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Pesquisadores criam estruturas inteligentes de alvenaria e estão entre vencedores do Prêmio Capes de Tese

05/09/2025

Uma tese do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil da UFV está entre as vencedoras do Prêmio Capes de Tese, que reconhece os melhores trabalhos de conclusão de doutorado defendidos no Brasil no ano anterior, nas áreas de avaliação definidas pela Capes/MEC e que fazem parte do Sistema Nacional de Pós-Graduação (SNPG). Este ano foram 1.543 inscritos e 49 trabalhos vencedores - um por área de avaliação. A solenidade de entrega da premiação será em dezembro

Na área de “Engenharias 1”, a premiação será dada ao pesquisador Gustavo Henrique Nalon, sob orientação do professor José Carlos Lopes Ribeiro, do Departamento de Engenharia Civil. Em seu doutoramento, Gustavo desenvolveu e validou blocos e juntas de concreto autossensores, capazes de monitorar tensões, deformações e danos em sistemas estruturais em tempo real.

Gustavo Henrique Nalon defendeu a tese no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil

De acordo com o pesquisador, o trabalho buscou uma alternativa para resolver os estados de deterioração acelerada, manutenção insuficiente e exposição a condições severas de uso e a eventos extremos em estruturas de alvenaria, muito utilizadas em obras públicas ou privadas, como prédios, pontes, reservatórios e muros de contenção, por exemplo. “Esse cenário de deterioração é comum e exige o desenvolvimento de tecnologias escaláveis para avaliação do desempenho residual das estruturas e, assim, garantir a segurança dos usuários. Isso porque os sistemas tradicionais de Monitoramento da Integridade Estrutural (SHM, do inglês Structural Health Monitoring) enfrentam limitações relacionadas ao elevado custo, durabilidade, robustez e restrições de escalabilidade”, disse ele.

Gustavo explicou ainda que já existem pesquisas com materiais cimentícios inteligentes, com capacidade de detectar deformações nas estruturas das edificações. No entanto, era preciso desenvolver tecnologias mais baratas e sustentáveis. Na UFV, os pesquisadores criaram blocos vazados de concreto e juntas de alvenaria estrutural nanomodificados, capazes de automonitorar, em tempo real, tensões, deformações e danos, antes e após exposição a elevadas temperaturas típicas de situações de incêndio e de processos de reidratação pós-incêndio. “A tecnologia utiliza sensores mais baratos, contendo nanopartículas de carbon black, instalados nas paredes dos blocos ou nas juntas de alvenaria. Por meio da passagem de correntes elétricas, eles são capazes de identificar pequenas deformações imperceptíveis a olho nu e transmitir sinais continuamente para um sistema de monitoramento”, disse.

Durante a pesquisa, os blocos foram submetidos a testes de carga para avaliar o desempenho mecânico dos materiais e a simulações de situações de incêndio para garantir a eficiência dos sensores, até mesmo após exposição a ambientes extremos. “Os resultados experimentais evidenciaram o bom comportamento elétrico, mecânico e microestrutural dos componentes estruturais autossensores como uma solução eficaz, reprodutível e de menor custo para monitoramento do comportamento mecânico de estruturas de alvenaria, integrando a Nanociência à Engenharia de Estruturas para criação de construções inteligentes”, afirmou.

Sustentabilidade

Os novos componentes de alvenaria autossensores poderão ajudar a garantir a segurança e o bem-estar de estruturas civis, viabilizando a detecção precoce de danos estruturais e reduzindo riscos de acidentes e custos de implementação e manutenção dos sistemas tradicionais de monitoramento de estruturas. Além disso, as nanopartículas de carbon black possibilitam a fabricação de sensores acessíveis que prolongam a vida útil das estruturas, minimizando gastos com reparos e substituição de elementos degradados.

A solução proposta pelos pesquisadores da UFV também favorece a reabilitação de estruturas comprometidas pelo uso comum ou por exposição a elevadas temperaturas, reduzindo a necessidade de demolições e reconstruções, evitando o consumo de novos recursos naturais e contribuindo para a sustentabilidade ambiental.

A tese gerou oito artigos publicados em periódicos de alto impacto, tais como Cement & Concrete Composites e é fruto de um trabalho colaborativo que envolveu ainda os professores Leonardo Pedroti, também da Engenharia Civil, e Eduardo Araújo, do Departamento de Física da UFV, e Roberto Silva, do Departamento de Estruturas da UFMG, integrando diferentes campos do conhecimento como engenharia estrutural, ciência dos materiais e física aplicada.

A pesquisa citada nesta matéria está alinhada aos itens 9 (Indústria, Inovação e Infratestrutura) 11 (Cidades e Comunidades Sustentáveis)  e 12 (Consumo e Produção Responsáveis) dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS).