Laser detecta trincas em estruturas de concreto

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/03/2022

Uma das amostras que passaram pelo ensaio a laser.
[Imagem: Sho Wakata et al. - 10.1016/j.ijmecsci.2021.107039]

Inspeção não destrutiva de concreto

Engenheiros japoneses desenvolveram uma técnica não-destrutiva de inspeção de estruturas de concreto que promete facilitar e baratear as inspeções necessárias para detectar trincas e rachaduras antes que elas se tornem causa de preocupação.

O uso contínuo de obras civis feitas de concreto, como pontes, edifícios e túneis, gera rachaduras que, se não cuidadas, podem progredir e causar falhas estruturais catastróficas.

Hoje, defeitos em estruturas de concreto são detectados usando um teste acústico, chamado "método de martelamento", realizado por inspetores de construção certificados, ou pela geração de ondas de choque superficiais, cuja análise de reverberação indica eventuais defeitos. No primeiro caso, o exame é caro, demorado e dependente da mestria do técnico, enquanto, no segundo, as ondas de choque precisam ser cuidadosamente controladas para não gerar danos adicionais.

Sho Wakata e seus colegas do Instituto de Tecnologia Shibaura estão trabalhando em uma derivação desta última técnica, na qual as ondas de choque são geradas por laser - na verdade, pela colisão do plasma gerado pelo laser com o ar.

Ondas de Rayleigh

Para avaliar o novo método, os pesquisadores expuseram um bloco de concreto - que tinha um defeito criado artificialmente - a uma onda de choque gerada por um laser pulsado de alta potência. As vibrações foram então analisadas em vários pontos da superfície do concreto, dentro e fora da área do defeito.

A análise revelou a presença, no local do defeito, de ondas Rayleigh, ondas de superfície que se movem a uma velocidade mais rápida do que outras ondas de choque.

Os pesquisadores foram capazes de determinar com precisão as áreas do defeito detectando os pontos onde essas ondas Rayleigh eram refletidas.

"Usamos ondas de choque de plasma induzidas por laser como uma excitação de impulso sem contato e não destrutiva. Isso permite a detecção remota e completamente não destrutiva de defeitos em estruturas de concreto," resumiu o professor Naoki Hosoya.

Esquema da inspeção do concreto pelo método de ondas de choque de plasma induzidas por laser.
[Imagem: Naoki Hosoya/SIT]

Ensaio mais rápido

Visualizar as ondas de Rayleigh permite detectar os defeitos em uma estrutura de concreto muito mais rapidamente do que com outros métodos telemétricos que analisam vibrações, tornando este um método prático para ensaios não destrutivos de estruturas civis.

"A vantagem de usar ondas Rayleigh para detectar defeitos é que são necessários menos pontos de medição em comparação com a medição no modo natural. Além disso, o tempo necessário para a detecção de defeitos pode ser reduzido. A visualização da propagação de ondas Rayleigh tem potencial para detecção prática das configurações e defeitos em concreto," concluiu o professor Hosoya.

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