Desenvolvido a partir de um projeto arquitetônico convencional, o sistema foi adaptado para produção robotizada fora do canteiro. As peças estão prontas e aguardam a liberação da USP para serem montadas na portaria de pedestres da Vila Indiana.
Na segunda semana de janeiro de 2026, a impressão dos 19 módulos que formarão as paredes de uma nova guarita da Universidade de São Paulo foi concluída no Digital Construction Lab da USP, o DCLab. As peças, que juntas pesam cerca de 6,1 toneladas, permanecem armazenadas enquanto aguardam a liberação institucional para o início da obra na portaria de pedestres da Vila Indiana, na Cidade Universitária.
O projeto surgiu de uma parceria buscada pela USP com a Portal 3D para levar a impressão 3D de concreto a uma aplicação concreta dentro da universidade. A iniciativa aproxima a produção acadêmica e tecnológica desenvolvida nesse ambiente a uma necessidade cotidiana do campus: construir uma estrutura de apoio para controle de acesso e atendimento aos usuários da portaria.
A arquitetura da guarita já estava definida quando a impressão 3D passou a ser considerada. Em vez de propor uma nova construção, desenhada livremente em função da tecnologia, a Portal 3D trabalhou sobre o projeto existente e estudou como converter suas paredes em componentes que pudessem ser impressos, transportados e montados.
Preservar a geometria original era uma decisão importante, pois alterações expressivas poderiam repercutir sobre definições de projeto que já estavam encaminhadas. O grande desafio foi encontrar uma forma de introduzir um novo processo construtivo sem alterar a lógica do projeto que havia sido concebido para uma obra convencional.
Do convencional para o 3D
Com aproximadamente 3,30 por 3,30 metros em planta e 2,50 metros de altura, a guarita foi dividida em 19 componentes. A posição dos encontros entre as peças nasceu da necessidade de otimizar as juntas entre peças. Além disso, cada módulo deveria caber na área de trabalho do robô, mas também precisava ser retirado da impressora, movimentado com os equipamentos disponíveis e transportado até a Vila Indiana sem comprometer sua integridade.
A definição dos módulos levou em conta esse percurso completo. O componente mais leve pesa aproximadamente 106 quilos, enquanto o mais pesado chega a 584 quilos. Essa diferença reflete a própria configuração da guarita, formada por paredes com dimensões, aberturas e funções distintas.
A produção ocorreu fora do canteiro porque a impressora 3D de braço robótico utilizada no projeto está instalada no DCLab e não poderia ser deslocada até o local da obra. A guarita passou a ser tratada como uma construção offsite: suas paredes seriam produzidas em ambiente controlado e levadas posteriormente ao local de instalação.
Essa condição influenciou o projeto desde o início. Em uma construção modular, a peça precisa funcionar em momentos muito diferentes. Primeiro, deve permanecer estável durante a impressão; depois, resistir ao içamento, ao transporte e ao armazenamento; por fim, precisa se conectar às demais partes e assumir sua função na edificação. A geometria de cada componente foi desenvolvida considerando essa sucessão de etapas, em vez de tratar a logística como um problema a ser resolvido somente depois da produção.
Paredes alveolares para usar concreto somente onde é necessário
As paredes foram impressas com uma estrutura interna alveolar, formada por vazios distribuídos de acordo com as necessidades de cada módulo. Essa configuração evitou a produção de elementos maciços e permitiu reduzir significativamente o volume de concreto, ao mesmo tempo que preparou as peças para receber os sistemas necessários à montagem.
As cavidades internas acomodam os pontos de transporte e criam regiões para a inserção de armaduras, concretagem e grauteamento. Em determinados trechos, o módulo impresso funciona como uma fôrma permanente, ou seja, depois de instalado, basta receber os reforços previstos e preencher o vazio de projeto para transformar o alvéolo em um trecho estrutural.
A forma interna das peças desempenha, assim, um papel tão importante quanto sua aparência externa. Os vazios tornam os módulos mais leves, mas sua distribuição também responde à maneira como cada componente será movimentado, conectado e reforçado. O desenho procura concentrar o concreto nas regiões em que ele efetivamente cumpre uma função, evitando o preenchimento integral de toda a espessura da parede.
Essa racionalização aparece com clareza na comparação de massas. Os 19 componentes impressos totalizam aproximadamente 6,1 toneladas. Caso as mesmas geometrias fossem produzidas como peças completamente maciças, estima-se que seriam consumidas cerca de 12,7 toneladas de concreto. A diferença representa uma redução aproximada de 52%.
Uma textura trançada criada durante a impressão
A face externa das paredes recebeu uma textura trançada desenvolvida por meio de um algoritmo paramétrico. Em vez de repetir um percurso linear uniforme, o código controla o movimento de deposição do concreto e organiza as camadas para formar um relevo contínuo ao longo dos módulos.
O trançado contribui para a conformação das paredes e, ao mesmo tempo, estabelece uma linguagem visual própria para a guarita. O percurso foi desenhado para transformar o próprio processo de produção em expressão arquitetônica.
A criação da textura diretamente durante a impressão elimina a necessidade de moldes específicos e permite que variações geométricas sejam incorporadas ao arquivo digital. Em um processo convencional, um relevo semelhante exigiria uma fôrma especial, a aplicação de um revestimento ou uma etapa posterior de acabamento. No caso da guarita, a parede já sai da impressora com uma superfície definida, o que abre a possibilidade de mantê-la aparente e reduzir o uso de revestimentos externos.
