Madeira auto-moldada

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Madeira programada

Artigo ETH de Michael Keller: Pesquisadores da ETH Zurich, Empa e da Universidade de Stuttgart desenvolveram uma nova técnica envolvendo um processo de secagem controlado que faz com que os painéis de madeira se dobrem em uma forma pré-definida, sem o uso de força mecânica.

A madeira é um recurso renovável e um material de construção popular e sustentável. Projetos arquitetônicos complexos com estruturas curvas ou torcidas, no entanto, apresentam desafios crescentes para o setor de construção em madeira. A remodelação da madeira atualmente utiliza grandes máquinas que consomem quantidades substanciais de energia para pressionar os elementos do edifício nas formas necessárias.

Em um estudo publicado recentemente na Science Advances, pesquisadores da ETH Zurich e Empa apresentaram um processo que tem o potencial de substituir esses processos ineficientes de remodelagem mecânica. Em colaboração com colegas da Universidade de Stuttgart, eles desenvolveram uma abordagem que faz com que elementos sólidos de construção em madeira se dobrem em uma forma predefinida sem o uso de força mecânica externa.

Curvatura programada

O processo de auto-modelagem é baseado no inchaço e na contração naturais da madeira causados ​​pelo teor de umidade do material. Quando a madeira úmida seca, ela se contrai mais fortemente perpendicularmente ao grão do que ao longo do grão. Essa distorção é normalmente um efeito indesejável, mas os pesquisadores aproveitaram a propriedade colando duas camadas de madeira para que suas direções de grãos se oponham. Este painel de duas camadas constitui a base do novo método.

“À medida que o conteúdo de água do painel de duas camadas diminui, uma camada diminui mais do que a outra. As duas camadas estão firmemente coladas, de modo que a madeira se dobra ”, explica Markus Rüggeberg, que é afiliado à Empa e à ETH e liderou o estudo. Dependendo da espessura das camadas, direção dos grãos e teor de umidade da madeira, os pesquisadores podem usar um modelo de computador para calcular a distorção precisa do componente do edifício durante a secagem. Eles apelidaram esse processo de “programação em madeira”.

Quando um painel de duas camadas atinge o formato desejado, ele pode ser colado com painéis curvos da mesma forma em um processo chamado laminação. Isso permite que a equipe de pesquisa obtenha as espessuras de material necessárias para uso como madeira laminada cruzada, que sempre consiste em várias camadas. Um componente de madeira produzido do mesmo material permanece dimensionalmente estável, mesmo em umidade flutuante.

“Nossa abordagem permite uma ampla variedade de formas e raios de curvatura. O conceito de programação de madeira abre novas possibilidades arquitetônicas para esse material de construção renovável disponível regionalmente ”, diz Philippe Grönquist, principal autor do estudo que trabalha nas duas instituições e dedicou sua tese de doutorado a esse tópico. Os pesquisadores apresentaram um pedido de patente para seu método.

Curvo aos céus: a Torre Urbach

A Torre Urbach prova que o método é adequado para construções de madeira em larga escala. É o primeiro edifício do mundo feito de elementos grandes e auto-moldáveis. Com 14 metros de altura, a torre impressionante foi construída como um marco para o show nacional de horticultura em Remstal, perto de Stuttgart, em maio de 2019. É um projeto conjunto executado por arquitetos e engenheiros da Universidade de Stuttgart e pela empresa suíça de construção em madeira Blumer-Lehmann .