Projetar ou construir estruturas como arranha-céus ou pontes, em que se deve considerar a ação dos ventos, tempestades e tremores, é sempre um grande desafio. O grau de dificuldade poderia ser comparado a projetar navios e aeronaves, por exemplo.

A saber, um dos itens mais importantes na construção de um arranha-céu é a sua sustentação. Isso é o que garante a segurança das instalações. Explicando melhor, para ser possível criar uma estrutura realmente alta, são necessárias colunas e gradeamentos feitos com ferro de alta resistência. E esses elementos é que formarão o esqueleto que dará sustentação à edificação.

O edifício Torre Mode Gakuen Cocoon, com 204 metros e 50 andares, localizado no distrito de Nishi-Shinjuku, Tóquio, Japão, é um exemplo. Sua estrutura pode ser desafiadora, tanto pelo seu formato, quanto pela sua altura. Veja na imagem a seguir!

Observação: a construção da Torre Mode Gakuen Cocoon antecede o estudo apresentado a seguir. Contudo, é um exemplo de design que melhor representa como a natureza pode inspirar a elaboração de trabalhos em Arquitetura e Engenharia!

A esponja de vidro do mar

Uma parceria entre pesquisadores da New York University Tandon School of Engineering e cientistas da Universidade de Roma Tor Vergata resultou no estudo da estrutura de uma esponja cesta de flores de Vênus (E. aspergillum), conhecida como “esponja de vidro" do mar. E a estrutura desta esponja, desde então, tem inspirado projetos mais seguros e eficientes em Arquitetura e Engenharia

Características físicas e dinâmicas

Parte do estudo foi observar como as cavidades e os cristais no corpo do organismo marinho influenciam a hidrodinâmica da água que penetra na esponja e como esse movimento constante consegue melhorar suas propriedades mecânicas. 

O formato da “esponja de vidro” é cilíndrico com paredes finas e um grande átrio central. Sua estrutura é formada por espículas (corpúsculos siliciosos) entrelaçadas; compostas por três raios perpendiculares, formando uma malha muito fina que garante uma rigidez que permite que ela sobreviva em grandes profundidades. Sendo percebido que, interagindo com o movimento de águas profundas, o corpo da “esponja de vidro” consegue se deformar sem abalar sua estrutura.

Os estudantes, estudando a estrutura da esponja e observando o fluxo dos fluidos internos e externos à sua cavidade, concluíram que, a estrutura diminui o arrasto causado pelo movimento da água. Fora isso, também cria redemoinhos dentro da cavidade usada para alimentação e reprodução. Isto seria resultado da organização das cavidades e dos cristais dentro da própria estrutura corporal.

Reprodução na Engenharia

Um dos propósitos deste estudo da New York University Tandon School of Engineering e Universidade de Roma Tor Vergata é encontrar a "fórmula perfeita" para se conseguir construir estruturas mais resistentes e eficientes usando-se menos materiais. Com isso, seria possível construir edifícios mais fortes e mais altos, pontes mais longas e espaçonaves mais leves.

Em análises feitas em laboratório, os pesquisadores utilizaram modelos 3D e realizaram simulações computadorizadas. Cerca de 100 bilhões de partículas virtuais foram utilizadas para eles poderem reproduzir as condições hidrodinâmicas ideais do fundo do mar.

Apesar dos bons resultados já obtidos, é necessário o completo estudo da estrutura da “espoja de vidro”, suas propriedades e geometria. O entendimento de como se comportam, minimizando o arrasto das águas, poderá tornar mais seguros os projetos de prédios muito altos, pontes, navios e aeronaves, já que estes também sofrem com o arrasto causado por ventos e pela água.

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Fontes: Yahoo, Engenharia Compartilhada, Canal Tech.

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Eduardo Mikail

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