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Madeira ‘superforte’ pode ser o novo aço

A madeira, já vista como uma alternativa promissora e renovável ao aço e ao concreto, pode agora se tornar ainda mais competitiva como material estrutural.

Pesquisadores da Florida Atlantic University (FAU) desenvolveram uma técnica que reforça a madeira com ferro, aumentando significativamente sua rigidez e dureza, sem comprometer sua leveza ou sustentabilidade ambiental.

O estudo contou com colaboração de cientistas da Universidade de Miami e do Laboratório Nacional de Oak Ridge e foi publicado na revista ACS Applied Materials and Interfaces.

Ferro na estrutura celular

Sob a liderança da professora Vivian Merk, a equipe utilizou cubos de carvalho vermelho, uma madeira porosa em anel com vasos internos largos.

A madeira foi tratada com uma solução de nitrato férrico e hidróxido de potássio, resultando na formação de ferri-hidrita nanocristalina — um mineral natural de óxido de ferro.

Nesta imagem, um dos cubos de carvalho vermelho utilizados no estudo passa por uma análise – Imagem: Florida Atlantic University

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Com auxílio de um processo de vácuo, essas nanopartículas foram inseridas nas paredes celulares da madeira, aumentando sua rigidez em 260,5% e sua dureza em 127%.

Apesar do reforço, o comportamento da madeira ao quebrar continuou semelhante ao da versão não tratada, o que sugere que as ligações entre células não foram afetadas.

Leve, resistente e ambientalmente segura

  • A adição das nanopartículas teve impacto mínimo no peso da madeira.
  • Como o material utilizado é não tóxico, não há riscos ambientais caso a madeira seja descartada ou reciclada.
  • A iniciativa representa um avanço para o uso de materiais de base biológica em construções e infraestruturas.

“Estamos lançando as bases para substituir materiais tradicionais por alternativas sustentáveis”, afirmou a reitora da FAU, Stella Batalama. “Essa pesquisa contribui diretamente para a redução de carbono, minimização de resíduos e promoção de soluções inspiradas na natureza.”

Pesquisas anteriores da Georgia Tech também mostraram que o uso de óxidos metálicos em madeira pode impedir seu apodrecimento, reforçando o potencial dessas técnicas para ampliar a durabilidade e versatilidade de materiais naturais em construções futuras.

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Japão cria a maior estrutura de madeira do mundo

Um enorme círculo com uma passarela no topo foi construído no Japão. Chamado de Grand Ring, ele foi criado para o evento Osaka 2025 Expo, que visa explorar como a inovação e a tecnologia podem contribuir para um futuro melhor para todos. 

Com aproximadamente 2 km de circunferência, esta é a maior estrutura em madeira já construída no mundo. A obra usou um método tradicional japonês para conectar madeira sem usar pregos ou parafusos.

Livro dos Recortes certificou a obra

O Grand Ring foi oficialmente certificado como a maior estrutura de madeira do mundo pelo Guinness World Records, o Livro dos Recordes. No total, a construção tem uma largura de 30 metros, além de um diâmetro de borda externa de aproximadamente 675 metros.

Estrutura foi construída a partir de técnicas modernas e métodos tradicionais japoneses (Imagem: Osaka 2025 Expo)

Toda a estrutura é forrada com uma grande quantidade de flores, o que permite que os visitantes passeiem no topo dela e apreciem as vistas dos muitos pavilhões que fazem parte do evento. A obra foi projetada pela Sou Fujimoto Architects.

Em comunicado, o Osaka 2025 Expo afirmou que a estrutura “expressa o conceito de unidade na diversidade e foi construído usando uma fusão de métodos de construção modernos e juntas tradicionais de Nuki, como as usadas na construção de santuários e templos japoneses”.

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Livro dos Recordes reconheceu o Grand Ring como a maior estrutura em madeira do mundo (Imagem: 360b/Shutterstock)

Estrutura pode ser mantida de forma definitiva

  • O Grand Ring foi originalmente projetado para ser facilmente desmontado quando o evento terminar, em 13 de outubro.
  • No entanto, as autoridades japonesas já estão considerando manter a estrutura de forma definitiva.
  • A ideia é que ela se torne um símbolo da cidade.
  • A maior parte da madeira usada na obra é de cipreste e de cedro locais, mas também foram utilizados pinheiros silvestres no trabalho.

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Madeira “superforte” pode ser o novo metal

A madeira sustentável, apesar de ser ecológica e econômica, tem resistência à tração relativamente baixa, o que limita suas aplicações. No entanto, uma nova técnica de autodensificação, desenvolvida por pesquisadores da Universidade de Nanquim, na China, promete criar uma madeira superforte.

As fibras de madeira, compostas por celulose e lignina, formam tubos ocos, conhecidos como lúmens, que enfraquecem o material. A técnica proposta busca superar essa limitação.

A pesquisa sobre a nova técnica está publicada Journal of Bioresources and Bioproducts.

Como funciona o processo

  • O processo começa com a fervura da madeira em uma mistura de hidróxido de sódio e sulfito de sódio, removendo parte da lignina.
  • Em seguida, a madeira é imersa em uma solução de cloreto de lítio e dimetilacetamida, o que faz com que a celulose e a lignina restante se expandam, preenchendo o lúmen.
  • Após ser deixada para secar ao ar por 10 horas, a madeira encolhe uniformemente, mantendo seu comprimento original.
Este diagrama ilustra as diferenças entre a madeira autodensificada (canto superior direito) em comparação com a madeira comprimida tradicional (canto inferior esquerdo) – Imagem: Universidade de Nanquim

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O resultado é uma madeira com resistência à tração, flexão e impacto significativamente maiores do que a madeira natural, superando até a madeira comprimida por métodos tradicionais. Além disso, essa técnica não requer prensagem a quente, o que economiza energia.

Com o aprimoramento da tecnologia, espera-se que a madeira autodensificada possa substituir materiais mais caros e pesados, como metais, em várias aplicações, incluindo a construção civil. Isso abriria novas possibilidades para o uso da madeira como material de construção resistente e sustentável.

Nova descoberta torna a madeira uma alternativa viável aos metais na construção civil – Crédito: Jemmmi / Shutterstock

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