Material inspirado em tênis de corrida pode proteger prédios de terremotos
Por Gustavo Minari | Editado por Douglas Ciriaco | 24 de Outubro de 2021 às 12h00
Pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Queensland, na Austrália, desenvolveram um novo material capaz de absorver energia, protegendo edifícios contra danos causados por impactos. A inspiração surgiu com a observação do composto usado em tênis de corrida e travesseiros de espuma viscoelástica, o famoso travesseiro na NASA.
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O produto impresso em 3D possui uma capacidade de absorção sinética que consegue suportar a força de impacto equivalente a um carro de passeio viajando a uma velocidade constante de 60 km/h. Esse bioplástico imita o comportamento de materiais auxéticos — objetos que quando tracionados se expandem transversalmente, e quando comprimidos, se contraem transversalmente.
“Em vez de achatar quando esticado ou inchar quando comprimido, os materiais auxéticos se expandem ou se contraem em todas as direções ao mesmo tempo, o que os torna altamente absorventes de energia e resistentes à carga”, explica a engenheira de materiais Tatheer Zahra, autora principal do estudo.
Formas geométricas
Como os materiais auxéticos disponíveis no mercado são caros, os pesquisadores replicaram as formas geométricas desses materiais usando uma impressora 3D. O produto resultante tem resistência suficiente para substituir as malhas de polímero reforçado com aço e fibra, normalmente usadas na construção civil.
Uma amostra desse material impresso em 3D com apenas 180 gramas é capaz de resistir a uma força de aproximadamente 2.500 kg, quando contraída em qualquer direção, e absorver energia de cerca de 260 joules sem apresentar danos estruturais ou mudanças significativas em sua forma original.
“Em uma escala normal, os compostos incorporados a essas geometrias auxéticas 3D poderiam, em teoria, resistir facilmente a impactos de grandes proporções ou à energia de choque causada por explosões de gás, terremotos, forças do vento e colisões entre veículos”, acrescenta Zahra.
Outras vantagens
Ao incorporar o novo material à argamassa comum, por exemplo, as formas geométricas auxéticas ficariam protegidas de microrganismos e temperaturas acima dos 60 °C, fazendo com que elas durassem praticamente por toda a vida útil da estrutura de um prédio sem ser danificada.
A impressão em 3D também torna a modelagem do material mais simples, facilitando a escolha do tamanho ou do desenho de cada peça, antes da realização de um projeto arquitetônico contendo diferentes estruturas com requisitos básicos de carga e tensão, utilizados pela construção civil.
“Os bioplásticos fornecem uma alternativa mais sustentável e de baixa emissão de carbono em comparação com o plástico reforçado com fibra ou outros polímeros não biodegradáveis. Além disso, ele é mais econômico do que usar tecidos auxéticos disponíveis, que podem custar até US$ 400 (cerca de R$ 2.200 na cotação atual) por metro quadrado”, encerra Tatheer Zahra.