Set-19_Relatório_MPTDF

Memorial Descritivo: Sistema de Reforço Interno de Colmos de Bambu com Espuma de Poliuretano Vegetal

Título da Invenção

Sistema Integrado de Reforço Interno de Colmos de Bambu Utilizando Espuma de Poliuretano Vegetal, Elementos Tensionados e Fibras de Bambu

Campo da Invenção

Esta invenção insere-se no âmbito da engenharia civil, da arquitetura sustentável e da ciência de materiais, focando no desenvolvimento de métodos e sistemas construtivos inovadores que promovem a utilização eficiente e aprimorada de recursos naturais renováveis, com ênfase no reforço estrutural de elementos à base de bambu.

Antecedentes da Invenção

O bambu tem sido historicamente e continua a ser uma escolha popular em construções que buscam sustentabilidade, principalmente devido à sua notável resistência, leveza e capacidade de rápida regeneração. No entanto, o aproveitamento do bambu como material estrutural de alto desempenho, comparável a materiais convencionais como aço ou concreto, enfrenta limitações inerentes à sua forma oca natural, à variação significativa de suas propriedades mecânicas entre espécies e condições de crescimento, e à sua suscetibilidade a ataques de agentes biológicos e à absorção de umidade. Métodos anteriores para reforçar o bambu frequentemente não abordavam de forma integral os desafios relacionados à estabilidade estrutural aprimorada, à elevação da capacidade de carga e ao prolongamento efetivo da durabilidade em aplicações mais exigentes.

Descrição da Invenção

A inovação proposta consiste em um sistema integrado de reforço interno para colmos de bambu, que utiliza primariamente a aplicação de uma espuma de poliuretano vegetal. Esta espuma é injetada no interior dos colmos, que são preparados e, em muitos casos, já montados em segmentos ou parte da estrutura. O sistema é complementado pela incorporação estratégica de elementos tensionados, como cabos de aço, e/ou pelo uso de fibras ou ripas de bambu posicionadas internamente ou atravessando pontos de união. Esta combinação visa fornecer reforço adicional, melhorar a distribuição de cargas e aumentar a rigidez e a resistência do colmo e das conexões.

Objetivos da Invenção

O sistema e método propostos buscam atingir os seguintes objetivos:

Elevar substancialmente a resistência estrutural dos colmos de bambu, tornando-os aptos a suportar cargas maiores e mais complexas.
Aumentar significativamente a estabilidade e a durabilidade das construções que utilizam bambu como elemento estrutural, protegendo-o contra deformações, fissuras e agentes de deterioração internos.
Oferecer um método construtivo eficiente, que otimiza o uso do bambu, é sustentável do ponto de vista ambiental (utilizando polímero de base vegetal) e potencialmente de baixo custo em comparação com outras técnicas de reforço ou materiais estruturais.
Possibilitar a utilização mais versátil e confiável do bambu em uma ampla gama de estilos estruturais e concepções arquitetônicas, incluindo estruturas de maior porte e complexidade.

Conexões para Estruturas

Descrição Detalhada do Processo

O processo inovador para o reforço interno de colmos de bambu geralmente envolve as seguintes etapas:

Preparação dos Colmos: Seleção, tratamento (se necessário, para preservação externa contra agentes biológicos) e preparação dos colmos de bambu. Isso inclui a realização de furos estratégicos para injeção da espuma e para passagem de elementos de reforço (cabos, ripas), bem como a preparação de encaixes ou conexões onde os colmos serão unidos ou integrados a outros elementos estruturais.
Posicionamento dos Elementos de Reforço: Introdução e posicionamento de cabos de aço, fibras de bambu, ripas ou outros elementos de reforço no interior dos colmos ou atravessando os pontos de união que receberão a injeção da espuma. Estes elementos podem ser pré-tensionados, se o design estrutural assim o exigir.
Montagem e Pré-estruturação: Os colmos preparados, já com os elementos de reforço posicionados, são montados e fixados conforme o design da estrutura ou do componente (viga, pilar, etc.). As junções entre segmentos de bambu ou entre bambu e outros materiais são estabelecidas.
Selagem: Selagem cuidadosa dos furos de injeção, das extremidades dos colmos e de quaisquer outras aberturas ou junções que possam permitir o vazamento da espuma de poliuretano vegetal durante a injeção. Materiais adequados (fitas, massas, etc.) são utilizados para garantir a contenção.
Injeção da Espuma: A espuma de poliuretano vegetal é preparada (mistura dos componentes) e injetada no interior dos colmos através dos furos previamente selados. A injeção é realizada de forma controlada para garantir o preenchimento adequado do espaço oco, envolvendo os elementos de reforço internos e aderindo às paredes do bambu.
Cura e Acabamento: Após a injeção, a espuma passa pelo processo de cura, solidificando-se e conferindo rigidez ao conjunto. Uma vez curada, excessos de espuma podem ser removidos, e o acabamento final da superfície externa do colmo ou da junção é realizado.

Cabos para Ferramentas

Abrangência da Invenção (Sumário das Reivindicações)

A proteção e o escopo desta invenção, conforme detalhado, abrangem:

O sistema de reforço interno de colmos de bambu que utiliza a injeção de espuma de poliuretano vegetal.
A integração e o uso conjunto da espuma de poliuretano vegetal com elementos tensionados, como cabos de aço, posicionados estrategicamente no interior dos colmos ou em pontos de conexão.
O uso adicional de fibras ou ripas de bambu como elementos de reforço internos, integrados à espuma de poliuretano vegetal.
O método completo de reforço interno, que inclui as etapas de preparação do bambu, posicionamento dos elementos de reforço, montagem prévia, selagem, injeção da espuma de PU vegetal e cura.
A aplicação destas técnicas e sistema para reforçar colmos de bambu utilizados em diversos tipos de estruturas, componentes e concepções arquitetônicas no local da obra ou em pré-fabricação.

Resumo da Invenção

Este sistema e método de reforço interno de colmos de bambu para construções sustentáveis envolve a injeção de espuma de poliuretano vegetal no espaço oco do colmo, frequentemente em conjunto com elementos de reforço como cabos de aço e fibras/ripas de bambu. Esta técnica proporciona um aumento significativo na resistência estrutural, na estabilidade e na durabilidade do bambu, superando limitações intrínsecas do material natural e expandindo seu potencial de uso em diversas aplicações estruturais e arquitetônicas.

Desenhos (Placeholder)

[Os desenhos técnicos detalhados das etapas do processo, da montagem estrutural e do sistema de reforço interno serão inseridos aqui.]

Exemplos de Execução (Placeholder)

[Descrição de casos práticos onde a invenção foi implementada em construções, incluindo dados de testes de resistência e durabilidade, se disponíveis.]

Conclusão

Esta invenção representa um avanço importante para a indústria de materiais e construção sustentável. Ao propor um sistema eficaz de reforço interno para colmos de bambu que combina espuma de poliuretano vegetal com elementos tensionados e fibras, ela apresenta uma solução inovadora para superar as limitações do bambu como material estrutural. Este sistema não apenas aumenta substancialmente a resistência, estabilidade e durabilidade do bambu, mas também promove a sustentabilidade através do uso de um polímero de base vegetal e expande a versatilidade arquitetônica permitida pelo bambu.