A Enel Green Power, em parceria com a Universidade Federico II em Nápoles, foi pioneira com sucesso no uso da tecnologia de impressão 3D para construir estruturas de concreto permanentes em uma zona sísmica, uma novidade para a Itália. O projeto, realizado na usina de energia Montalto di Castro na região do Lácio, representa uma inovação significativa nos setores de construção e energia. Essas estruturas são parte de um Sistema de Armazenamento de Energia de Bateria (BESS) na usina de energia Alessandro Volta, projetado para armazenar o excesso de eletricidade gerado pela usina. As estruturas incluem um pequeno edifício industrial e as fundações para equipamentos elétricos essenciais, marcando uma nova era na construção sustentável.
Este marco é a primeira construção de concreto não temporária na Itália a ser construída usando tecnologia de impressão 3D, e também é uma das primeiras do gênero no mundo no setor de energia. É importante ressaltar que o projeto recebeu autorização sísmica, o que significa que é seguro para uso em áreas propensas a terremotos, uma consideração vital nas zonas sísmicas da Itália.
A capacidade de obter aprovação do Departamento de Engenharia Civil para um método de construção tão inovador ressalta o rigor técnico e a inovação por trás do projeto. Esses desenvolvimentos significam um grande passo à frente para a Enel Green Power e todo o Grupo Enel, à medida que trabalham em direção a práticas de construção mais sustentáveis e eficientes.
A construção da instalação da BESS em Montalto di Castro emprega manufatura aditiva, comumente conhecida como impressão 3D. Esse processo envolve a criação de objetos camada por camada a partir de um modelo digital projetado em um computador. Nesse caso, um braço robótico fabricou 11 paredes e outros componentes, usando um material de cimento projetado especificamente para impressão 3D pela Heidelberg Materials. As paredes, cada uma com aproximadamente 3 metros de altura e 1,5 metro de largura, foram impressas com cerca de 2,5 quilômetros de material no total.
As fundações, que suportam o equipamento elétrico, foram feitas de forma semelhante, com cada peça se assemelhando mais a uma formação natural, como uma raiz de árvore, em oposição a uma estrutura de concreto tradicional.
Após serem fabricadas em Volla, perto de Nápoles, as paredes e fundações foram transportadas para a fábrica de Montalto di Castro para montagem. Este processo de impressão dos componentes do edifício fora do local e, em seguida, sua montagem no local final lembra a construção de blocos de Lego em grande escala. A construção não é apenas inovadora, mas também altamente eficiente. O edifício na fábrica de Montalto di Castro é pequeno, cerca de 15 metros quadrados, mas sua importância está na tecnologia e nos métodos usados para criá-lo. O projeto combina técnicas convencionais de pré-fabricação, como a criação separada do telhado, com tecnologia de impressão 3D de ponta, demonstrando a compatibilidade dos dois métodos.
O uso da impressão 3D oferece inúmeras vantagens na indústria da construção. Primeiro e mais importante, reduz significativamente o tempo necessário para a construção. O processo de construção em Montalto di Castro foi concluído em menos da metade do tempo que levaria usando métodos tradicionais. Essa velocidade é crucial no setor de energia, particularmente no crescente campo de energia renovável, onde a instalação rápida pode melhorar a competitividade. Além disso, a impressão 3D elimina a necessidade de cofragem, os moldes temporários tradicionalmente usados para segurar o concreto derramado no lugar enquanto ele endurece. Isso reduz tanto o trabalho envolvido quanto o impacto ambiental, pois menos material é desperdiçado.
A sustentabilidade está no cerne da missão da Enel Green Power, e a impressão 3D desempenha um papel fundamental na redução da pegada ambiental da construção. Ao otimizar a distribuição de concreto, a impressão 3D minimiza o uso de material — em até 50% em alguns casos — resultando em menores emissões de CO2. Dado que a produção de concreto é responsável por uma parcela significativa das emissões globais de dióxido de carbono, essa redução é um benefício crítico. Além disso, ao usar menos material e reduzir o desperdício, a impressão 3D se alinha com os objetivos da indústria de energia renovável, que visa minimizar seu impacto ambiental em todo o ciclo de vida de produção e infraestrutura.
Além de suas vantagens ambientais, a impressão 3D também oferece maior flexibilidade no design. Formas complexas e detalhes personalizados que seriam difíceis ou impossíveis de serem alcançados com técnicas de construção tradicionais podem ser facilmente manipulados por meio do design digital e da manufatura aditiva. Essa flexibilidade não apenas abre novas possibilidades para a criatividade arquitetônica, mas também melhora o desempenho mecânico das estruturas. A natureza altamente digitalizada da impressão 3D também melhora a segurança no local, pois grande parte do trabalho é automatizado, reduzindo o risco para os trabalhadores.
O projeto Montalto di Castro não foi isento de desafios. De acordo com os engenheiros envolvidos, controlar a consistência do processo de impressão e garantir a integridade estrutural do material foram os principais obstáculos. Produzir peças de até três metros de altura, mantendo a estabilidade em seus estados macio e endurecido, exigiu controle preciso da velocidade de extrusão e da geometria dos blocos impressos. No entanto, a conclusão bem-sucedida do projeto demonstra o potencial da impressão 3D em superar esses desafios e criar estruturas duráveis e confiáveis.
A parceria entre a Enel Green Power e a Universidade Federico II em Nápoles começou há dois anos, com o objetivo de desenvolver uma teoria revolucionária de cálculo estrutural para elementos impressos em 3D. Essa teoria foi rigorosamente testada em laboratórios e por meio de simulações numéricas antes de ser implementada no local. O resultado desses esforços foi submetido ao Departamento de Engenharia Civil da Itália e ao Conselho Superior de Obras Públicas para aprovação. A dedicação da equipe do projeto à pesquisa e inovação resultou no que provavelmente se tornará um exemplo de livro didático em futuros estudos de engenharia e arquitetura.
Olhando para o futuro, a Enel Green Power planeja desenvolver ainda mais a tecnologia de impressão 3D na construção. A empresa já garantiu uma bolsa do ARTES4.0 Competence Center por meio do Plano Nacional de Recuperação e Resiliência (NRRP) da Itália para industrializar o processo de impressão 3D de elementos estruturais para infraestrutura de energia.
O próximo projeto OM3GA envolverá colaboração com vários parceiros, incluindo a WASP, fabricante líder de máquinas de impressão 3D da Itália, e a Materias, uma empresa especializada em materiais avançados. O objetivo é criar fundações impressas em 3D para equipamentos de subestação usando uma fábrica móvel, permitindo que as estruturas sejam impressas diretamente no local, reduzindo ainda mais os custos de transporte e ambientais.
O projeto Montalto di Castro marca um passo significativo para a Enel e para a indústria de energia como um todo. Ao demonstrar a viabilidade da impressão 3D para estruturas de concreto permanentes e resistentes a abalos sísmicos, a Enel abriu as portas para métodos de construção mais rápidos e sustentáveis. À medida que a tecnologia continua a evoluir, é provável que desempenhe um papel cada vez mais importante no setor de energia, particularmente no desenvolvimento de infraestrutura de energia renovável.
Com sua capacidade de reduzir o tempo de construção, cortar o uso de material e diminuir as emissões de CO2, a impressão 3D oferece uma solução promissora para alguns dos principais desafios que a indústria enfrenta hoje. Para saber mais sobre a usina acesse o site.
