Notícia

Elementos estruturais ultraleves e adaptáveis permitem construções econômicas, ecológicas e seguras

Fonte

Universidade de Stuttgart

Data

sábado, 3 julho 2021 12:15

Áreas

Construção Civil. Engenharia Civil. Sustentabilidade.

Construções leves requerem menos materiais, o que é uma forma de economizar matéria-prima. Ao mesmo tempo, suas estruturas de suporte também devem ser capazes de suportar as cargas atuantes. No entanto, as cargas exatas que uma construção deve suportar não são conhecidas com antecedência, portanto, estimativas muito conservadoras são feitas, o que significa que tais estruturas são superdimensionadas.

Pesquisadores da Universidade de Stuttgart, na Alemanha, desenvolveram elementos estruturais adaptativos que podem ser usados ​​para manipular o comportamento de transferência de carga em uma estrutura. Esta inovação permite construções ultraleves com visão de futuro, que utilizam significativamente menos materiais de construção em comparação com as construções clássicas leves, sem comprometer a segurança da estrutura de suporte. Para isso, os atuadores – que são elementos ativos – são integrados na estrutura de suporte passiva, em paralelo ou em série.

Os componentes do atuador, desenvolvidos por Julia Wagner e pelo Dr. Michael Böhm no Instituto de Sistemas Dinâmicos (ISYS) da Universidade de Stuttgart, juntamente com Timon Burghardt do Instituto para Projetos Industriais e Projetos de Engenharia (IKTD), compreendem os elementos ativos e componentes mecânicos para transmissão de força. No estado passivo, estes últimos servem para manter a carga inicial, eliminando assim a necessidade de elementos adicionais para atender a finalidade da estrutura.

Redução drástica de materiais e peso

Esses componentes de construção complementam uma estrutura leve convencional para criar uma estrutura ultraleve, capaz de compensar ativamente as deformações causadas por cargas dinâmicas e estáticas. Cada elemento exerce ou dissipa forças de tração ou compressão, dependendo do tipo de carregamento. Isso é feito automaticamente combinando sensores apropriados e uma unidade de controle.

Por exemplo, os elementos ativos podem ser operados hidraulicamente, pneumaticamente ou (piezo-) eletricamente. Com esses elementos de suporte adaptativos, é possível reduzir significativamente a quantidade de materiais utilizados e, portanto, o peso total da construção concluída. Ao mesmo tempo, o amortecimento de todas as vibrações também aumenta significativamente a vida útil das estruturas de suporte de carga, o que também reduz muito a quantidade de resíduos e, portanto, a quantidade de resíduos descartados. Esses atuadores podem ser usados também em prédios altos, não apenas em estruturas leves. Eles também podem ser usados ​​em estruturas existentes, como pontes.

Pedidos de patentes foram apresentados para esses elementos estruturais. A Universidade de Stuttgart está procurando parceiros da indústria para o lançamento no mercado.

Prédio no Campus Vaihingen

Os elementos estruturais adaptativos estão sendo desenvolvidos em um contexto prático em um edifício de demonstração. Este edifício adaptável de aproximadamente 37 metros de altura está localizado no campus da Universidade de Stuttgart e foi construído como parte do Centro de Pesquisa Colaborativa 1244, que é financiado pela Fundação Alemã de Pesquisa e liderado pelo professor Dr. Werner Sobek, do Instituto para Estruturas Leves e Projeto Conceitual (ILEK) e pelo professor Dr. Oliver Sawodny, do ISYS.

Acesse a notícia completa na página da Universidade de Stuttgart (em inglês).

Fonte: Annette Siller, Universidade de Stuttgart. Imagem: Instituto para Estruturas Leves e Projeto Conceitual (ILEK), Universidade de Stuttgart.