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ADVANTIC

Inovadores criam materiais compostos para construção em ambientes desafiadores

The Future of Making Things

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Estrutura de telhado reforçada em Kalgoorlie Consolidated Gold Mines, no interior desértico australiano. Cortesia da Advantic.

Os materiais estruturais avançados estendem o kit de ferramentas para construtores e engenheiros

Ferrugem, corrosão e exposição a clima severo são desafios comuns para o envelhecimento de estruturas que contêm aço e concreto. No entanto, os tempos mudaram e os materiais evoluíram. A Advantic de Dayton, em Ohio, está projetando e fabricando compostos de polímeros inovadores que fornecem alternativas de alto desempenho ao concreto e aço tradicionais, alterando radicalmente o setor de construção com materiais mais leves e duráveis que ajudam as estruturas a enfrentar condições ambientais extremas.

Levando a tecnologia aeroespacial aos materiais de construção

A Advantic é uma startup focada no fornecimento de materiais avançados para o setor de construção. A empresa cria materiais compostos personalizados que fornecem uma nova gama de opções para engenheiros e construtores que lidam com condições ambientais desafiadoras. "Temos uma solução para tudo no setor de construção”, afirmou Brad Doudican, Presidente da Advantic. "Se os compostos forem a solução correta, localizaremos o material certo para solucionar o problema específico."

Compostos são feitos de dois materiais diferentes que são combinados para criar uma alternativa mais leve ou duradoura. "O que estamos fazendo, principalmente com fibra de vidro e alguns tipos diferentes de resinas, é pegar os materiais que foram desenvolvidos no setor aeroespacial e aproveitar essa tecnologia no mercado civil e de construção", disse Jeff Nielsen, Vice-presidente de Operações da Advantic.

Pré-fabricação no local na matriz da Advantic de Dayton, Ohio. Cortesia da Advantic.

Cada projeto da Advantic é exclusivo, envolvendo extensa colaboração do cliente, desde orçamento preliminar, engenharia e metodologias de materiais até consultoria sobre a construção e a instalação. A fabricação da Advantic é feita na sede, com a fabricação de componentes parafusáveis que não precisam de solda. "O que temos no final, o que entregamos ao cliente, é um kit, um conjunto instalador", afirmou Doudican. "É um conjunto de componentes, incluindo porcas e parafusos, que chega em uma plataforma deslizante e sai em um caminhão para o canteiro de obras."

Comprovação do valor dos materiais compostos para o setor de construção

A Advantic concluiu seu primeiro grande projeto em 2013, quando a empresa ajudou o sistema de metrô da cidade de Nova York a atender aos novos requisitos do código de prevenção de incêndios para ventilação ao moldar polímeros compostos. O novo material é 75% mais leve do que o concreto, mantém a mesma resistência à compressão, não é corrosivo e é muito mais permeável a frequências de rádio, o que é fundamental para os requisitos de manutenção do projeto.

O próximo projeto da Advantic provou ser um desafio ainda maior: reforçar uma estrutura de telhado, do tamanho de um estádio, de aço corrosivo na Kalgoorlie Consolidated Gold Mines, no interior desértico australiano. O problema? A equipe teve apenas 10 dias para isso.

A solução da Advantic para as minas Kalgoorlie, chamada Structural Syntactic Jackets, era leve o suficiente para ser enviada em um avião, de Ohio para a Austrália. À direita, uma imagem dos revestimentos no contexto. Cortesia da Advantic.

A Newmont Mining Corporation passou anos buscando uma solução para a Kalgoorlie e estava enfrentando um período de inatividade. A lentidão e o custo das opções tradicionais de reforço, que requerem extensas equipes de instalação, foram uma grande barreira. Quando chegou, a Advantic aproveitou a oportunidade rapidamente.

"Já tínhamos feito alguns projetos de engenharia com eles e mostrado como os materiais compostos, mais leves e muito fortes, e as capacidades de design que tínhamos internamente poderiam ser usados para enfrentar os problemas estruturais específicos", disse Doudican. "Isso resultou em uma série de produtos que corrigiram os principais elementos estruturais. Eles foram fabricados aqui nos Estados Unidos e eram tão leves que era mais econômico enviar em avião para a Austrália."

