住所を変更すると、通常、荷物を梱包するための箱が届きます。 壁をペイントするときは、塗料が床にこぼれないように、開いたボール紙で床を覆います。 この素材に別の用途があるとしたらどうなるでしょうか? Unicamp で開発され、イノベーション機関 Inova Unicamp によって特許が申請された技術は、新たな可能性を切り開き、建築における段ボールの使用につながります。

この研究は、サンパウロ州研究財団（Fapesp）の支援を受け、ユニキャンプ工科大学（FT）の土木技術者で修士課程の学生であるナタリア・シュミット・ディアス氏によって、研究者ゲルサ・デ・カッシア・サラド教授の指導の下で実施された。建設技術分野のスペシャリスト。 「私たちが開発したこの段ボール構造は、住宅、学校、病院、商業施設の建設に使用できます」とゲルサ氏は述べた。

本発明は、ボール紙のチューブを垂直および水平に接続してケージ状の構造を形成する装置である。 この構造の外側と内側には、石膏ボードまたはセメントでできた防水パネルが壁を閉じるために配置されます。 「鳥かごのような構造物を作ります。 スチールを使用する代わりに、フェンスパネルを固定するために発明から作成されたボール紙のチューブを使用してシステムを作成します」と教師は説明します。

段ボールの選択の動機は環境問題でした。 研究者らは、チューブは廃棄された紙から作られることを主張している。 「私たちのアイデアは、埋め立て廃棄物の量を減らすためにリサイクルから材料を取り出すことです。なぜなら、高級紙を作るために木を伐採するのは意味がありません。なぜなら、より多く捨てられる材料の一つが紙だからです。段ボールは古い紙から作られるでしょう、いつか解体があれば、建設の残骸もリサイクルして新しい製品を形成することができます。」とゲルーサ氏は正当化しました。

耐久性に加えて、将来的には構造物をプレハブ化できるようにすべてが考えられており、実用性が生まれ、建設コストが安くなり、作業員は積み木ゲームのようにピースを接続するだけで済むため、より早く建設できるようになります。 。 このシステムによってもたらされるもう 1 つの利点は、ボール紙のチューブが中空であるため、すべての電気設備や配管設備を露出させることなく通過させることができることです。

インスピレーションとブレークスルー

研究者らによると、ボール紙チューブを使用するインスピレーションは日本人建築家の坂茂氏から来ており、坂茂氏はその材料を建築システムに使用しており、ゲルーサ氏は長年研究してきたという。 しかし、手作りを好む建築家とは異なり、二人は工業化の道を模索しました。 「坂茂は日本の建築家であり、彼の文化と同様に、すべてを手作業で行っています。 私たち西洋人はすでに大規模な工業化が大好きです」と教授はコメントする。

さらに、ナタリアさんは研究中に、建築家が構造に応じてコネクタの接続や材質を変えていることにも気づきました。 「私たちは最終的に、彼が各建造物に木、鋼、布片など異なる方法と材料を使用していることに気づきました。 そこで、技術的な生産の観点と組み立ての観点の両方から、よりシンプルなシステムを開発できることがわかりました」とナタリア氏は説明しました。

したがって、ナタリアによれば、彼女の発明の差動装置はまさに接続デバイスであり、事実上あらゆるプロジェクトの状況に適応することができます。 「この装置は、建設プロセスのあらゆる時点で、すべての部品をリンクするために使用されます。 単一の部品があれば、工業的に大規模に製造することもでき、すべてのボール紙チューブを接続し、パネルの固定点として機能するという作業全体が解決されます。 コネクタは、構造物を地面に固定し、基礎を作り、屋根を固定するためにも使用されます」と研究者は説明します。

この建設システム用に開発されたコネクタは、理想的には金属合金または高密度ポリマーでの工業的および大規模生産に大きな可能性を秘めています。 「これにより、3D プリンターを使用して製造が高速化され、便利で高速、軽量、安価でクリーンなビルドが可能になります」とゲルーサ氏は述べています。

段ボール管を使用した構造システムの開発と設計には、AutoCAD や 3DS Max などの 3D モデリング ソフトウェアが使用されました。 次のステップでは、研究者らはテストセルを構築することを目指しています。 「このテストのためのパートナーシップは歓迎です。 建設的なシステムの有効性を実際に証明するための次の、そして最後のステップです」と教師はコメントした。

抵抗力と耐久性

ボール紙は壊れやすい素材のように見えますが、筒状の形状にすると木の幹と同等の抵抗力を持ちます。 「円筒形の段ボール管は木の幹を改造したようなものです。 壁の外径、厚さ、高さなどの変数のサイズを調整することで、構造物の柱を動かすのに必要な抵抗を得ることができました」とゲルーサ氏は語った。

この耐性は実験室テストによって証明されており、フレームの取り付けに加えて、構造が主な一般的な応力や衝撃に耐えることが確認されています。 さらに、この構造システムはキャビネットや棚などの家具要素もサポートします。 「構造は自己完結型で、誰かがつまずいて壁にぶつかるような散発的な衝撃に耐えるものでなければなりません」と彼は説明した。 ただし、研究者らは、このテストは平屋建ての建物に対してのみ実施されたと付け加えた。 ビルなどの高層開発の場合は、追加の調査が必要です。

Gerusa 氏と Nathália 氏は、ボール紙はセルロースから作られているため、湿気に対する何らかの保護が必要であるとも説明しています。 「ボール紙チューブの耐久性を高めるには、底部での湿気の吸収を防ぐために高い位置にある必要があり、湿気に耐えられるように防水処理が必要です。なぜなら、パネルで覆われている場合でも、チューブの耐久性を確保するには垂直方向の防水が必要だからです。」水力衛生システムに漏れが発生した場合でも、構造は水の影響を受けません」と研究者らは述べた。

応用と技術移転

新しい建設システムの用途の中で、野戦病院、移動学校、建設労働者や洪水や土砂崩れなどの災害後に家を失った家族のための避難所が目立っている。 コネクタを備えたボール紙チューブの構築システムは、Unicamp Technologies のポートフォリオの一部であり、ライセンスを取得できます。

企業および公的機関または民間機関は、大学で開発された知的財産をライセンスすることができます。 この連絡は Inova Unicamp と直接行われます。 先進技術へのアクセスや大学と提携した研究の可能性に加えて、技術移転により、新しい革新的な製品やプロセスの開発に伴うリスクが軽減されます。

元は Inova Unicamp Web サイトに掲載された記事です。