O projecto do Sistema de pré-esforço orgânico OPS (Organic Prestressing System) é mais um exemplo de como a cooperação científica e tecnológica entre universidades e empresas pode oferecer bons resultados.
O OPS é uma solução tecnológica que permite compensar as forças a que a estrutura metálica das pontes está sujeita, baseando-se no funcionamento do músculo humano, e foi desenvolvido por investigadores da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP).
De entre as principais vantagens destacam-se a redução de custos, o aumento de segurança e a redução de deformações.
Base científica:
O Sistema OPS tem por conceito base a introdução de um conjunto de acções auto-equilibradas na estrutura sobre a qual se está a trabalhar. Estas acções, criteriosamente escolhidas, irão contrariar, na medida do possível, aquelas a que a estrutura estará submetida.
Os responsáveis do projecto, uma equipa de engenheiros e investigadores, coordenada pelo professor Pedro Pacheco, da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, referem que as acções auto-equilibradas não variam segundo o tipo e intensidade das solicitações a que a estrutura vai estando submetida, sucedendo-se apenas em função do traçado dos cabos e das forças de pré-esforço instaladas.
Tendo como base científica a Biomimética, uma área da ciência que tem por objectivo o estudo das estruturas biológicas e das suas funções, procurando aprender com a Natureza e utilizar esse conhecimento em diferentes domínios da ciência, o sistema OPS surgiu na sequência de um trabalho de investigação, iniciado pelo Professor Pedro Pacheco. Este projecto visava o estudo de aplicações de soluções de Bio-estruturas a estruturas de Engenharia Civil.
Centrado no estudo do músculo, o trabalho de investigação transportou os conceitos conhecidos da anatomia para as estruturas, surgindo o conceito de pré-esforço orgânico, em que, por exemplo, uma viga é dotada de um sistema de cabos que respondem a instruções de um autómato em função de deformações medidas por sensores, o que, permite a optimização do comportamento da viga e a diminuição considerável do seu peso.
A Tese de Doutoramento “Pré-esforço Orgânico – um exemplo de sistema efector” apresentada em 1998 pelo Professor Pedro Pacheco marcou o início de um reconhecido e inovador sistema de pré-esforço com comportamento inteligente, que conta já com diversos prémios:
2004 – FIVE – Fomento da Inovação e Valorização Empresarial (IAPMEI)
2001 – 2ª melhor Tese Internacional em Estruturas (FIB – Fédération International du Béton)
1998 – Nomeação Prémio Ferry Borges para Melhor artigo escrito em língua estrangeira
Funcionamento do sistema OPS:
O professor explica como funciona o músculo artificial. “É feito de autómato, de cabos, de um macaco hidráulico e de sensores. Funciona como o corpo humano. Os sensores sentem a deformação, como os nervos, informam o cérebro que é um autómato. O autómato dá instruções ao actuador, que é o músculo, estica os cabos, que são os tendões, e compensa a deformação”.
Vídeo de explicação simplificada do sistema pelo Professor Pedro Pacheco:
Projecto – piloto:
Um projecto piloto foi já desenvolvido para o teste do sistema OPS, aplicado à construção de uma ponte sobre o Rio Sousa (sub-lanço Lousada – IP4/A4), tendo sido um verdadeiro êxito. Um completo sucesso foi também a parceria entre a FEUP e a Mota-Engil que tem sido um dos trunfos deste projecto.
Vantagens:
A esperança de Pedro Pacheco fundamenta-se nas vantagens do projecto piloto: “A estrutura é muito mais leve, mais segura, mais fácil de transportar e mais barata”. O responsável pelo projecto fala numa redução dos custos na ordem dos 20% e acrescenta que em estruturas maiores “o benefício cresce quase exponencialmente”. O sistema OPS (”Organic Prestressing System“) baseia-se na estrutura do sistema muscular humano.“Estamos a usar o sistema no processo construtivo. Existe uma estrutura que custa muito dinheiro. Através do OPS conseguimos optimizar essa estrutura usando um músculo artificial”, diz Pedro Pacheco. O OPS é único em Portugal e no mundo.
O Sistema OPS, que está patenteado a nível internacional, assegura assim a diminuição de custos de aquisição de equipamentos, nomeadamente de cimbres, tal como de custos operacionais, ao mesmo tempo que garante um melhor desempenho em termos funcionais, com a redução de flechas, e um aumento de segurança.
Desvantagens:
Pedro Pacheco afirma que as únicas desvantagens do sistema se prendem com “a resistência natural que as pessoas têm à inovação”.No entanto, o engenheiro acredita no sucesso do projecto e espera que “ajude a criar confiança” nas capacidades dos portugueses.
Referências:
BERD – Rationality in Bridge Engineering
http://cedb.asce.org/cgi/WWWdisplay.cgi?0201133
Fontes:
http://www.aecops.pt/
http://www.ordemengenheiros.pt/
http://smartengineering.blogspot.com/
http://engenhariacivil.wordpress.com/
De Trolha a Engenheiro... 