O estudante de doutoramento está a aperfeiçoar algoritmos para projetar grandes estruturas com menos material – ajudando a reduzir a enorme pegada de carbono da indústria da construção.

Jackson Jewett estava particularmente interessado em aplicar a otimização topológica, uma abordagem que usa algoritmos para projetar estruturas que podem atingir seus requisitos de desempenho usando uma quantidade limitada de material, para projetos concretos. Créditos: Foto: Adam Glanzman
Depois de três anos liderando passeios de bicicleta pelos Parques Nacionais dos EUA, Jackson Jewett decidiu que era hora de mudar.
“Foi muito divertido, mas percebi que sentia falta dos edifícios”, diz Jewett. “Eu realmente queria fazer parte dessa indústria, aprender mais sobre ela e me reconectar com minhas raízes no ambiente construído.”
Jewett cresceu na Califórnia, no que ele descreve como uma “família muito criativa”.
“Lembro-me de fazer fantasias de Halloween muito elaboradas com meus pais, de fazer dioramas divertidos para projetos escolares e de construir fortes no quintal, esse tipo de coisa”, explica Jewett.
Seus pais têm experiência em design; sua mãe estudou arte na faculdade e seu pai é arquiteto. Desde muito jovem, Jewett teve interesse em seguir os passos de seu pai. Mas quando ele chegou à Universidade da Califórnia em Berkeley, no meio da crise imobiliária de 2009, não parecia o momento certo. Jewett se formou em ciências cognitivas e com especialização em história da arquitetura. E mesmo enquanto conduzia passeios por Yellowstone, Grand Canyon e outros parques, os edifícios estavam em sua mente.
Não era apenas o ambiente construído que faltava a Jewett. Ele também ansiava pelo rigor e estrutura de um ambiente acadêmico.
Jewett chegou ao MIT em 2017, inicialmente planejando apenas concluir o programa de mestrado em engenharia civil e ambiental. Foi então que conheceu Josephine Carstensen, professora recém-contratada no departamento. Jewett estava interessado no trabalho de Carstensen sobre “otimização topológica”, que utiliza algoritmos para projetar estruturas que podem atingir seus requisitos de desempenho usando apenas uma quantidade limitada de material. Ele estava particularmente interessado em aplicar esta abordagem ao projeto de concreto e colaborou com Carstensen para ajudar a demonstrar sua viabilidade.
Depois de obter seu mestrado, Jewett passou um ano e meio como engenheiro estrutural na cidade de Nova York. Mas quando Carstensen foi contratada como professora, ela procurou Jewett para ingressar em seu laboratório como estudante de doutorado. Ele estava pronto para outra mudança.
Agora no terceiro ano de seu programa de doutorado, o trabalho de dissertação de Jewett baseia-se em sua tese de mestrado para refinar ainda mais algoritmos que podem projetar estruturas de concreto em escala de construção que usam menos material, o que ajudaria a reduzir as emissões de carbono da indústria da construção. Estima-se que só a indústria do betão seja responsável por 8% das emissões globais de carbono, pelo que quaisquer esforços para reduzir esse número poderão ajudar na luta contra as alterações climáticas.
Implementando novas ideias
A otimização topológica é um campo pequeno, com a maior parte do trabalho anterior sendo computacional sem qualquer verificação experimental. O trabalho que Jewett concluiu para sua tese de mestrado foi apenas o início de um longo processo de aprendizagem.
“Sinto que estou chegando ao ponto em que posso começar a implementar minhas próprias ideias sem tanto apoio quanto precisei no passado”, diz Jewett. “Nos últimos meses, tenho trabalhado em um algoritmo de otimização de concreto armado que espero que seja a pedra angular da minha tese.”
O processo de ajuste fino de um algoritmo generativo é lento, principalmente quando se trata de um problema multifacetado.
“Pode levar dias ou até semanas para dar um passo no sentido de fazê-lo funcionar como um sistema totalmente integrado”, diz Jewett. “Os dias em que essa inovação acontece e posso ver o algoritmo convergindo para uma solução que faz sentido – esses são momentos realmente emocionantes.”
Ao aproveitar o poder computacional, Jewett está procurando componentes materialmente eficientes que possam ser usados ??para formar estruturas como pontes ou edifícios. Estas são outras restrições a serem consideradas também, especialmente garantindo que o custo de fabricação não seja muito alto. Tendo trabalhado na indústria antes de iniciar o programa de doutorado, Jewett está atento para realizar um trabalho que possa ser implementado de forma viável.
Inspirando outros
Quando Jewett visitou pela primeira vez o campus do MIT, ele foi atraído pelo ambiente colaborativo do instituto e pela vontade de aprender dos alunos. Agora, ele participa desse processo como professor auxiliar e supervisor do Programa de Oportunidades de Pesquisa na Graduação.
Trabalhar como professor assistente não é um requisito para o programa de Jewett, mas tem sido uma de suas partes favoritas de seu tempo no MIT.
“Os alunos do MIT são muito talentosos e me impressionam constantemente”, diz Jewett. “Ser capaz de ensinar, especialmente no contexto dos valores do MIT, é muito divertido. E eu também aprendo. Minhas práticas de codificação melhoraram muito desde que trabalhei com alunos de graduação aqui.”
As experiências de Jewett o inspiraram a seguir carreira acadêmica após a conclusão de seu programa, que ele espera concluir na primavera de 2025. Mas ele está se certificando de cuidar de si mesmo ao longo do caminho. Ele ainda encontra tempo para planejar passeios de bicicleta com os amigos e começou a correr desde que se mudou para Boston. Até agora, ele completou duas maratonas.
“É muito inspirador estar em um lugar onde tantas boas ideias estão circulando por todo o campus”, diz Jewett. “E na maioria dos dias, eu me lembro disso e isso me inspira. Mas também acontece que os estudos acadêmicos são difíceis, os programas de doutorado são difíceis e o MIT – há pressão aqui, e às vezes essa pressão pode parecer que está trabalhando contra você.”
Jewett é grato pelos recursos de saúde mental que o MIT oferece aos alunos. Embora ele diga que pode ser imperfeito, tem sido uma parte crucial de sua jornada.
“Minha tese de doutorado será feita em 2025, mas o trabalho não estará feito. O horizonte temporal de quando estas coisas precisam de ser implementadas é relativamente curto se quisermos causar um impacto antes que as temperaturas globais já tenham subido demasiado. A minha investigação de doutoramento irá desenvolver uma estrutura de como isso poderia ser feito com a construção em betão, mas gostaria de continuar a pensar noutros materiais e métodos de construção mesmo depois de este projecto estar concluído.”