FIU recebe US$ 3,2 milhões do Corpo de Engenheiros do Exército para pesquisar impressão 3D Ultra

Universidade para gerar avanços em construção civil e logística

Por David Drucker

7 de dezembro de 2022 às 14h44

A FIU recebeu uma doação de US$ 3,2 milhões do Corpo de Engenheiros do Exército para pesquisar a impressão 3D de Concreto de Ultra Alto Desempenho (UHPC). A pesquisa inovadora procura ajudar o pessoal militar e os profissionais da indústria a criar estruturas customizadas extra fortes sob demanda.

UHPC é mais forte e mais durável do que o concreto tradicional. O material deve se tornar muito importante para a indústria da construção nos próximos anos, disse Atorod Azizinamini, Diretor de Pesquisa e Inovação em Infraestrutura do Escritório de Pesquisa e Desenvolvimento Econômico e Professor de Engenharia Civil na Faculdade de Engenharia e Computação da FIU.

"Apenas uma casca de UHPC enrolada em uma estrutura aumenta sua força total", disse Azizinamini, investigador principal da concessão. "As propriedades do UHPC nos permitem fazer estruturas menores e mais leves. Isso se traduz em economia de energia e pegadas de carbono menores."

Outro grande benefício do UHPC é que é difícil para a água penetrar. Isso é importante porque, se uma substância como a água salgada penetrar no concreto de um edifício e atingir seu aço de reforço, pode causar corrosão.

"A ideia de ter um concreto realmente de alta qualidade é aumentar o tempo que leva para o cloreto na água penetrar no concreto e atingir o aço", disse Kingsley Lau, professor associado do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental e co- investigador principal da bolsa.

Pela impressão 3D UHPC, alguém pode, teoricamente, criar peças de construção personalizadas e elaboradas simplesmente enviando um arquivo para uma máquina. Por exemplo, o pessoal militar no campo pode imprimir vigas de suporte para pontes, e um trabalhador da construção civil em uma área remota pode imprimir uma peça de reforço para um edifício. Tudo o que seria necessário é o material UHPC, uma impressora e um design. Seria um avanço logístico.

O desafio da impressão em UHPC é que cada camada começa a solidificar à medida que é colocada, semelhante a como uma calçada fica gelatinosa antes de endurecer. Como as camadas de concreto são empilhadas em um desenho impresso, inconsistências podem se formar nas costuras.

A pesquisa da FIU se concentrará em determinar quais composições químicas exatas do UHPC melhor impedem a formação dessas costuras vulneráveis. Os professores apresentarão recomendações para três tipos de impressão 3D: camadas de impressão, camadas de pulverização e um novo tipo de impressão por extrusão que a FIU está patenteando. Ter uma "lista de ingredientes" específica para UHPC também ajudará com o fato de que o concreto geralmente é de origem local e sua composição química pode mudar de um lugar para outro.

A concessão foi garantida com o apoio de membros do Congresso.

"Este é um importante investimento do Corpo de Exército para a Universidade Internacional da Flórida, que ajudará a manter nossa prontidão de defesa, ao mesmo tempo em que promove a inovação e cria empregos para nossa força de trabalho na Flórida", disse o deputado americano Mario Diaz-Balart, membro graduado do Transportation , subcomitê de apropriações para habitação e desenvolvimento urbano da Câmara dos Deputados dos Estados Unidos.

A pesquisa ocorre em um momento em que o UHPC está se tornando mais acessível e prático de usar. Azizinamini estima que um metro cúbico do material está sendo vendido a menos de 10% do preço de quando foi lançado comercialmente. As especificações de projeto de construção em torno do UPHC também estão sendo desenvolvidas. A pesquisa da FIU procura desbloquear uma nova onda de avanços em torno desse material de construção emergente.

"Tenho muito orgulho de apoiar as soluções inovadoras que a FIU está desenvolvendo, que ajudarão a garantir que nossas instalações costeiras sejam mais resilientes", disse a Dep.