Você já se perguntou por que sua rota de deslocamento diário ou de férias fica com uma via fechada por dias ou até meses seguidos?

Pode ser porque um projeto de construção terminou antes de o concreto estar pronto para enfrentar o tráfego de caminhões pesados, fazendo com que o pavimento quebre muito cedo e precise de reparos com mais frequência ao longo do ano.

Indiana, a "Encruzilhada da América, "está fazendo algo a respeito:pedir aos pesquisadores que descubram exatamente quanto tempo leva para o concreto amadurecer em uma rodovia.

O Departamento de Transporte de Indiana (INDOT) encarregou uma equipe de engenheiros da Purdue University de coletar dados sobre a maturidade do concreto por meio de projetos selecionados de remendos e pavimentação de rodovias. A equipe usará os dados para fornecer uma nova recomendação baseada em evidências sobre o momento ideal para abrir o tráfego após um projeto de construção.

As novas políticas podem economizar milhões de dólares a cada ano, os pesquisadores dizem - para não mencionar, reduzir o tráfego.

O time, liderado por Luna Lu, professor associado da Escola de Engenharia Civil de Purdue, Lyles, está coletando dados por meio de sensores que o grupo projetado para rastrear o desenvolvimento da resistência do concreto em tempo real por meio de medições de hidratação, rigidez, resistência à compressão e outras propriedades do concreto. Após o teste, INDOT planeja adotar os sensores, permitindo-lhes viver permanentemente em rodovias e manter continuamente os empreiteiros informados sobre as dificuldades do concreto.

Até aqui, os pesquisadores e engenheiros do INDOT incorporaram os sensores em três rodovias em Indiana:I-70, I-74 e I-465 perto de Indianápolis. A equipe Purdue também está trabalhando com a Federal Highway Administration em um estudo de fundo comum de âmbito nacional para implementar a tecnologia em outros estados. Califórnia, Texas, Kansas e Missouri estão planejando ingressar no estudo.

"O remendo do pavimento de concreto deve atingir um determinado nível de resistência para acomodar o tráfego de caminhões devido à carga e à ondulação e empenamento do pavimento. Por meio desses sensores, um empreiteiro saberá exatamente quando o concreto está maduro o suficiente para acomodar cargas de caminhões pesados ​​e as tensões de curvatura e empenamento, "disse Tommy Nantung, gerente de planejamento e produção de pesquisa e desenvolvimento da INDOT.

Em Indiana, As diretrizes do Departamento de Transporte exigem que alguns projetos de remendos concretos sejam concluídos dentro de um determinado período de tempo para que o tráfego possa ser liberado. Mas os métodos atuais para determinar os tempos de abertura do tráfego muitas vezes não são confiáveis, fazendo com que o tráfego seja retomado antes que o concreto esteja devidamente amadurecido. Os métodos também podem ser ineficientes e caros, resultando em atrasos na construção e em custos excessivos.

Um tipo de teste, teste de resistência à flexão, exige que os trabalhadores da construção lancem e coloquem um pesado, viga de concreto de 60 centímetros de comprimento no local e, em seguida, transfira-a para um laboratório móvel no local ou uma instalação externa para saber se o concreto está maduro o suficiente. O teste não só arrisca a segurança do trabalhador, mas também é impreciso devido às diferenças entre as condições de laboratório e de campo.

Outro método, chamado teste de maturidade, não é prático, pois usa a temperatura como um indicador de resistência para cada tipo de concreto. Porque existem milhares de diferentes misturas de concreto, isso significa passar por milhares de curvas de correlação temperatura-resistência diferentes para saber se o concreto está maduro. As curvas matemáticas também tendem a ser enganosas devido à influência da temperatura externa.

"O impacto deste estudo pode ser revolucionário, pois não requer nenhum teste mecânico convencional ou configurações de teste caras e pesadas no campo. Não há necessidade de calibração para cada projeto de mistura diferente, "disse o Lu, que também é bolsista da American Concrete Pavement Association em Concrete Pavement and Materials Science.

O sensor desenvolvido pela equipe de Lu é mais preciso porque fica no concreto. Enquanto cada sensor mede apenas uma área de 11 polegadas de concreto, é barato incorporar muitos dos sensores ao longo de uma seção de concreto, a equipe diz.

Um patch de sensor é embutido na superfície de concreto. Os fios conectam o patch a um sistema de medição. Usando o chamado efeito piezoelétrico, a configuração converte energia elétrica em energia mecânica, excitando o sensor e vibrando o concreto para detectar sua rigidez. A energia mecânica é então convertida de volta em energia elétrica. O sensor mede a oposição do concreto ao fluxo de eletricidade por meio de uma leitura de dados elétricos, fornecendo medições precisas de muitas propriedades do concreto de uma só vez.

Os sensores são protegidos da corrosão e não são facilmente esmagados por equipamentos de construção. A configuração também permite que os dados sejam coletados durante anos após o assentamento do concreto. Em contraste, métodos convencionais de teste de laboratório coletam dados por apenas 28 dias, deixando lacunas na compreensão de como o concreto se fortalece depois desse ponto.

"Ser capaz de rastrear a resistência do concreto por um longo período de tempo ajudaria os engenheiros a saber se eles têm estradas super ou mal projetadas e determinar melhor quando substituir o concreto, "Lu disse.

Atualmente, as medições devem ser feitas a cada hora no local, mas a equipe planeja fazer com que os sensores funcionem sem fio no futuro, como por meio de um aplicativo.