p Pesquisadores do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) demonstraram que a luz azul comum pode ser usada para melhorar significativamente a capacidade de ver objetos engolfados por grandes, fogos de gás natural sem fumaça - como aqueles usados ​​em estudos de incêndio em laboratório e testes de padrões de resistência ao fogo. p Conforme descrito em um novo artigo na revista Tecnologia de Incêndio , o método de imagem de luz azul do NIST pode ser uma ferramenta útil para a obtenção de dados visuais de grandes incêndios de teste onde altas temperaturas podem desativar ou destruir sensores elétricos e mecânicos convencionais.

p O método fornece informações detalhadas para pesquisadores usando análise óptica, como correlação de imagem digital (DIC), uma técnica que compara imagens sucessivas de um objeto conforme ele se deforma sob a influência de forças aplicadas, como tensão ou calor. Medindo com precisão o movimento de pixels individuais de uma imagem para a outra, os cientistas obtêm informações valiosas sobre como o material responde ao longo do tempo, incluindo comportamentos como tensão, deslocamento, deformação e até mesmo o início microscópico de falha.

p Contudo, usar DIC para estudar como o fogo afeta materiais estruturais apresenta um desafio especial:como obter imagens com o nível de clareza necessário para a pesquisa quando brilhante, chamas em movimento rápido estão entre a amostra e a câmera?

p "O fogo torna a imagem no espectro visível difícil de três maneiras, com o sinal sendo totalmente bloqueado por fuligem e fumaça, obscurecido pela intensidade da luz emitida pelas chamas, e distorcida pelos gradientes térmicos no ar quente que se dobram, ou refratar, luz, "disse Matt Hoehler, um engenheiro estrutural de pesquisa no National Fire Research Laboratory (NFRL) do NIST e um dos autores do novo artigo. "Porque costumamos usar baixa fuligem, fogos de gás sem fumaça em nossos testes, tivemos apenas que superar os problemas de brilho e distorção. "

p Fazer isso, Hoehler e seu colega Chris Smith, um engenheiro de pesquisa anteriormente no NIST e agora na Berkshire Hathaway Specialty Insurance, pegou emprestado um truque da indústria de vidro e aço, onde os fabricantes monitoram as características físicas dos materiais durante a produção enquanto eles ainda estão quentes e brilhando.

p "Os fabricantes de vidro e aço costumam usar lasers de luz azul para enfrentar a luz vermelha emitida por materiais quentes e brilhantes que podem, em essência, cegar seus sensores, "Hoehler disse." Descobrimos que se funciona com materiais aquecidos, poderia funcionar com os flamejantes também. "

p Hoehler e Smith usaram luzes de diodo emissor de luz (LED) azuis disponíveis comercialmente e de baixo custo com um comprimento de onda de espectro estreito de cerca de 450 nanômetros para seu experimento.

p Inicialmente, os pesquisadores colocaram um objeto-alvo atrás do fogo de teste alimentado a gás e o iluminaram de três maneiras:apenas por luz branca, pela luz azul direcionada através das chamas e pela luz azul com um filtro óptico colocado na frente da câmera. A terceira opção provou ser a melhor, reduzindo a intensidade observada da chama em 10, 000 vezes e produzindo imagens altamente detalhadas.

p Contudo, apenas ver o alvo não era suficiente para fazer o método da luz azul funcionar para a análise DIC, Hoehler disse. Os pesquisadores também tiveram que reduzir a distorção da imagem causada pela refração da luz pela chama - um problema semelhante à ilusão de "lápis quebrado" visto quando um lápis é colocado em um copo d'água.

p "Felizmente, os comportamentos que queremos que o DIC revele, como deformação e deformação em uma viga de aço aquecida, são processos lentos em relação à distorção induzida pela chama, então só precisamos adquirir muitas imagens, coletar grandes quantidades de dados e calcular a média matemática das medições para melhorar sua precisão, "Hoehler explicou.

p Para validar a eficácia de seu método de imaginação, Hoehler e Smith, junto com os colaboradores canadenses John Gales e Seth Gatien, aplicou-o a dois testes em grande escala. O primeiro examinou como o fogo dobra vigas de aço e o outro examinou o que acontece quando ocorre a combustão parcial, carbonização progressiva de um painel de madeira. Para ambos, a imagem foi muito melhorada.

p "Na verdade, no caso de carbonização de material, sentimos que a imagem com luz azul pode um dia ajudar a melhorar os métodos de teste padrão, "Hoehler disse." Usando luz azul e filtragem óptica, podemos realmente ver carbonização que normalmente está escondida atrás das chamas em um teste padrão. A visão mais clara combinada com a imagem digital melhora a precisão das medições da localização do carvão no tempo e no espaço. "

p Hoehler também esteve envolvido no desenvolvimento de um segundo método para imagens de objetos através do fogo com colegas do NIST's Boulder, Colorado, laboratórios. Em um próximo artigo do NIST na revista Optica , os pesquisadores demonstram um sistema de detecção e alcance de laser (LADAR) para medir a mudança de volume e movimento de objetos 3-D derretendo em chamas, embora quantidades moderadas de fuligem e fumaça.