Revista Design Paramétrico

Vida em Marte

Pavilhão Modular Expositivo Exercício de projeto paramétrico e prototipagem por fabricação digital

RG III

RepresentaçãoGráficaIII| 2022/2 ProfªBárbaraLorenzoni|TurmaC Grupo07:DéboraTorres,LuizGMargutti,SophieRivoire

Oprojetoaquiapresentadofazpartedeum  conjuntodeestudosdesenvolvidosnadisciplina  deRepresentaçãoGráficaIII,ministradadurante  o4ºsemestredocursodegraduaçãoda  FaculdadedeArquiteturadaUniversidade  FederaldoRioGrandedoSul.Apesardeseu  caráteressencialmenteferramental,adisciplina  consistenoensinodeumnovométodode  projetoquediferedoconvencional,denominado  designcomputacional.

OobjetivodeRGIIIéaintroduçãoaodesign  digital,abrangendodesdeoensinodenovos  meiosdeformulaçãodeproblemas  arquitetônicosatéoaparelhamentodosalunos  parausodeferramentasespecíficas(softwares  deprojetoparamétricoeferramentasde  fabricaçãodigital).Vistosuacomplexidade  conceitualeprática,asaulassãodivididasem  trêsblocos,quefazemusodediferentestécnicas.

Oblocoinicialdadisciplinaconsistena  introduçãoaodesigndigital,queéfeitaporaulas  teóricassobreconceitosfundamentaisde  projetoparamétrico, fabricaçãodigitale geometrias.Sãofeitosexercíciosdeanálisede  edificações(correlacionandoaspectosformaise  construtivos)edeformulaçãodealgoritmos  analógicosquerepresentamraciocínioslógicos  abstratoseaplicadosaproblemasformais.

Nosegundoblocoéapresentadoosoftwarede  projetoparamétricoesãodesenvolvidos  exercíciosnoformatodetutorialparausoguiado  desteecompreensãodesuaorganizaçãoe  funcionamento.

Noterceiroeúltimoblocoosalunosdesenvolvem  umprojetoemgrupo,utilizando-sedosoftware  paramétricoparaconcepçãoerepresentaçãoe  ferramentasdefabricaçãodigitalpara  prototipagem.Osalunossãoaparelhadoscom  aulassobreconjuntosdeferramentasdo  software,comandosdeusocomumetécnicasde  manipulaçãodedadosdoprojeto,sendoasaulas  ordenadasdeacordocomasdemandasque  surgemeemcrescentecomplexidade.Além  disso,osalunosaprendemagerararquivospara  importaçãonasferramentasdefabricaçãodigital  etemaulaspráticasdeusodessaspara  construçãodeseusprotótipos.Durantetodoo

semestresãofeitosassessoramentosgeraisde  dúvidasedificuldadescomunseindividuaispara  ajustesespecíficosdosalgoritmos.

Oexercíciofinaldadisciplinapropõeacriaçãode  um pavilhãoculturalexpositivomodular Buscandoaexploraçãodeumavariedadede  soluçõeseaprendizadocoletivo,édeterminado  quecadagrupositueseuprojetoemum  continente(ouplaneta)eadoteumtipode  geometriaparaexploraçãonoprojeto.Além  disso,parailustraraaplicabilidadedossistemas  mencionadosemdiferentesescalasoexercícioé  divididoem4etapas:formulaçãodoprograma  doprojeto,contextodeinserçãoematerialidade  básica(etapa conceito);concepçãoformaldo  módulo(etapa forma);detalhamentoconstrutivo  (etapa estrutura);distribuição,replicaçãoe  combinaçãodaforma(etapa implantação).  Assim,éexercitadooprojetonaescaladoobjeto,  construçãoeinserçãourbanística.

Odesenvolvimentodoprojetoparamétricofoi  feitonoslaboratóriosdaFaculdadede  ArquiteturadaUFRGScomousodoGrasshopper  comoferramentadeprogramaçãovisual,que  operadentrodoRhino7(softwareCAD).As  maquetesdefabricaçãodigitalforamconcebidas  noLaboratóriodeInovaçãoeFabricaçãoDigital  daEscoladeEngenhariadaUFRGS(LifeeLab),  utilizando-separaimpressão3Doequipamento  modeloUltimakerS5(tecnologiadeimpressão  porFDM),intermediadopelosoftwareCura  (arquivosdeentradaemformato.STL)epara  cortealaseroequipamentomodeloMC1060,  intermediadapelosoftwareRDWorks(arquivos  deentradaemformato.DXF).

