Um novo estilo de ponte em arco, mais robusto do que nunca e inspirado na natureza, foi encontrado por uma pesquisadora da Universidade de Warwick, na Inglaterra.
A professora Wanda Lewis, da Escola de Engenharia da universidade, usou o princípio da tensão constante para moldar pontes em arco submetidas a uma carga permanente, ou seja, seu próprio peso.
O conceito dessas novas pontes em arco foi explorado no artigo “Constant stress arches and their design space” ou “Arcos de tensão constante e seu espaço de design”, publicado recentemente na revista científica Proceedings of the Royal Society A.
O “estresse constante” é observado em muitos objetos naturais, como árvores, conchas ou ossos.
Esses objetos são amplamente conhecidos por serem bastante otimizados em termos de sua alta relação força-massa.
Seguindo esse princípio, a pesquisadora utilizou um processo de projeto de engenharia reversa, em que a forma de uma estrutura é determinada através de um processo de descoberta de forma, para apresentar um arco de tensão constante.
O novo objeto possui uma forma sem “momento”, o que significa que responde à carga permanente da maneira mais simples possível, gerando apenas tensão axial sem ação de flexão e um valor constante de tensão que a área da seção transversal pode acomodar.
Embora os arcos de tensão constante possam representar um desafio de construção, devido à sua seção transversal continuamente variada e ao alto nível de precisão exigido na fabricação, sua resposta simples ao carregamento tem o potencial de resolver problemas de durabilidade e sustentabilidade enfrentados por nossa infraestrutura futura.
“Nos últimos trinta anos, tenho pesquisado como fazer estruturas robustas que são mais fortes do que nunca, usando a descoberta de formas e aplicando estresse constante inspirado nas formas encontradas na natureza. O novo tipo de estilo de ponte em arco é, portanto, não apenas forte, mas uma formação natural que apresenta um novo estilo de arquitetura.” Disse a professora em entrevista para o site da universidade.
A partir de agora, novos trabalhos serão realizados para investigar a estabilidade do arco e propor níveis adequados de tensão constante, para que os arcos não excedam seus limites de resistência de projeto quando submetidos à carga última ou se tornem muito pesados quando o valor de tensão escolhido for muito baixo.
Fontes:
Wanda J. Lewis, Constant stress arches and their design space. Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 2022.
New style of arch bridge architecture shaped by nature. TechXplore. 18 de janeiro, 2022.