Construções e pontes

Arranha-céus e pontes longas são suscetíveis à ressonância criada por ventos fortes e atividades sísmicas. Para diminuir o efeito de ressonância, é importante colocar grandes amortecedores no seu desenho para interromper as ondas ressonantes. Se estes equipamentos não forem colocados, tanto os prédios como as pontes podem tremer até cair: um fenômeno bastante visto quando acontece um terremoto.

Os amortecedores são usados em máquinas que você, provavelmente, usa todo dia, incluindo os sistemas de suspensão de seu carro e máquinas de lavar roupas. Se der uma olhada no artigo do How Stuff Works sobre máquinas de lavar roupas, vai aprender que os sistemas de amortecimento usam o atrito para absorver uma parte da força das vibrações. Um sistema de amortecimento em um edifício é muito maior e também é projetado para absorver os choques violentos causados por um terremoto. O tamanho dos amortecedores depende do tamanho do prédio. Há três classificações para os sistemas de amortecimento:

• passivo - um amortecedor sem controle que não requer entrada de energia para funcionar. É simples e geralmente barato, mas não consegue se adaptar a necessidades diferentes;
• ativo - os amortecedores ativos são geradores de força, que empurram a estrutura ativamente para contrabalancear as perturbações. São totalmente controláveis e necessitam de uma grande quantidade de energia;
• semi-ativo - combina características dos amortecedores ativos e passivos. Em vez de empurrar a estrutura, eles contrapõem o movimento com uma força de resistência controlada para reduzi-lo. São totalmente controláveis, mas precisam de um mínimo de alimentação de energia. Ao contrário dos amortecedores ativos, eles não têm o potencial para sair de controle e desestabilizar a estrutura. Os amortecedores com fluido MR são dispositivos semi-ativos que modificam seu nível de amortecimento variando a quantidade de corrente fornecida para um eletromagneto interno, que controla a vazão do fluido MR.

Foto cedida, por Lord Corp. Um amortecedor em tamanho real de 1 m de comprimento e 250 quilos. Este amortecedor pode exercer 20 toneladas (200 mil N) de força sobre um edifício.

Dentro do amortecedor com fluido MR, uma bobina eletromagnética é enrolada ao redor de três seções do pistão e, aproximadamente, 5 litros de fluido MR são necessários para encher a câmara principal do amortecedor. Durante um terremoto, os sensores presos ao prédio irão avisar o computador para fornecer carga elétrica aos amortecedores, magnetizando a bobina e fazendo o fluido MR solidificar-se. Agora, o eletromagneto, provavelmente, irá pulsar conforme as vibrações ondulam pela estrutura do prédio, fazendo com que o fluido MR alterne entre os estados líquido e sólido milhares de vezes por segundo, além de também poder fazer a temperatura do fluido se elevar. Um acumulador de expansão térmica é preso no topo do invólucro do amortecedor para permitir que o fluido se expanda conforme se aquece. A função desse acumulador é impedir uma perigosa elevação na pressão durante a expansão do fluido.

Prédios equipados com amortecedores de fluido MR irão aliviar as vibrações durante um terremoto

Dependendo do tamanho do prédio, poderia haver centenas de amortecedores possíveis, com cada um deles sendo posicionado no piso e preso por braçadeiras soldadas em uma viga cruzada de aço. Conforme a construção começa a tremer, os amortecedores se movem para trás e para frente para compensar a vibração do choque. Ao receber força magnética, o fluido MR aumenta a quantidade de força que os amortecedores podem exercer.