Essa solução, com 700 peças no total, foi facilmente instalada por equipes de duas pessoas e um braço elevador, em nove dias e meio, cumprindo o prazo e economizando cerca de AUD 6 milhões a Newmont. A validação desse trabalho aconteceu em meses com um e-mail com um assunto assustador: "Tempestades massivas em Kalgoorlie". Uma forte tempestade chegou ao deserto australiano, danificando várias estruturas na comunidade. No entanto, anexa ao e-mail havia uma imagem da tempestade, com a estrutura resistente da Advantic de plano de fundo. "Parabéns, a estrutura foi aprovada no teste de escala de carga total", dizia o e-mail.

Em outro teste de materiais da Advantic, o Cleveland Metroparks Zoo entrou em contato com a empresa para uma modificação no cercado dos gorilas. Para ajudar o zoológico a introduzir um novo gorila ao ambiente e dar a todos os animais mais espaço, a Advantic projetou o Gorilla Chute, um túnel elevado que oferece aos gorilas uma visão completa do seu ambiente. Nesta situação, foram usadas vigas de compostos, em vez de aço, para diminuir perturbações para os gorilas e os animais nas proximidades.

O Gorilla Chute da Advantic fornece aos gorilas do Cleveland Metroparks Zoo uma visão completa de seu entorno. Cortesia da Advantic.

"Na fabricação de aço, são liberados gases tóxicos com a soldagem, a instalação é intrusiva e barulhenta, o que proporciona, geralmente, um ambiente mais corrosivo", disse Luke Sideras, Técnico de Engenharia de CAD, da Advantic. "Cortamos e perfuramos todas as vigas em nosso depósito antes de serem levadas ao zoológico. Isto reduziu drasticamente o tempo de inatividade relacionado à movimentação dos gorilas, o que pode causar estresse para os animais. Foi um projeto divertido e que funcionou extremamente bem para todos."

Aumento do entusiasmo para materiais avançados

São sucessos como esses que estão ajudando a Advantic a fazer progressos no setor de construção, que tinha adoção lenta da tecnologia porque os meios e os métodos tradicionais para conclusão de projetos são bem estabelecidos. Mas, de acordo com Doudican, novos materiais são um risco para proprietários, empreiteiros e engenheiros, então cabe à equipe ter essa tolerância ao risco por meio da confiança. Com o Fusion 360 (Inglês) da Autodesk, colaboradores da Advantic trabalham em esboços em campo, dinamicamente, e na oficina em Ohio, com todas as alterações refletidas em tempo real. "Isso nos ajuda a otimizar o processo de entrega do nosso projeto", disse Doudican. "E, em última análise, fornece confiança aos nossos clientes, que é o ponto mais importante de que precisamos."

Saiba como a Advantic desenvolve seus materiais compostos com o Fusion 360. Assista ao vídeo (2min:03s).

A Advantic também está ganhando confiança com a resistência e o desempenho de seus materiais compostos, que duram muito mais que os materiais convencionais. "Podemos produzir os mesmos perfis de resistência que materiais de concreto, mas podemos fazer isso com 50, 60, 75 por cento mais leveza", afirmou Doudican. "Um concreto incrivelmente leve é uma oportunidade real na construção porque muitos dos custos de construção não estão associados ao material em si, mas à entrega e instalação segura do material no local apropriado".

Polímeros fundidos são as mais leves das alternativas ao concreto da Advantic, que podem ser frequentemente usados sem a necessidade de equipamentos de elevação perigosos e custosos. A Advantic também desenvolve formulações proprietárias de concreto de polímero que são mais espessas do que os polímeros fundidos para revestir estruturas arcadas e valas, pois não são susceptíveis à corrosão alcalina e não apresentam problemas de permeabilidade. "Com as alternativas ao concreto e ao aço, estes materiais compostos realmente estendem o kit de ferramentas que um construtor ou engenheiro tem para trabalhar", disse Nielsen.

Doudican concorda, observando que os construtores ainda ficam apreensivos ao ver os materiais da Advantic pela primeira vez. "Mas a primeira vez que a pessoa que levanta o aço diz: 'Isso é incrível, estamos carregando em nossos ombros!' ou "Instalamos isso até três, cinco ou 10 vezes mais rápido do que com os materiais convencionais", esse tipo de comentário indica que você está no caminho certo", afirmou.

Esse caminho é pavimentado com entusiasmo para novos materiais, um feito notável em um setor tão tradicional. "O que foi realmente divertido na alteração da construção com a introdução dos compostos é ver quão rapidamente as pessoas passam a usar os novos materiais, pessoas acostumadas com seus kits de ferramentas tradicionais de aço, concreto e madeira", disse Nielsen. "É animador que outros usuários reconheçam o valor tão rapidamente."

 

Uma versão deste artigo foi liberada anteriormente na Redshift (Inglês).

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