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Edifícios que respiram: como os cupinzeiros estão inspirando a arquitetura sustentável

por Blog do Canal

Os cupinzeiros são estruturas fascinantes que servem de abrigo e espaço protetor para as colônias de cupins. Mas o que é realmente interessante é que eles também oferecem regulação do clima.

Os montes construídos pelos cupins possuem sofisticados sistemas de ventilação contendo uma rede de túneis, canais e câmaras de ar que permitem a circulação em toda a estrutura. Isso ajuda a manter e regular a temperatura e a umidade.

Arquitetos e pesquisadores se inspiraram em cupinzeiros para desenvolver edifícios sustentáveis e com eficiência energética.

Agora, uma nova pesquisa publicada na revista científica Frontiers in Materials propõe uma estrutura para edifícios baseada em cupinzeiros que facilita a regulação do clima no interior dos edifícios. Esses edifícios visam alcançar o efeito do ar-condicionado, mas sem sua pegada de carbono.

O estudo

Os pesquisadores se concentraram no complexo de saída – uma intrincada rede de túneis em forma de treliça dentro dos cupinzeiros. Eles realizaram várias simulações e experimentos para estudar o complexo e seu papel na regulação do clima.

Os cientistas coletaram amostras de um cupinzeiro da espécie de cupins Macrotermes michaelseni na Namíbia. A única coisa que se sabe sobre esses montes é um jardim simbiótico de fungos que fica no coração da estrutura, cultivado por cupins para alimentação.

Montes de cupins estudados na Namíbia. Imagem de: David Andréen e Rupert Soar.

Foram realizadas tomografias computadorizadas para analisar a estrutura da malha, revelando uma rede de nós com múltiplas bordas, formando canais curvos suaves com uma seção transversal.

Para estudar o fluxo de ar em todo o complexo, os pesquisadores realizaram experimentos com uma réplica tridimensional de seu fragmento. Em seguida, eles simularam o vento usando um equipamento para conduzir uma mistura oscilante de dióxido de carbono e oxigênio pela rede.

Ao rastrear o movimento e a troca dos gases em toda a rede, eles descobriram que o fluxo máximo de ar ocorria em frequências oscilantes específicas entre 30 e 40 Hertz.

Interior do cupinzeiro. Imagem de: David Andréen e Rupert Soar.

Em um segundo experimento, os pesquisadores usaram plástico acrílico transparente para criar modelos 2D com geometrias semelhantes ao complexo. Para rastrear o fluxo de ar na saída, eles usaram um motor elétrico para empurrar a água oscilante com um corante fluorescente pelos túneis.

Eles descobriram que mesmo um leve movimento se espalha por toda a estrutura. Além disso, eles notaram que a turbulência, um fator crítico, só se desenvolvia quando o layout da estrutura era suficientemente semelhante a uma treliça.

O que isso significa para o desenvolvimento de edifícios vivos?

Ao incorporar redes interconectadas que possuem um arranjo semelhante a uma treliça, arquitetos e engenheiros podem projetar edifícios que distribuem eficientemente o fluxo de ar por toda a estrutura e reduzem a dependência dos sistemas tradicionais de ar condicionado, aquecimento e ventilação.

Esses edifícios vivos e respirantes podem levar a um maior conforto, saúde e bem-estar dos ocupantes, fornecendo um suprimento constante de ar fresco e mantendo ótimas condições climáticas internas.

Os insights obtidos com este estudo oferecem possibilidades interessantes para o projeto de edifícios sustentáveis que promovem a harmonia entre a arquitetura e o ambiente natural.

Fonte: Interesting Engineering.

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