As indústrias de concreto e aço juntas são responsáveis por até 15% das emissões globais de dióxido de carbono na atmosfera.
Em contraste, a madeira fornece uma forma natural de sequestro de carbono.
Por isso, alguns países estão pedindo que edifícios públicos sejam feitos, pelo menos em parte, de madeira, e edifícios de madeira em grande escala têm surgido em todo o mundo.
Observando essas tendências, Caitlin Mueller, professora associada de arquitetura e engenharia civil e ambiental no Programa de Tecnologia de Construção do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), vê uma oportunidade para ganhos adicionais de sustentabilidade.
Como a indústria madeireira busca produzir substitutos de madeira para elementos tradicionais de concreto e aço, o foco está na colheita das seções retas das árvores.
Seções irregulares, como nós e garfos, são transformadas em pellets e queimadas ou moídas para fazer cobertura de jardim, que se decompõe em poucos anos; ambas as abordagens liberam o carbono aprisionado na madeira para a atmosfera.
O trabalho da professora e sua equipe se concentra, portanto, nos garfos das árvores – ou seja, pontos onde o tronco ou galho de uma árvore se divide em dois, formando uma peça em forma de Y.
Nos desenhos arquitetônicos, existem muitos nós em forma de Y semelhantes, onde elementos retos se juntam. Nesses casos, essas unidades devem ser fortes o suficiente para suportar cargas críticas.
“Os garfos das árvores são conexões estruturais de engenharia natural que funcionam como cantilevers nas árvores, o que significa que eles têm o potencial de transferir força de forma muito eficiente graças à sua estrutura interna de fibra”, disse Mueller ao site de notícias do MIT. “Se você pegar um garfo de árvore e cortá-lo ao meio, verá uma rede inacreditável de fibras que se entrelaçam para criar esses pontos de transferência de carga geralmente tridimensionais em uma árvore. Estamos começando a fazer a mesma coisa usando impressão 3D, mas não estamos nem perto do que a natureza faz em termos de orientação e geometria de fibras complexas.”
Ela e sua equipe desenvolveram um “fluxo de trabalho do projeto à fabricação” de cinco etapas que combina estruturas naturais, como garfos de árvores, com as ferramentas digitais e computacionais agora usadas no projeto arquitetônico.
Embora já exista um movimento “artesanal” para usar madeira natural em guarda-corpos e elementos decorativos, o uso de ferramentas computacionais possibilita o uso da madeira em funções estruturais – sem corte excessivo, o que é caro e pode comprometer a geometria natural e o veio interno estrutura da madeira.
O grupo construiu um protótipo em grande escala para mostrar a eficácia do fluxo de trabalho proposto, desde a análise das estruturas naturais de madeira, até a montagem de novas estruturas artificiais em 3D, demonstrando seu potencial para ser implantado, futuramente, em uma escala arquitetônica prática.
O trabalho completo pode ser lido aqui.
Fontes:
Using nature’s structures in wooden buildings. MIT news. 09 de março, 2022.