RESUMO: CAPÍTULO ANALOGIAS ENTRE SISTEMAS ESTRUTURAIS DA NATUREZA E DAS EDIFICAÇÕES

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CAPÍTULO 6: ANALOGIAS ENTRE SISTEMAS ESTRUTURAIS DA NATUREZA E DAS EDIFICAÇÕES

Com o objetivo de fixar os conceitos e facilitar o aprendizado, são realizadas analogias entre sistemas estruturais naturais e feitas pelo homem. Por meio delas, observa-se que a natureza pode ser considerada grande fonte de inspiração para a realização de um projeto. Seu comportamento pode ser estudado e reproduzido de diversas formas, como é possível observar nos exemplos apresentados no capítulo.

Asa da libélula: É um exemplo claro do conceito de estrutura por ser constituída por várias nervuras, por uma necessidade funcional a malha vai diminuindo à medida que se aproxima do tronco e de acordo com a quantidade de caminhos diminuindo vão aumentando sua espessura. O exemplo feito pelo homem é a estrutura projetada por Nervi no edifício Hall of Labor.

Os galhos das árvores frondosas: Os galhos desse tipo de arvore apresenta uma variação nas dimensões de suas seções aumentando da extremidade para o tronco. Para que todas seções sejam solicitadas praticamente igual, o que é mais desejável, a natureza aumenta a seção do galho proporcionalmente à intensificação do esforço, de tal sorte que o binário interno reativo tenha um braço maior (braço = distância entre as forças do binário), fazendo com que as forças de compressão e de tração mantenham-se dentro do limite da resistência da madeira da arvore. 

O galho da palmeira: Um exame atento indica que o galho da palmeira apresenta uma quantidade de material aproximadamente constante, da extremidade ao tronco. A palmeira conta com um mecanismo diferente para aumentar a resistência do galho ao momento fletor. Uma analogia com obras realizadas pode ser vista na obra de Felix Candela onde a seção transversal parra de uma lâmina reta na extremidade para outra bem curva junto ao apoio.

O galho da araucária: Seus galhos são quase horizontais e diferentemente das espécies anteriores não apresentam variação nas dimensões e nem alteração na inercia. Uma viga em balanço é um exemplo de similaridade com a araucária.

O galho do chorão: São muito finos apresentando concentração de material junto ao centro de gravidade na sua seção, por isso apresentam rigidez ao giro ficando praticamente pendurados no tronco. Um exemplo criado pelo homem é o contraventamento vertical entre pilares de uma estrutura de aço, sendo constituídos de barras finas que não interferem no aspecto visual.

O pé de chuchu: é uma rapadeira que ao se fixar nas paredes apresenta ao lado de hastes razoavelmente rígidas, hastes na forma de molas. Essas molas permitem que a planta quando exposta ao vento, possa sofrer deformação sem o risco de se romper. Se fossem todas rígidas as hastes absorveriam todo esforço causado pela vibração do vento, fenômeno idêntico ao de um fio de arame romper-se quando submetido ao dobramento alternado ora de um lado ora de outro.

O ninho do tinhorão: Construído sob a forquilha do galho de uma arvore é constituído com fios de capim seco, fios artificiais, este é um exemplo típico de uma estrutura que a correta disposição de elementos isolados, como frágeis fibras pode resultar em um sistema com grande capacidade de carga. 

A casa do joão-de-barro: é constituída pelo casal que usa fibras vegetais misturadas com o barro úmido da beira de córregos. Um exemplo construído é a cobertura do Panteão de Adriano construída em Roma por volta do ano 118 d.C.

A colmeia das abelhas: Os casulos são dispostos de forma que se encontram em uma das faces estão defasados em relação aos da outra, o fechamento do fundo dos casulos é feito por três losangos iguais. É possível observar que para aumentar ainda mais a rigidez da forma hexagonal as abelhas aumentam a espessura junto aos nós como que fazendo do hexágono um pórtico. A parede estrutural em forma de losango usada em um edifício da IBM tem função de transmitir cargas dos pavimentos superiores para os pilares do térreo.

O casulo da lagarta: Faz seu abrigo em uma folha, que enrola em volta do próprio corpo, amarrando-a com fios por ela secretados. A primeira parte da folha a ser dobrada é a mais larga e a que tem menor rigidez e após ser tensionada pelos fios torna-se mais rígida e, portanto, mais protegida. As obras executadas pelo homem que apresentam analogia com o casulo são as estruturas tencionadas compostas de cabos e lonas.

A casa do cupim: Os cupins erguem uma parede muito resistente feita com terra e misturada a saliva do inseto envolvendo o ninho, apresenta analogia com de pontes de concreto protendido denominado processo dos balanços sucessivos.

A teia de aranha: A exemplo da casa das abelhas, as teias são construções geométricas, a aranha lança inicialmente fios radiais fixados em pontos rígidos. Após lançar os fios principais, tece os anelares até completar a malha. A cobertura de malha projetada por Frei Otto em 1973 acompanha a geometria das teias.

As conchas marinhas: Em consequência da pressão provocada pela água as conchas são submetidas a grandes esforços. A forma semelhante a uma cúpula permite o desenvolvimento de esforços predominantes de compressão. A estrutura criada por Felix Candela para o restaurante no México é um exemplo semelhante ao das conchas.

O cogumelo: Apresentam uma base denominada volva, uma haste denominada pé e a parte superior denominado chapéu. Chama atenção a estrutura de sustentação do chapéu, formada por uma série de nervuras radiais, denominadas lamelas que apesar de esbeltas são capazes de garantir a rigidez e a resistência do chapéu. O homem apropriou-se dos mesmos princípios físicos e criou diversos tipos estruturais lajes cogumelos em que a laje se apoia diretamente sobre os pilares sem o uso de vigas é muito comum principalmente para coberturas.

O pé de oliveira: Diferentemente da maioria não cresce na vertical e tem o tronco muito sinuoso, o que tende a prejudicar sua estabilidade. É muito comum a ocorrência de arvores duplas, com o tronco formando a letra K o que garante maior estabilidade à arvore. Solução análoga muito utilizada em pilares de edifícios durante o movimento modernista.

O bambu: Quando sujeito a ação do vento o bambu sofre flexão o que resulta em forças de tração em parte das fibras e de compressão em outras. Essas forças, devido a grande flexibilidade do material, poderiam deformar a seção tornando-a ovalada o que diminuiria radicalmente a sua resistência. Os nós funcionam como diafragmas, principalmente nos apoios, para que mantenham as suas seções indeformadas e possam resistir a grandes cargas e vencer vãos significativos.