Bolas de ténis recicladas podem proteger edifícios contra terramotos
Os tremores de terra não podem ser previstos, mas os engenheiros podem preparar-se para estes eventos. Existe uma série de sistemas de isolamento sísmico que podem ajudar a evitar danos maiores, no entanto, podem ser dispendiosos. Então foi pensada uma forma de o fazer, com baixo custo. Saiba mais aqui!
Os sistemas de isolamento sísmico construídos nas bases de certos edifícios em áreas de alto risco, utilizam estruturas complexas de betão, borracha e metal para reduzir os danos causados pelos terramotos, absorvendo as oscilações horizontais do solo, como a suspensão de um carro faz com o movimento vertical.
No entanto, tais adaptações são dispendiosas. O engenheiro Jian Zhang da Universidade da Califórnia, Los Angeles, afirma que incorporar o isolamento sísmico pode aumentar os custos de construção até 20%. Embora estes sistemas possam poupar mais do que custam ao longo do tempo, os construtores nalgumas regiões propensas a terramotos podem não ter orçamento suficiente.
Um novo método antissísmico
Um novo método de isolamento sísmico utiliza a física do rolamento para criar uma alternativa mais simples e de menor custo com materiais prontamente disponíveis: bolas de ténis recicladas. "Os que jogam ténis não sabem o que fazer com as bolas depois de cada jogo", afirmou o engenheiro sísmico Michalis Vassiliou do ETH Zürich.
A equipa de Vassiliou baseou o seu método numa forma precoce de isolamento sísmico que faz com que um edifício a abanar, balance até parar. Ao separar um edifício do solo, com uma camada de esferas ou cilindros em reentrâncias côncavas, este tipo de isolamento converte a agitação horizontal errática num suave movimento de balanço e utiliza a fricção para amortecer ainda mais estas oscilações.
A new seismic-isolation method uses the physics of rolling to create a simpler, lower-cost alternative with readily available materials: recycled tennis balls. https://t.co/OOefxjWxkz
— Scientific American (@sciam) January 3, 2022
Este método foi utilizado em pirâmides peruanas com 5 mil anos de idade, mas hoje em dia os construtores favorecem sistemas de isolamento caros e padronizados.
Para o seu novo estudo sobre isolamento sísmico rolante, detalhado em Frontiers in Built Environment, os investigadores injetaram misturas semelhantes a cimento em centenas de bolas de ténis que tinham perdido o seu ressalto.
Construíram um protótipo barato que consiste em quatro bolas de ténis cheias, ensanduichadas entre duas lajes de betão, e descobriram que resistiu a tremores de terra simulados enquanto suportava oito quilonewtons de força, por bola - cerca do dobro do que os sistemas de isolamento poderiam experimentar sob casas de um piso.
As bolas tinham de conter uma determinada quantidade da mistura (os investigadores utilizaram um saco de pastelaria para as encher) para amortecer as vibrações sem rachar durante os testes.
Aposta para o futuro passa pela criação e teste de um protótipo maior
Vassiliou concorda que os resultados são preliminares, mas que esta tecnologia pode servir uma necessidade não satisfeita. Os próximos passos serão a criação e teste de um protótipo maior com centenas de bolas de ténis num centro de investigação em Cuba: um exemplo de um local onde tais sistemas poderiam tornar o isolamento viável na construção normal.
Vassiliou diz ter recebido financiamento para testar o sistema no terreno e estabelecer parcerias com cientistas para refinar a invenção. "Para que isto seja efetivamente implementado", acrescenta, "é necessário desenvolvê-lo com engenheiros de países de baixos rendimentos, para que responda às suas necessidades".