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Pesquisa do MIT propõe estruturas naturais de madeira para construções

por Taina Bueno

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.

Using nature’s structures in wooden buildings
Os pesquisadores do MIT pretendem apoiar a economia circular de materiais com garfos de árvores descartados e outros materiais residuais. Fonte: Felix Amtsberg/MIT.

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.

Using nature’s structures in wooden buildings
No Autodesk Boston Technology Center Build Space, um braço robótico empurra automaticamente um garfo de árvore através de uma serra de fita em diferentes orientações, guiado por instruções geradas por computador. Em última análise, cada garfo de árvore irá interagir bem com as madeiras retas vizinhas, com marcas e furos para as conexões estruturais, tornando a montagem simples. Fonte: Felix Amtsberg/MIT.

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.

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