Investigação em arquitectura ecológica com a ajuda do Mimics
Abou-Houly, Loughborough University
Com as alterações climáticas, a população mundial enfrenta novos desafios. A pesquisa está centrada em novos métodos de construção, mais eficientes energeticamente, bem como a poupança de matérias primas. A ajuda pode surgir de algo inesperado, a construção de térmitas.
As termiteiras africanas podem guardar a chave para um grande avanço em arquitectura ecológica. Muitos entomologistas, fisiologistas e engenheiros concordam que esta construção é uma das estruturas de ventilação mais fascinante e engenhosa da natureza. As colónias de térmitas que residem num ninho subterrâneo, constroem estes montes a partir do solo circundante. O monte fornece ventilação ao ninho subterrâneo permitindo trocas gasosas com a atmosfera. Um grupo de investigadores acredita que este método de construção pode ser adaptado a habitações humanas. Mas de forma a tornar isto possível, precisavam de um olhar mais próximo sobre estas estruturas complexas.
Compreender a termoregulação das termiteiras exige o conhecimento da relação entre a sua arquitectura complexa e a climatização integrada. Uma vez captada a sua geometria 3D, a estrutura interna pode ser analisada. Os investigadores optaram por realizar o estudo em África, recorrendo a um dispositivo costumizado slice-and-scan, desenvolvido na Universidade de Loughborough e enviado posteriormente para a Namíbia.
As termiteiras africanas podem guardar a chave para um grande avanço em arquitectura ecológica. Muitos entomologistas, fisiologistas e engenheiros concordam que esta construção é uma das estruturas de ventilação mais fascinante e engenhosa da natureza. As colónias de térmitas que residem num ninho subterrâneo, constroem estes montes a partir do solo circundante. O monte fornece ventilação ao ninho subterrâneo permitindo trocas gasosas com a atmosfera. Um grupo de investigadores acredita que este método de construção pode ser adaptado a habitações humanas. Mas de forma a tornar isto possível, precisavam de um olhar mais próximo sobre estas estruturas complexas.
Compreender a termoregulação das termiteiras exige o conhecimento da relação entre a sua arquitectura complexa e a climatização integrada. Uma vez captada a sua geometria 3D, a estrutura interna pode ser analisada. Os investigadores optaram por realizar o estudo em África, recorrendo a um dispositivo costumizado slice-and-scan, desenvolvido na Universidade de Loughborough e enviado posteriormente para a Namíbia.
A máquina operou noite e dia ao longo de 2 meses, uma vez que eram necessarias condições de luminusidade uniformes em todas as fatias, para facilitar a segmentação. No entanto o Mimics minimizou esse efeito devido a poderosas ferramentas de edição. Devido à elevada quantidade de imagens, a estrutura foi reconstruída no Mimics por segmentos. Convertidos em STL estes foram assemblados no Magics digitalmente alinhando os diferentes elementos.
A elevada precisão deste modelo permitiu aos investigadores analisar facilmente a estrutura interna do monte para obter as dimensões dos diferentes canais e condutas, bem como as interligações entre estes. O elevado tamanho do modelo e o elevado detalhe, combinado com as actuais limitações computacionais fazem da análise de fluídos (CFD) uma tarefa impossível, assim sendo os investigadores ainda estão limitados a um modelo simplificado.
As futuras análises CFD irão revelar os sistemas de ventilação natural nestes montes. A precisão destes modelos é fundamental para realizar estas análises computacionais, o Mimics, é então a melhor escolha para processar e editar sequências de imagens a partir de scanners, criando modelos 3D de elevado detalhe.
O Mimics 13 permite a optimização de malhas para análises FEA/CFD e a atribuição de propriedades ao material com base na escala de cinzentos, bem como a exportação em formatos nativos dos mais variados softwares CAE (Ansys, Abaqus, Comsol, Patran...). Devido às capacidades do Magics para a manipulação de ficheiros STL, esta foi uma solução essencial para combinar e optimizar as diferentes fatias, num único modelo permitindo a exportação para softwares de análise e até mesmo produzir o modelo com recurso a tecnologias de prototipagem rápida.
Mais informações em: www.distrim.pt - plm@distrim.pt
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