Essa decisão ainda dependerá das especificações finais da obra e do tratamento adotado para exposição ao ambiente, mas demonstra uma das possibilidades mais relevantes da impressão 3D de concreto: reunir forma, desempenho construtivo e acabamento em uma mesma operação.
Transporte planejado na fase de projeto
A movimentação das peças também foi incorporada ao desenho digital. Cada módulo em formato de L recebeu três pontos de içamento, posicionados de modo que o triângulo formado entre eles contivesse a projeção de seu centro de massa.
As alças foram executadas com barras de aço CA-50 de 8 milímetros de diâmetro, dobradas e fixadas com graute nas cavidades previstas. Elas formam pontos para conexão de ganchos ou cintas e foram utilizadas durante a retirada da área de impressão e durante o posicionamento no estoque.
Embora simples do ponto de vista material, esse recurso depende de informações que só estão disponíveis quando a peça é estudada como um todo. O formato do módulo determina seu centro de massa; o centro de massa orienta a posição dos apoios; e a posição dos apoios interfere no desenho dos vazios internos. Projeto, produção e logística tornam-se partes de uma mesma decisão.
Menos material, com resistência compatível com a aplicação
A redução de concreto obtida pela estrutura alveolar foi combinada a uma formulação com consumo de cimento entre 300 e 350 kg/m³. Nos ensaios padronizados realizados com corpos de prova prismáticos retangulares, o material atingiu resistência de pico à compressão entre 40 e 45 MPa após 28 dias.
Esses resultados são relevantes porque muitas formulações destinadas à impressão 3D dependem de elevados teores de cimento para adquirir rapidamente as características necessárias à extrusão e à sustentação das camadas. No projeto da guarita, o controle do consumo de cimento foi acompanhado por uma resistência mecânica elevada, enquanto o desenho das paredes reduziu o volume total empregado.
O ganho ambiental decorre principalmente dessa combinação. Há uma diminuição mensurável da massa das peças, o concreto deixa de ocupar regiões sem função definida e a quantidade de cimento permanece controlada. A menor massa também interfere na movimentação e no transporte dos componentes, embora uma avaliação ambiental completa exija considerar todas as etapas do processo.
A impressão 3D, nesse contexto, não torna a construção sustentável por definição. O benefício aparece quando o processo digital é usado para eliminar material desnecessário, organizar melhor a produção e explorar geometrias que seriam difíceis de executar por métodos convencionais.
Instalações incorporadas ao desenho das paredes
O projeto das peças avançou sobre questões que normalmente aparecem apenas durante a execução da obra. Nas faces internas voltadas para o banheiro, foram criados rebaixos para a instalação das tubulações hidráulicas.
As tubulações poderão ser escondidas por um fechamento de marcenaria, mantendo a instalação acessível. Em uma manutenção futura, será possível remover esse fechamento sem quebrar a parede de concreto. Próximo à entrada, o mesmo princípio foi aplicado à infraestrutura elétrica.
Ao reservar esses espaços durante a modelagem, o projeto reduz a necessidade de cortes posteriores e evita que decisões tomadas no canteiro prejudiquem as peças impressas. A parede chega para montagem com parte de sua relação com os demais sistemas já resolvida, o que aproxima a precisão do modelo digital das necessidades práticas de instalação e manutenção.
Esse tipo de integração é especialmente importante em componentes impressos, nos quais alterações posteriores podem comprometer a textura, a geometria interna ou as regiões previstas para reforço. Antecipar as instalações é uma forma de preservar a integridade do sistema construtivo.
Produção concluída e aprendizados para novas execuções
A impressão dos módulos ocupou dois turnos de oito horas e envolveu uma equipe de quatro pessoas. O trabalho compreendeu a preparação dos arquivos digitais, a operação e o acompanhamento do robô, além da movimentação das peças para a área de armazenamento.
Os resultados permitiram identificar ajustes capazes de tornar uma nova produção mais eficiente. A impressão de módulos maiores reduziria o número de componentes e, consequentemente, parte das operações de movimentação e montagem. Com a automatização de algumas tarefas, estima-se que uma nova execução da mesma guarita possa ser realizada por duas pessoas em um único turno de oito horas.
Da área de estoque para a Vila Indiana
A etapa conduzida pela Portal 3D foi concluída em janeiro de 2026, mas a guarita ainda depende da liberação da USP para ser instalada. Quando a obra for autorizada, os módulos serão levados à portaria da Vila Indiana e posicionados de acordo com a sequência definida no projeto de montagem.
A presença de uma cobertura executada por outro método não contradiz a proposta do projeto. A tecnologia foi concentrada nas paredes, onde havia oportunidades mais claras de reduzir material, incorporar funções e explorar uma superfície que já nasce com acabamento próprio. A guarita combina processos diferentes de acordo com o papel de cada elemento, em vez de usar a impressão 3D como uma exigência para toda a construção.
Ao converter uma arquitetura já definida em um conjunto de componentes leves, transportáveis e preparados para receber reforços e instalações, a Portal 3D levou a impressão 3D de concreto para uma aplicação construtiva concreta dentro da Universidade de São Paulo.