AdisciplinadeRGIIIéumprojetoemandamento,  sendoaprimoradaacadasemestre.Futuramente  serãoresolvidasquestõesdetransiçãoentrea  escaladaconstruçãoeadeprototipagemnoque  tangeasdiferentesmaterialidadesaplicáveis.  Alémdisso,seráincluídooensinodeferramentas  de otimizaçãoeanálisedaperformancedo  projetoeserãointroduzidastécnicasdeestímulo  criativovisualapartirde inteligênciaartificial  paraconcepçãodosprojetos,buscandoexplorar  aomáximoopotencialdodesigncomputacional.

CONCEPÇÃODOMÓDULO

Odiagramamostraumaconexãodesenvolvivelentreduaselipses  contidasemdiferentesplanos(superfícieregrada)eseudesenvolvimento.

Osabrigosespaciaisprecisamserprojetadosparaseremduráveise  eficientesemtermosdeespaçoerecursos,poisprecisamsuportaras  condiçõesextremasdoespaçoeprotegerosastronautasqueneles  habitam.Acompactaçãoeafacilidadedetransporteemontagem  tambémsãofundamentais,umavezqueoespaçoeosrecursos  disponíveisemumamissãoespacialsãomuitolimitados.

Apartirdessesprincípios,odesigndemóduloshabitacionaisinspirado  emabrigosespaciaispodetrazermuitasvantagensparaahabitaçãona  Terra,comoapossibilidadedecriarespaçoscompactoseeficientesque  atendamàsnecessidadesbásicasdemoradia,alémdeseremflexíveise  adaptáveisadiferentesusosenecessidades.Alémdisso,autilizaçãode  materiaisresistentesedebaixoimpactoambientalpodetornaresses  módulosmaisduráveisesustentáveisemlongoprazo.

Aoaplicarosprincípiosdedesignutilizadosemabrigosespaciaisna  criaçãodemóduloshabitacionais,épossívelcriarespaçoscompactose  eficientes,queatendamàsnecessidadesbásicasdemoradiaesejam  adaptáveisadiferentesusosenecessidades.Ousodeumângulonão  retonadisposiçãodosmódulosajudaatornaraformamaisorgânicae  fluida,oquepodecriarumasensaçãodemovimentoedinamismodentro  doespaço.Essascaracterísticaspodemtornaroambientehabitacional  maisagradáveleaconcheganteparaosmoradores.

Alémdisso,oencaixeperfeitodedoiscírculosiguaisdosmódulospode  ajudaracriarumasensaçãodecontinuidadeefluidezdentrodoespaço,  mesmoqueelesejacompostodediferenteselementos.

AGEOMETRIA

Paradescreveraconexãodesenvolvívelentreduaselipsescontidasem  diferentesplanos,podemosseguirosseguintespassos:

Identificaraposiçãorelativadaselipsesemrelaçãoaosplanosqueas  contêm.Podemosassumirqueaselipsesestãoemdiferentesplanos  paralelos,porexemplo.

Escolherumpontodereferênciaemumadaselipseseumponto  correspondentenaoutraelipse.Essespontosdevemestarnamesma  posiçãorelativaemrelaçãoaosseusplanos,ouseja,devemteramesma  distânciaemrelaçãoàsuperfíciedosplanos.

Desenharlinhasretasconectandoospontosdereferênciaemcada  elipse,criandoassimumaconexãoentreasduaselipses.

Criarumasuperfíciedesenvolvidaqueconecteaslinhasretas  desenhadasnopassoanterior.Asuperfíciedesenvolvidapodeseruma  superfíciederevoluçãogeradapelarotaçãodalinhaemtornodeumeixo  perpendicularaosplanosdaselipses.

