Sensores de concreto WaveLogix relatam a resistência da estrada em tempo real

Sensores de concreto inventados por um professor da Universidade Purdue estão sendo adicionados a projetos de reconstrução interestadual nos EUA para tentar evitar falhas prematuras no concreto.

Luna Lu, chefe interina da Escola de Engenharia Civil Lyles de Purdue, lidera o desenvolvimento dos sensores desde 2017. Ela formou a empresa startup WaveLogix em 2021 para desenvolver os sensores Rebel Concrete Strength para comercializá-los e fabricá-los em maior escala. Com financiamento da Administração Rodoviária Federal, estados com rodovias interestaduais concretas participam dos testes dos sensores. Indiana e Texas são os dois primeiros estados a implantá-los.

Os sensores foram adicionados no início deste ano durante a concretagem em um trecho da I-35 em Hillsborough, Texas, e em uma nova rampa da I-469 que está sendo construída em Indiana, perto de Indianápolis, bem como em seções da I-70 e I-74. . Estados também participantes do estudo: Missouri, Dakota do Norte, Kansas, Califórnia, Tennessee, Colorado e Utah.

Os sensores permitem que os construtores de estradas determinem quando o concreto fresco está maduro o suficiente para ser conduzido sem a necessidade de coletar e analisar amostras de concreto. Os sensores “monitoram diretamente o concreto fresco e medem com precisão muitas de suas propriedades de uma só vez”, de acordo com um comunicado à imprensa da Purdue University. “O sensor se comunica com os engenheiros por meio de um aplicativo de smartphone exatamente quando o pavimento é resistente o suficiente para suportar o tráfego intenso.”

Os sensores de concreto são instalados antes da concretagem e cobertos com concreto. Um cabo de sensor é conectado a um dispositivo portátil reutilizável que registra automaticamente dados de resistência do concreto em tempo real enquanto os dados forem necessários. O vídeo abaixo da Purdue University mostra como eles são instalados:

A tecnologia foi projetada para evitar discrepâncias que podem ocorrer durante testes de laboratório de resistência do concreto, o que poderia levar à abertura de uma nova estrada muito cedo e à redução da vida útil do concreto. Ter dados precisos em tempo real pode permitir que as novas estradas sejam abertas a tempo e reduzir custos futuros de construção, o que também leva a uma redução nas emissões de carbono, afirma a universidade.

“Os engarrafamentos causados ​​por reparações de infra-estruturas desperdiçam 4 mil milhões de horas e 3 mil milhões de galões de gás anualmente”, diz Lu. “Isso se deve principalmente ao conhecimento e compreensão insuficientes dos níveis de resistência do concreto.”

A empresa de Lu, WaveLogix, licencia a tecnologia do Purdue Research Foundation Office of Technology Commercialization, que solicitou proteção de patente sobre a propriedade intelectual. Os sensores Rebel Concrete Strength estão programados para chegar ao mercado ainda este ano.

Por baixo de uma concretagem, este sensor circular preto transmite dados sobre os níveis de resistência do concreto através de um cabo conectado a um dispositivo portátil acima do solo chamado datalogger. Os engenheiros recebem dados em tempo real deste dispositivo por meio de um aplicativo de smartphone.Fotos da Purdue University/Rebecca McElhoeEnquanto isso, Lu também está trabalhando em uma maneira de usar os dados dos sensores para reduzir as emissões de carbono associadas à produção de concreto e obras rodoviárias. Aproveitando a inteligência artificial, a WaveLogix está desenvolvendo uma maneira de evitar que as misturas de concreto sejam sobrecarregadas com cimento, o que pode levar a fissuras prematuras.

“O maior problema com as misturas de concreto é que usamos mais cimento para aumentar a resistência do concreto”, diz Lu. “Isso não ajudará a abrir a estrada ao tráfego mais cedo.”

Ela estima que “o projeto excessivo da mistura de concreto causa mais de 1 bilhão de toneladas de emissões de carbono por ano”.

Ela espera conseguir reduzir em até 25% a quantidade de cimento nas misturas com inteligência artificial, o que reduz custos e poluição.

“Sinto um forte sentido de responsabilidade em causar impacto na nossa infraestrutura através do desenvolvimento de novos tipos de tecnologia”, diz ela. “No campo da engenharia civil, se não causarmos impacto no mundo, não haverá um mundo com que nos preocupar.”