Parceria busca aprimorar o projeto de estruturas leves
A Escola Politécnica (Poli) da USP e Universidade de Princeton, nos Estados Unidos, são parceiras em um projeto inicial de pesquisa que envolve o projeto de estruturas leves, como as membranas, as cascas e as estruturas espaciais, sistemas que se caracterizam por menor consumo de materiais. Esse tipo de estrutura pode contribuir decisivamente para a redução do consumo energético e de materiais associado às obras de infraestrutura, especialmente as grandes coberturas. O projeto é coordenado pelos professores Ruy Marcelo Pauletti, da Poli, e Sigrid Adriaenssens, de Princeton, nos EUA, no âmbito da parceria Estratégica estabelecida entre as duas universidades.
Estruturas leves possuem a vantagem de ter baixo consumo de material
O professor Pauletti afirma que as estruturas leves, apesar das vantagens de baixo consumo de material, têm um processo de projeto bastante peculiar. A otimização do comportamento estrutural envolve em geral um processo de busca da forma, expresso matematicamente por sistemas não-lineares, que requerem métodos numéricos para sua solução. Também a resposta estrutural é relativamente complexa, mais uma vez demandando análises não-lineares, afirma. Nesta fase inicial da pesquisa, o objetivo é explorar a complementaridade das pesquisas dos dois grupos no campo dos métodos numéricos para a solução destes sistemas.
De acordo com o professor da Poli, em todo o mundo a redução do consumo de energia e dos materiais no setor das grandes construções é uma questão estratégica. No Brasil, o setor da construção civil é responsável por 45% do consumo nacional de energia. O crescimento da infraestrutura urbana nos próximos anos demandará um aumento de geração de energia, e a participação das usinas de combustíveis fósseis deverá aumentar, uma vez que os recursos hídricos se aproximam do esgotamento, conta. Portanto, reduzir o consumo de energia e de materiais envolvidos nas construções tem como consequência a redução do uso de combustíveis fósseis, das associadas emissões de CO2 e dos impactos ambientais ligados à extração de matéria-prima.
Formas eficientes
O projeto de pesquisa pretende buscar formas eficientes para as estruturas leves e obter a resposta estrutural deste tipo de sistema. Os conhecimentos complementares dos dois grupos, no campo do método da relaxação dinâmica, serão utilizados para a resolução de problemas não lineares de equilíbrio, aplicados tanto à busca da forma como à análise do comportamento estrutural das estruturas de membrana, cabos, cascas e outros sistemas espaciais, diz Pauletti.
Este método consiste, basicamente, na resolução de um sistema dinâmico amortecido, até que este alcance uma condição de repouso, que é entendida como a solução do problema não-linear de equilíbrio, explica o professor. Como se tratam de análises dinâmicas fictícias, os parâmetros físicos podem ser calibrados para acelerar a convergência do processo. Serão testados novos critérios para garantir a estabilidade do processo de resolução numérica.
O projeto inicial tem duração prevista de dois anos, com a perspectiva de ser renovado, com objetivos mais amplos, como o estabelecimento de um laboratório junto à Poli, dependendo dos resultados deste período. Atualmente, os pesquisadores da USP colaboram em uma seção especial progressos no campo da relaxação dinâmica, para o Congresso Structural Membranes 2015 que acontecerá no próximo ano, em Barcelona (Espanha). O grupo também irá editar um número especial sobre o tema, na revista International Journal of Space Structures, acrescenta Pauletti.
No mês de setembro, a professora Sigrid Adriaenssens e outro pesquisador de seu grupo, Landolf Rhode-Barbarigos, devem visitar a Poli e proferir um seminário sobre busca da forma de sistemas estruturais leves. No ano que vem, o professor da Poli oferecerá em Princeton um seminário sobre critérios de estabilidade numérica para o método de relaxação dinâmica, o qual ambos os grupos empregam no projeto das estruturas leves. Numa próxima fase, de objetivos mais amplos, pretendemos estabelecer na Poli um laboratório para a pesquisa das estruturas leves, tomando por base a experiência já adquirida pelo Form Finding Lab dr Princeton, conclui o professor.
Agência USP
< voltar
Estruturas leves possuem a vantagem de ter baixo consumo de material
O professor Pauletti afirma que as estruturas leves, apesar das vantagens de baixo consumo de material, têm um processo de projeto bastante peculiar. A otimização do comportamento estrutural envolve em geral um processo de busca da forma, expresso matematicamente por sistemas não-lineares, que requerem métodos numéricos para sua solução. Também a resposta estrutural é relativamente complexa, mais uma vez demandando análises não-lineares, afirma. Nesta fase inicial da pesquisa, o objetivo é explorar a complementaridade das pesquisas dos dois grupos no campo dos métodos numéricos para a solução destes sistemas.
De acordo com o professor da Poli, em todo o mundo a redução do consumo de energia e dos materiais no setor das grandes construções é uma questão estratégica. No Brasil, o setor da construção civil é responsável por 45% do consumo nacional de energia. O crescimento da infraestrutura urbana nos próximos anos demandará um aumento de geração de energia, e a participação das usinas de combustíveis fósseis deverá aumentar, uma vez que os recursos hídricos se aproximam do esgotamento, conta. Portanto, reduzir o consumo de energia e de materiais envolvidos nas construções tem como consequência a redução do uso de combustíveis fósseis, das associadas emissões de CO2 e dos impactos ambientais ligados à extração de matéria-prima.
Formas eficientes
O projeto de pesquisa pretende buscar formas eficientes para as estruturas leves e obter a resposta estrutural deste tipo de sistema. Os conhecimentos complementares dos dois grupos, no campo do método da relaxação dinâmica, serão utilizados para a resolução de problemas não lineares de equilíbrio, aplicados tanto à busca da forma como à análise do comportamento estrutural das estruturas de membrana, cabos, cascas e outros sistemas espaciais, diz Pauletti.
Este método consiste, basicamente, na resolução de um sistema dinâmico amortecido, até que este alcance uma condição de repouso, que é entendida como a solução do problema não-linear de equilíbrio, explica o professor. Como se tratam de análises dinâmicas fictícias, os parâmetros físicos podem ser calibrados para acelerar a convergência do processo. Serão testados novos critérios para garantir a estabilidade do processo de resolução numérica.
O projeto inicial tem duração prevista de dois anos, com a perspectiva de ser renovado, com objetivos mais amplos, como o estabelecimento de um laboratório junto à Poli, dependendo dos resultados deste período. Atualmente, os pesquisadores da USP colaboram em uma seção especial progressos no campo da relaxação dinâmica, para o Congresso Structural Membranes 2015 que acontecerá no próximo ano, em Barcelona (Espanha). O grupo também irá editar um número especial sobre o tema, na revista International Journal of Space Structures, acrescenta Pauletti.
No mês de setembro, a professora Sigrid Adriaenssens e outro pesquisador de seu grupo, Landolf Rhode-Barbarigos, devem visitar a Poli e proferir um seminário sobre busca da forma de sistemas estruturais leves. No ano que vem, o professor da Poli oferecerá em Princeton um seminário sobre critérios de estabilidade numérica para o método de relaxação dinâmica, o qual ambos os grupos empregam no projeto das estruturas leves. Numa próxima fase, de objetivos mais amplos, pretendemos estabelecer na Poli um laboratório para a pesquisa das estruturas leves, tomando por base a experiência já adquirida pelo Form Finding Lab dr Princeton, conclui o professor.
Agência USP
< voltar