Dimensionamento e verificação normativa de estruturas em papel

E logo de início, temos de admitir que este foi o desafio mais difícil que alguma vez enfrentámos na nossa história. Mas adoramos desafios! Assim, após anos de desenvolvimento, testes exaustivos e verificações, a funcionalidade mais desejada está finalmente aqui! 

Com a nova versão IDEA StatiCa F00I, podemos afirmar com orgulho que o IDEA StatiCa consegue dimensionar, analisar e realizar a verificação normativa de vários tipos de estruturas em papel. 

Porquê papel?

A história do papel remonta ao antigo Egito. Desde então, foram produzidos, utilizados e escritos biliões de toneladas de papel. As vantagens deste material são bem conhecidas:  

• ecológico
• totalmente reciclável
• acessível 
• disponível em todo o mundo 
• colorível
• comestível (em alguns casos)

Apesar da sua longa história, o papel é indubitavelmente o material de construção mais promissor do futuro. Provavelmente já reparou na primeira catedral de cartão concebida por uma lenda da arquitetura, Shigaru Ban, em Christchurch, Nova Zelândia. 

E não é o único caso. Podemos encontrar múltiplas utilizações do papel em diversos trabalhos de engenharia, como pontes,

abrigos ou construções de diversão infantil em todo o mundo. E acreditamos que todas as crianças devem brincar em segurança. 

Mas a sua imaginação não tem limites aqui. Tudo o que imaginar pode ser criado em papel, pode ser dimensionado e analisado pelo IDEA StatiCa. 

Além disso, todo o engenheiro ou arquiteto iniciou a sua carreira criando modelos em papel ou cartão para projetos escolares, certo? E a única forma de testar a estabilidade e segurança desses projetos escolares era o teste prático (os mais utilizados eram testes de impacto por esmagamento, testes de resistência ao fogo e testes de resistência à água e outras bebidas). 

Com a nova aplicação IDEA StatiCa Paper, pode agora analisar até elementos de construção em miniatura em poucos minutos. 

Apresentamos o IDEA StatiCa Paper

Graças à nova aplicação IDEA StatiCa Paper, adicionamos mais um tipo de material de construção ao portefólio de produtos IDEA StatiCa. A par das ligações de aço e elementos, incluindo ligações aço-betão e aço-madeira, e das nossas aplicações de betão, pode agora dimensionar e realizar a verificação normativa de um tipo de material totalmente novo – estruturas em papel. 

A principal intenção é minimizar as limitações de utilização, pelo que, em cooperação com os nossos parceiros de investigação, desenvolvemos um método inovador para avaliar o comportamento do modelo em papel – CPFEM (Cellulose Paper Finite Element Method). 

O diagrama tensão-deformação do CPFEM: 

Para surpresa de todos os nossos investigadores, todo o método matemático subjacente ao solver foi inventado há milhares de anos e assenta numa fórmula muito simples e bem conhecida: 

Qualquer tipo de estrutura

O método CPFEM permite ao utilizador usar QUALQUER tipo de papel para os seus fins de construção: 

• resmas de papel de escritório

• cartão

• tubos de papel higiénico

• e muitos outros.

Qualquer tipo de ligação

Graças à tecnologia CPFEM que está no núcleo do IDEA StatiCa Paper, os utilizadores também não têm limitações no dimensionamento de ligações papel-a-papel. Não importa se une os seus papéis com cola, agrafos, clipes ou por empilhamento (a que chamamos internamente o "método origami"), estamos sempre do seu lado.

Análise e verificação normativa

Como seria de esperar, o principal desafio no que diz respeito ao papel é a parte da análise. Os nossos engenheiros de investigação passaram anos em laboratórios para cobrir pelo menos os principais tipos de análise e ensaios. Com base nas características do papel, enfrentámos três desafios principais:

• resistência à água (dissolução)
• resistência ao fogo
• ação do vento (encurvadura, arrasto)

Felizmente, as mais recentes inovações na indústria de produção de papel ajudaram-nos e os mais recentes ensaios de papel retardante de chama e resistente à água são promissores para o futuro do papel na indústria da construção. 

Temos de admitir que tivemos muito mais dificuldades em passar o ensaio de resistência ao vento com a resma de papel de escritório. Como pode ver num dos vídeos de verificação, o trabalho de investigação nem sempre corre como esperado. 

Verificações e comprovação

A fiabilidade é o núcleo de todas as aplicações IDEA StatiCa e o Paper não é exceção. A fase de investigação e verificação foi conduzida pela reconhecida Universidade Ramsés III do Papiro, no Cairo, Egito. 

A equipa universitária passou mais de 5 anos a realizar inúmeros ensaios laboratoriais. Os resultados foram alinhados com os requisitos normativos. O CPFEM supera os limites das possibilidades de cálculo no dimensionamento de estruturas em papel, mantendo os engenheiros do lado seguro.

Nas imagens abaixo, pode acompanhar um dos ensaios de uma ponte em papel sob carregamento. Todas as ligações em papel foram então analisadas pelo CPFEM. 

Dê uma oportunidade ao Papel

Na IDEA StatiCa acreditamos que o futuro do papel é amplamente promissor. É por isso que investimos o nosso dinheiro, tempo e capacidades de investigação para encontrar uma forma de utilizar eficientemente este material de construção bem conhecido, ecológico, mas ainda subestimado, e proporcionar aos engenheiros estruturais, bem como a outros profissionais da construção, um novo material com que trabalhar e diferenciar-se no mercado. 

A nova aplicação IDEA StatiCa Paper faz parte da versão F00I recentemente lançada, que está disponível exclusivamente a 1 de abril de 2021, neste link.

E se não o convencemos, esperamos pelo menos tê-lo entretido por uns momentos e feito sorrir.      

 Feliz Dia das Mentiras!

Imagens com direitos de autor: shigerubanarchitects.com, myonebeautifulthing.com, SimScale, ScienceDirect.com, Brandon Tran, Eugene Choo