Perspectiva biomimética do ninho da andorinha-dos-beirais

Data
2009
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Resumo
A terra é um material natural, ecológico, reciclável e abundante e, como tal, foi sempre e volta agora a ser considerado como sendo um dos materiais/soluções de construção de eleição, com enorme potencial. Na construção tradicional portuguesa encontram-se várias soluções construtivas recorrendo ao uso da terra crua, com uma importante expressão. Este património construído necessita de ser conservado. Neste contexto, o presente trabalho tem como principal objectivo dar um contributo na temática das soluções de melhoramento do comportamento e reforço de elementos construtivos em terra a partir do estudo biomimético de um ninho de andorinha-dos-beirais. De modo a identificar a eventual existência de algum fenómeno de aglutinação ocorrido durante o processo de construção de um ninho de andorinha-dos-beirais, procedeu-se a um trabalho experimental de caracterização a partir de amostras recolhidas em diferentes ninhos encontrados na zona de Vila Real. Para a identificação da composição química inorgânica e mineralógica das amostras recolhidas realizaram-se análises em Scanning Electron Microscopy / Energy Dispersive Spectroscopy (SEM/EDS) e por difracção de raios-X. Para a identificação da composição orgânica das amostras recolhidas foi feita a quantificação colorimétrica do teor de proteínas pelo método de biureto, e do teor de polissacarídeos/açucares pelo método dos açúcares totais. Os resultados experimentais relativos às amostras retiradas dos ninhos quando comparados com resultados similares relativos a amostras de argila recolhidas na mesma zona de origem dos ninhos, são muito semelhantes, destacando-se apenas a presença de polissacarídeos/açucares nas amostras de ninho. Por sua vez, uma análise numérica do ninho permitiu compreender o funcionamento desta estrutura natural de terra crua e verificar que apresenta uma capacidade resistente à tracção relevante. Ensaios mecânicos de amostras de solo argiloso misturado com uma solução à base do polímero extraído do ninho revelaram uma melhoria de comportamento mecânico. Pretende-se que a partir dos resultados obtidos neste trabalho de investigação se possam retirar sugestões para o desenvolvimento de soluções de estabilização e de melhoramento de elementos construtivos existentes de terra crua.
The paradigm of hearth being a historical and a modern building material has been related to the fact that it is natural, ecological, recycled, abundant and economic. Among the traditional portuguese building techniques are included the ones that uses hearth and that are relevant. The construction built under these techniques must be preserved. In this context, the main objective of this research work is to give a contribution on the material properties field and, in particular, on the reinforcement techniques of this type of construction, based upon a biomimetic study focused on the andorinha-dos beirais nest. In order to identify a possible occurrence of an agglutination phenomenon during the building process of the nest, an experimental study of identification/characterization of the nest`s material using samples gotten in the Vila Real area was carried on. The identification/characterization of the elementary chemical and the mineral compositions of the material were done by the scanning electron microscopy/energy dispersive spectroscopy (SEM/EDS) and by the X-ray diffraction analysis respectively. The identification/characterization of the organic composition was done using colorimetric analysis which the protein components were detected by the biuret methodology and the polysaccharides/sugars components by the total sugar technique. The results show that the andorinha-dos-beirais adds a certain amount of a certain type of sugar into the clay material during the building process of the nest. This component may increase the quality of the hearth as a raw material. A numerical modelation of the nest as a natural smart structure using a computer program able to do a finite element analysis allowed to figure out that this structure has an unexpected tension strength capacity.
Descrição
Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil
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