Usando os princípios da luz, Cientistas da Universidade de Leeds descobriram uma nova maneira de medir a resistência das formas modernas de concreto - dando à indústria uma maneira melhor de entender quando ele pode fraturar.

A abordagem deles foi baseada na aplicação de um revestimento de refração de luz complexo, projetado para exibir posições de estresse, à superfície de amostras de vigas de concreto.

O revestimento de epóxi é 'birrefringente' - ele tem a capacidade de dividir as ondas de luz em diferentes direções em relação à quantidade de tensão que atua nessas direções, e refletindo de volta para uma câmera fotônica. A câmera então tira uma foto mostrando onde os níveis de estresse são mais extremos antes que ocorram rachaduras ou fraturas.

Embora o revestimento em si não seja novo, este projeto de pesquisa foi a primeira vez que foi usado para medir a tensão de cisalhamento e avaliar a tenacidade do concreto contra fraturas.

Dr. Joseph Antony, da Escola de Engenharia Química e de Processos da principal universidade do Russell Group no Reino Unido, que liderou o estudo junto com pesquisadores da Universidade do Qatar, disse:"Existem outros métodos para medir os níveis de tensão e deformação no setor de engenharia, mas não acreditamos que qualquer um deles possa medir a tensão de cisalhamento diretamente com alta precisão, que é mais relevante para avaliar a resistência à falha dos materiais.

"O método fotônico que desenvolvemos pode medir diretamente a deformação total, mesmo em materiais opacos. Até agora, métodos fotônicos e ópticos de medição só foram associados a materiais transparentes. "

Os resultados usando o novo método foram comparados favoravelmente com os métodos convencionais de teste de estresse, que se basearam em abordagens experimentais e numéricas ou analíticas combinadas.

O surgimento de concretos compostos agora amplamente utilizados na indústria de construção levou a equipe a procurar novas maneiras de estudar a resistência do material.

O concreto é tradicionalmente feito de cimento, cascalho e areia, mas mudou significativamente nas últimas décadas. Agora pode incluir vários produtos residuais, incluindo pelotas de plástico, a fim de reduzir os níveis de materiais naturais usados ​​e para reciclar produtos residuais.

O Dr. Antony acrescentou:"Nosso estudo teve como objetivo desenvolver um método pelo qual resíduos de plástico ou polímero, neste caso, do Qatar, podem ser usados ​​como ingredientes valiosos no desenvolvimento de novos produtos de engenharia.

"Ao trabalhar com indústrias que reciclam os produtos residuais em partículas de tamanho mícron, tivemos uma visão direta de como eles são usados, o que significa que nosso estudo poderia ser muito mais informado pelos requisitos da indústria. "

Encontrar uma nova maneira de mostrar à indústria a tenacidade precisa dessas novas formas de concreto composto significava que poderia haver mais confiança em seu uso como material de construção.

O Dr. Antony explicou como o concreto feito com resíduos de produtos plásticos mostrou qualidades superiores aos ingredientes tradicionais, mas sua equipe queria garantir que ele pudesse sustentar as cargas de serviço sem quebrar.

Ele acrescentou:"Acreditamos que esta nova abordagem fotônica ou óptica para o teste de fratura pode ser aplicada não apenas para desenvolver a fabricação sustentável usando materiais que, de outra forma, seriam descartados como resíduos, mas também em outros diversos projetos de engenharia, incluindo mecânica, Civil, materiais, aplicações de engenharia química e eletrônica. "

A pesquisa foi financiada pelo Fundo Nacional de Pesquisa do Qatar, e é publicado em Relatórios Científicos .