Verificarseaconexãodesenvolvidaécontínuaelivredesingularidades.  Sehouversingularidades,elaspodemsereliminadascomajustesna  posiçãodospontosdereferênciaounaescolhadasuperfície  desenvolvida.

Validaraconexãodesenvolvidacomcálculosesimulações,paragarantir  queelaatendaàsnecessidadesdoprojetoemquestão.

Odiagramamostraumaconexãodesenvolvivelentreduaselipsescontidas  emdiferentesplanos(umahorizontal,outradiagonal)eseudesenvolvimento.

Ocírculodelimitaumlocalefacilitaoencaixaentreosmódulos,elesestão  conectadosdevidoàsnecessidadesestruturaiseacobertura  (consequentementedisposiçãodascordas)éflexívelaouso.Oângulo,  diferentedoreto,ajudaatornaraformamaisorgânica.

ESTRUTURA

MATERIALIDADE

Visandoencontrarmateriaisquepermitamotransportedaestruturaemnaves  espaciais,atéoPlanetaMarte,abuscafoiporcaracterísticascomomenor  impactohumano, leveza,custoeresistência.Porisso,depoisdelernotícias  sobreas futurasexpediçõesespaciais,possibilidadesseriamestruturasfeitas  de bamboooucorda paraasestruturaslineareseparaoscírculosométodode  impressão3D,utilizandoregolitolunarepolímeroterrestre,encontradono  destinodasviagens.

AFABRICAÇÃO

Aoportunidadedeproduziraspeçasatravésdaimpressão3D,permitetestara  possibilidaderealdeproduçãoeconstruçãodomodelo.Oprocessoincluiua  impressãodediversaspeças,quedevidoaomaterialdisponível(impressorae  polímero)etambémàespessuradaestruturacilíndrica,queaoseratravessada  pelocírculometálicoresultavaemparedeslateraismuitofinasefrágeis,o  produtofinalsófoiobtidoapósaadaptaçãodosfurosdaestruturacoma  perfuraçãocomobjetosquentes.

A estrutura do módulo base foi  desenvolvida em aço para as duas  elipses com 4,4 cm de diâmetro. Já  para os hastes verticais, são feitos em  filamento PLA (polímero termoplástico  ácido polilático) de diâmetro 2,85 mm. Em relação a montagem do módulo,  cada haste vertical recebe dois furos  em suas extremidades, sempre  respeitando a inclinação do ângulo  entre as elipses. O aço conecta as  hastes de acordo com a angulação,  tanto na base como na rotação  posterior. No ponto de conexão entre  as elipses, há uma peça perfurada  para encaixe e fixação.

IMPLANTAÇÃO

Para abrigos de humanos em Marte, é necessário considerar várias questões de design,  incluindo soluções para áreas especiais e interferências no conjunto do módulo. Algumas  soluções podem incluir: Fechamentos e aberturas: é importante garantir que os módulos possam ser  conectados de forma segura e eficiente. Para isso, é possível utilizar portas e janelas  especialmente projetadas para garantir que os módulos possam ser acoplados de  forma segura e eficiente.

Túneis e conexões por extensão de piso: para permitir a conexão entre os módulos,  pode ser necessário construir túneis ou extensões de piso que permitam a passagem  de pessoas e equipamentos entre eles. É importante garantir que essas conexões sejam  seguras e estejam equipadas com as tecnologias necessárias para manter uma  atmosfera respirável e evitar a exposição a elementos perigosos.

Configurações modulares flexíveis: para garantir que os abrigos possam se adaptar às  necessidades em constante evolução, é importante projetar módulos com  configurações modulares flexíveis. Isso permitirá que os módulos possam ser  reorganizados e expandidos à medida que novas necessidades surjam. Uso de materiais resistentes: para garantir que os abrigos sejam capazes de resistir às  condições ambientais hostis de Marte, é importante utilizar materiais resistentes e  duráveis. Algumas opções incluem concreto, metais resistentes à corrosão e polímeros  avançados.

Sistema de suporte à vida: para manter a vida humana em Marte, é necessário construir  sistemas de suporte à vida dentro dos abrigos. Isso inclui sistemas de ar, água, energia  e alimentos, bem como sistemas de filtragem e tratamento de resíduos.