O texto abaixo foi (mal)traduzido da página Engineering.com. Caso queira ver no original, clique aqui.

Engenheiros da Universidade de Delaware estão desenvolvendo um novo método para monitorar a integridade estrutural com base na utilização de uma Smart Skin (pele inteligente) feita de um compósito de nanotubos de carbono. O compósito é mecanicamente robusto e pode aderir a praticamente qualquer forma, o que significa que pode ser utilizado para monitorar a saúde de estradas, pontes e outras estruturas.

Tomografia por Impedância Elétrica

A Smart Skin utiliza uma técnica chamada tomografia por impedância elétrica (EIT) para indicar quais áreas da estrutura pode ser comprometida. IET faz uso de medições de superfície de eléctrodos para mapear a condutividade bidimensional da superfície da pele. Os pesquisadores testaram um quadrado do compósito de nanotubos de carbono, com 32 eletrodos uniformemente espaçados ao longo da fronteira, para medir a condutividade de superfície. A ideia é simples: você cria uma imagem 2D de condutividade elétrica da pele em dois momentos diferentes: antes e depois de um terremoto. Comparando as imagens, você pode mapear as diferenças de condutividade entre eles. Este mapa dá-lhe uma indicação do dano estrutural resultante do terremoto.

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Uma foto do sensor de nanotubos de carbono experimental, com um pequeno arranhão feito para simular uma rachadura. (B) EIT mudança condutividade mapa de antes e após a aplicação do zero. (C) mapa temperatura convencional a partir de termografia de infravermelhos, para comparação. (Imagem cortesia do Journal of Nondestructive Avaliação – Crédito: http://www.engineering.com/DesignerEdge/DesignerEdgeArticles/ArticleID/13322/Engineers-Develop-Carbon-Nanotube-Smart-Skin-to-Sense-Structural-Damage.aspx

Os engenheiros realizaram testes considerando alguns tipos diferentes de dano estrutural simulado, incluindo vários orifícios quadrados na pele, um arranhão na pele para simular um dano de fissura e impacto infligido com uma queda de peso. “Embora nós tivéssemos encontrado alguns problemas com o tamanho das fissuras sendo superestimado e suas formas não sendo bem representadas, em geral a nossa metodologia EIT foi capaz de detectar o início de danos bem antes que fosse visível com a termografia infravermelha”, disse o engenheiro estrutural Thomas Schumacher. “Estamos no processo de fazer melhorias para o algoritmo EIT para aumentar sua precisão. Depois disso, pretendemos demonstrar isso no laboratório, com o objetivo para dimensioná-lo para futura monitorização de estruturas reais.”

Prevenção de Tragédias

A maioria dos engenheiros estão familiarizados com o horror de algumas histórias da nossa profissão. Deveria ser parte do currículo dos estudantes de engenharia mostrar este vídeo de 1940 sobre o colapso da ponte de Tacoma Narrows, como um terrível aviso sobre as consequências de uma engenharia sem embasamento. Mas pontes não entram em colapso só porque os engenheiros que as construiram são descuidados ou preguiçosos. Há uma série de fatores além do nosso controle que devem ser constantemente vigiados, como envelhecimento, degradação e desastres naturais (terremotos e furacões). Muitas vezes, os efeitos desses e outros fatores são invisíveis, por isso é necessário desenvolver métodos para monitorar a saúde das nossas estruturas para que elas não acabem sendo usadas como um caso de estudo para futuros engenheiros.

Embora ainda exista trabalho a ser feito, a Smart Skin de nanotubos de carbono poderia eventualmente ajudar a fazer tragédias como o desmoronamento de pontes uma coisa do passado.

 

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Fontes:

  • http://link.springer.com/article/10.1007/s10921-016-0341-0
  • http://www.engineering.com/DesignerEdge/DesignerEdgeArticles/ArticleID/13322/Engineers-Develop-Carbon-Nanotube-Smart-Skin-to-Sense-Structural-Damage.aspx

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