Imãs e Pêndulos: Os alicerces das modernas construções resistentes a terremotos

Imãs e Pêndulos: Os alicerces das modernas construções resistentes a terremotos

Desde o início da construção das civilizações, o homem vem enfrentando dificuldades na elaboração de projetos que resistam às ações da superfície terrestre. Entre essas dificuldades, encontram-se aquelas relacionadas aos movimentos da crosta terrestre que geram grandes modificações no meio externo na Terra. Os abalos sísmicos são exemplos desta força, uma vez que dificultam a estabilização de grandes obras da construção civil. Por conta disso, diversos países em regiões geograficamente instáveis, como Japão, Chile e México, estão adotando técnicas diferentes em suas construções, principalmente as voltadas para grandes edifícios. Outras intemperes também favorecem o uso destes métodos, como o vento, uma vez que também modificam a estabilidade de uma edificação.

Figura 1 – Shangai Tower. Fonte: Shangai Tower – Wikipedia

Dentre os métodos de construção de um edifício estão: o uso de alicerces com suspensão na fundação, que podem ser constituídos de molas (mais simples) ou de amortecedores eletrônicos (mais robusto), e pêndulos inerciais, para prédios mais altos, que possuem um sistema magnético para evitar instabilidades. O último método é o mais recente e foi utilizado na construção da torre “The Shangai Tower” em Xangai, na China. O edifício foi inaugurado em 2015 e conta com 128 andares, sendo o mais alto da China e o segundo mais alto no mundo. Por possuir 632 metros de altura, os ventos fortes e a instabilidade sísmica foram uma das maiores dificuldades dos projetistas até a formulação do pêndulo.

Figura 2– Sistema Pendular Inercial. Fonte: IBGK – Blog

Figura 3 – Placa Magnética. Fonte: Jeffrey Donenfeld – Blog

Neste método os engenheiros tiveram o desafio de estabilizar o pêndulo de 1.000 toneladas de aço, e por conta disso, instalaram amortecedores hidráulicos em sua base, fazendo uma ligação com cabos de aço para fixá-lo. Abaixo dele, 125 imãs de alto campo aplicados a uma estrutura de cobre estão dispostos em uma placa. Ao sofrer algum tipo de movimentação, o pêndulo provocava uma corrente elétrica na superfície de cobre junto aos imãs, que respondem com um campo contrário à força, mantendo o pêndulo em equilíbrio, assim como o arranha-céu. Assim, toda a energia necessária para seu funcionamento é fornecida pela própria energia cinética gerada, tornando-se um sistema de equilíbrio autossuficiente.

O sistema mencionado é muito mais moderno e possui um alto custo. Normalmente, países como o Chile adotam algumas medidas técnicas mais baratas e também efetivas para terremotos e ventos fortes, utilizando-se de alicerces com suspensão na sua fundação (geralmente de borracha), paredes super-resistentes e amortecedores entre pontos específicos de uma edificação.

Figura 5 – Shear Walls feita de OSB. Fonte: Futureng – Blog

Figura 6 – Amortecedores entre paredes. Fonte: KYB – Blog

Estes e outros métodos utilizados são de grande importância para o desenvolvimento ainda maior de métodos construtivos que auxiliem na resistência de grandes edificações às ações do tempo e principalmente às manifestações de movimentação da Terra ao longo dos anos. Além disso, a resiliência das edificações a partir de formas inovadoras dispõe uma variedade de oportunidades de adptações construtivas  em diferentes partes do mundo.  Logo, contribuiu para as aplicações de técnicas a partir de trivialidades, muitas vezes aprendidas na graduação, contribuindo para o futuro da Engenharia Civil.

Autor: Vitor Schweitzer Thiesen.

Confira aqui as referências bibliográficas.