No último século, o crescimento urbano deu um verdadeiro salto por todo o mundo. Com isso, aumentou também a preocupação dos engenheiros em como garantir a segurança e a integridade das infraestruturas que sustentam as cidades. Fato é que as construções estão ficando velhas, com muitas tensões e desgastes, apresentando patologias que podem comprometer sua integridade, levando a catástrofes. Há necessidade de monitoramento das estruturas e diagnóstico constante de seus estados, alertando para a necessidade urgente de manutenção.
Pensando nisso, cientistas da Universidade de Tohoku, no Japão, desenvolveram um novo material capaz de detectar estresse e danos em infraestruturas. Isso pode revolucionar a forma como lidamos com grandes obras civis, como pontes e edifícios. Saiba mais no artigo a seguir, do Engenharia 360!
A inovação dos materiais mecanoluminescentes
Antes de tudo, vale destacar qual é o cenário atual da engenharia: de monitoramento de estruturas via inspeções visuais e equipamentos complexos que podem ser dispendiosos e limitados, sem registrar eventos passados (histórico de estresse), por exemplo. E nem por isso se pode deixar de lado o trabalho, já que estruturas antigas são como bombas-relógio; elas podem apresentar danos que não são imediatamente visíveis, mas que, a longo prazo, comprometem sua segurança e funcionalidade.
A detecção precoce de falhas é necessária para evitar desastres e garantir a longevidade das construções!
A proposta da equipe de Tohoku é sintetizar um material mecanoluminescente, o LNNO (Li0,12Na0,88NbO3), para usá-lo em monitoramento de estruturas. Explicando melhor, os mecanoluminescentes são um tipo de material que emite luz quando submetido a estímulos mecânicos, como tensão ou deformação. E curiosamente o novo material possuiria a capacidade de registrar eventos de estresse passados, permitindo a recuperação de informações sobre tensões anteriores nas construções.
Como funciona o mecanoluminescente LNNO
O LNNO é uma mistura de lítio, sódio e óxido de nióbio dopado com praseodímio, que pode ser sintetizada de maneira simples e ecologicamente sustentável. Sua complexidade química não parece ser um problema para os cientistas, que consideram mais sua eficácia e facilidade de aplicação, tornando-o uma opção viável para uso em larga escala.
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Diferente de outros materiais, que emitem luz apenas durante uma estimulação, o LNNO armazena o brilho residual por longos períodos (pelo menos até cinco meses). Isso significa que, uma vez aplicado em uma superfície (como fachadas de prédios), o material pode capturar o histórico de estresse e permitir uma avaliação precisa das tensões anteriores. Bastaria iluminar a área com uma lanterna, então o brilho em destaque pode ser lido e medido por câmeras ou sensores de luz.
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A saber, esse brilho residual seria proporcional à quantidade de estresse que o material experimentou. Essa representação visual forneceria base para a elaboração de laudos estruturais mais precisos e confiáveis, permitindo que os engenheiros entendam melhor as condições de integridade das construções nas cidades.
Vantagens do novo material
As vantagens do LNNO em comparação com outras tecnologias de monitoramento são significativas:
- Sem necessidade de fonte de alimentação: O material opera sem depender de eletricidade, o que simplifica sua aplicação em locais remotos ou de difícil acesso.
- Integração com IoT: A tecnologia pode ser facilmente integrada com sistemas de Internet das Coisas, permitindo um monitoramento contínuo e em tempo real.
- Redução de custos: A utilização do LNNO pode reduzir os custos associados à inspeção e manutenção de infraestruturas, aliviando a escassez de mão de obra no diagnóstico estrutural.
Implicações para o futuro da Engenharia Civil
A partir do aprimoramento dos materiais mecanoluminescentes, a Engenharia Civil tem perspectivas de trabalhar com a identificação de tensões e possíveis problemas em estruturas, prevendo falhas de forma mais antecipada e permitindo ações corretivas proativas. De fato, o potencial do LNNO para o monitoramento estrutural é significativo, representando um avanço importante na proteção e preservação das infraestruturas urbanas.
Agora se tem uma visão mais promissora para o futuro da evolução das tecnologias de monitoramento de estruturas. Enfim a escassez de mão de obra no diagnóstico, custos elevados associados à manutenção e verificação das infraestruturas são desafios que devem ser superados pelas inovações como o LNNO!
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Fontes: Engenharia É, Tohoku University.
Imagens: Todos os Créditos reservados aos respectivos proprietários (sem direitos autorais pretendidos). Caso eventualmente você se considere titular de direitos sobre algumas das imagens em questão, por favor entre em contato com contato@engenharia360.com para que possa ser atribuído o respectivo crédito ou providenciada a sua remoção, conforme o caso.
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Eduardo Mikail
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