Em um pequeno laboratório, cercado de árvores e pássaros, três estudantes do curso de engenharia elétrica e um de engenharia civil dedicam-se a realizar ensaios que utilizam correntes parasitas para determinar as reais condições de estruturas de concreto armado. A ideia consiste na classificação de padrões a partir de curvas de indução magnética obtidas na superfície da estrutura de concreto armado.
O concreto por ter pouca resistência à tração necessita do uso de barras de ferro na sua composição e, essa armadura interna pode sofrer danos com o tempo, como corrosão e ruptura, ou ainda ser o resultado de projetos inadequados.
Buscando criar uma tecnologia alternativa para mensurar a “qualidade” dessa estrutura de concreto armado é que esse grupo de futuros engenheiros testa na prática o conhecimento repassado em sala de aula.
O orientador da pesquisa, professor Naasson Pereira de Alcantara Jr, do departamento de Engenharia Elétrica da Faculdade de Engenharia (FE) da Unesp, câmpus Bauru, ao lado de seus alunos do terceiro ano Danilo C. Costa, Diego G. Soares, Ricardo V. Sartori e Thaís Marques, explica que o projeto - considerado inédito - começou, efetivamente, há um ano, com a liberação de verba da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) para a montagem do laboratório e a contratação de alunos bolsistas, e já apresenta resultados preliminares animadores. “Em setembro vamos participar de dois congressos internacionais em Portugal e na Espanha mostrando nossa pesquisa”, anima-se Naasson. O trabalho tem ainda a colaboração do professor Paulo Sérgio dos Santos Bastos, do curso de engenharia civil (FE).
Foram produzidos e analisados centenas de corpos de prova - estruturas de concreto manuseáveis utilizadas em ensaios de laboratório - com diferentes especificações de bitola de barra de ferro e profundidade no concreto. A partir dos resultados obtidos nos testes de simulação o grupo extrai os valores de tensão e corrente, relacionados com a bitola e profundidade do material analisado, criando assim a metodologia que, no futuro, poderá ser usada em inspeções de obras, como uma das aplicações.
Na prática
O campo magnético é gerado na região da estrutura por um dispositivo eletromagnético especialmente idealizado para esse fim. A presença de materiais altamente permeáveis ao campo magnético altera a sua distribuição na superfície. Essa alteração ocorre de maneira única, e depende da posição, bitola e número de barras na armadura. Redes neurais artificiais do tipo perceptron multicamadas são utilizadas para a identificação e localização das barras.
Em uma primeira abordagem, as curvas de indução magnética foram geradas através de simulações com um programa computacional baseado no método dos elementos finitos. Milhares de simulações foram realizadas para se obter os vetores de treinamento das redes neurais. Dois tipos de exemplos foram realizados.
No primeiro caso, as redes neurais foram utilizadas para se determinar a bitola e a profundidade de uma barra de ferro imersa em uma estrutura de concreto. No segundo caso, as redes neurais foram utilizadas para se determinar a distribuição, quantidade e bitola das barras de ferro da armadura. Em todos os exemplos, os resultados obtidos podem ser considerados excelentes, demonstrando a viabilidade prática da metodologia proposta.
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Primeiros passos
O pesquisador Naasson Pereira de Alcantara Jr. explica que é comum em projetos de iniciação científica que todos coloquem a “mão na massa”, tanto que o grupo já construiu alguns sensores eletromagnéticos e circuitos eletrônicos de amplificação de potência para aprimorar a leitura dos equipamentos. “Um dos nossos ficou responsável pela produção de todos os corpos de prova, e olha que já utilizamos uma centena deles, então, decididamente ele tem colocado, e muito, a mão na massa”, comenta Naasson.
O coordenador diz que a próxima etapa da pesquisa, que começa em outubro, será abrir o leque incorporando novas pessoas e melhorando os resultados. “Quando você começa uma pesquisa você é quem manda; depois de um tempo é ela quem dá as cartas”, diverte-se Naasson.
Diferente de outras técnicas já utilizadas para inspeção na área de construção civil, o uso de correntes parasitas é simples e confiável. Um dos pontos fortes é o fato de que não causa nenhum risco aos operadores e meio ambiente, como é o caso de técnicas baseadas em raios-X.
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Correntes induzidas ou parasitas
O ensaio por correntes parasitas se aplica em metais tanto ferromagnéticos como não ferromagnéticos, em produtos siderúrgicos (tubos, barras e arames), em auto-peças (parafusos, eixos, comandos, barras de direção, terminais, discos e panelas de freio), entre outros. O método se aplica também para detectar trincas de fadiga e corrosão em componentes de estruturas aeronáuticas e em tubos instalados em trocadores de calor, caldeiras e similares.
É um método limpo e rápido de ensaios não destrutivos, mas requer tecnologia e prática na realização e interpretação dos resultados. Tem baixo custo operacional e possibilita automatização a altas velocidades de inspeção. É o método mais recomendado na detecção de tais descontinuidades em tubos de materiais eletricamente condutores tais como cobre e latão, aço inox, tungstênio etc.
