Recentemente, o Imperial College London, em parceria com a consultoria de engenharia Arup e outras instituições, concluiu a publicação da versão oficial do artigo sobre a tecnologia de amortecimento autônomo para edifícios de grande altura. Essa tecnologia utiliza a massa dos próprios andares do edifício para absorver a energia gerada pela ação do vento e por terremotos, podendo reduzir a aceleração de pico dos arranha-céus em mais de 70% e o momento fletor na base em 50%, oferecendo uma nova solução técnica para o projeto de resistência ao vento e a terremotos em edifícios altos.
Inspirado nas tradicionais pagodes japonesas, esse sistema separa moderadamente um grupo de andares utilizáveis próximos ao topo do edifício do núcleo central, conectando-os por meio de molas e amortecedores. Quando ocorrem ventos fortes ou terremotos, esses andares podem se deslocar ligeiramente em relação ao núcleo, utilizando seu próprio peso para absorver e dissipar a energia vibratória. Os andares envolvidos continuam podendo ser usados como espaço normal do edifício, sem a necessidade de instalar grandes contrapesos dedicados no topo da estrutura.
Os edifícios altos existentes geralmente controlam a oscilação aumentando a rigidez estrutural ou instalando amortecedores de massa sintonizados. Essa última abordagem exige suspender contrapesos de centenas de toneladas no topo do edifício, ocupando espaço útil e capacidade estrutural, além de exigir ajustes conforme a frequência de vibração da construção. O novo sistema utiliza diretamente a massa existente do edifício para gerar amortecimento, sem precisar de contrapesos adicionais na mesma escala e sem depender de sintonia em uma única frequência.
A equipe de pesquisa construiu um modelo dinâmico em escala reduzida de 1:300 com base em um edifício de 300 metros de altura e realizou testes em túnel de vento aeroelástico. Em comparação com uma estrutura convencional sem sistema de amortecimento, a aceleração de pico do modelo de teste foi reduzida em até 71%, e o momento fletor na base diminuiu mais de 50%. Sob condições de carga de vento com período de retorno de 50 anos, o deslocamento relativo entre os andares móveis e o núcleo central foi controlado em menos de 50 milímetros.
Simulações complementares de histórico temporal sísmico mostraram que o sistema pode reduzir o deslocamento médio no topo do edifício em 42%, e o deslocamento dos andares móveis em até 74%. Como os efeitos do vento e dos terremotos sobre a estrutura principal e a fundação diminuem simultaneamente, os projetistas podem otimizar a configuração de materiais do núcleo, pilares e fundação, reduzindo a quantidade de concreto e aço necessária para resistir a cargas laterais.
As molas, amortecedores e apoios utilizados nesse sistema pertencem a tecnologias já existentes na engenharia civil. A equipe de pesquisa planeja, na próxima etapa, realizar testes com módulos de andares móveis em escala maior e pretende incorporar o sistema ao projeto de um edifício alto real para validação. Os princípios relacionados também podem ser estudados para aplicação em pontes de grande vão, estruturas offshore, turbinas eólicas e torres de comunicação.