de adaptação para outros materiais e indústrias, e ilustrar a importância da atuação integrada entre arquitetos e engenheiros em todas as etapas do projeto, desde a concepção até a fabricação e montagem. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

CASTRIOTTO, CAIO; CELANI, GABRIELA; TAVARES, FELIPE. Reciprocal Frames Algorithm based on Symmetry Groups. Nexus Network Journal, SEP 2021. (19/04043-2)

CAIO MAGALHÃES CASTRIOTTO; GABRIELA CELANI; FELIPE TAVARES DA SILVA. Estruturas recíprocas: revisão sistemática da literatura e identificação de pontos críticos para projeto e produção. Ambient. constr., v. 20, n. 4, p. 387-405, 2020-10-05. (19/04043-2)

CASTRIOTTO, CAIO; GIANTINI, GUILHERME; CELANI, GABRIELA; SOUSA, JP; HENRIQUES, GC; XAVIER, JP. Biomimetic Reciprocal Frames A design investigation on bird's nests and spatial structures. ECAADE SIGRADI 2019: ARCHITECTURE IN THE AGE OF THE 4TH INDUSTRIAL REVOLUTION, VOL 1, v. N/A, p. 8-pg., 2019-01-01. (17/09888-5, 19/04043-2)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

CASTRIOTTO, Caio Magalhães. Elo Recíproco: um novo sistema de conexões para estruturas recíprocas desenvolvido por modelagem algorítmica e fabricação digital. 2023. Tese de Doutorado - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo Campinas, SP.