Você tem cem vezes mais chances de morrer por ser atingido por um raio do que por uma ponte desmoronar.
O que é uma maneira mórbida de dizer que as pontes são geralmente estruturas muito seguras, com as chances de uma fatalidade de um colapso em qualquer lugar do mundo em uma em cem milhões por ano.

Mas, por mais impressionante que a engenharia moderna tenha se tornado, não é uma ciência perfeita. O colapso da ponte rodoviária em Gênova, na Itália, que custou a vida de 43 pessoas em 2018, e as 35 pessoas que perderam suas vidas no colapso da West Gate Bridge em Melbourne em 1971 são lembretes trágicos dos riscos envolvidos na construção de obras públicas.

Dr. Mehridat Makki Alamdari é professor sênior da Escola de Engenharia Civil e Ambiental da UNSW Sydney. Ela passou a última década inspecionando pontes, analisando seus dados e encontrando maneiras mais eficientes de realizar avaliações de saúde estrutural para garantir que permaneçam seguras. Um dos novos projetos em que ela está trabalhando é o desenvolvimento de um sistema de detecção montado em um veículo que atravessa pontes para criar um instantâneo de sua saúde e segurança.

Dr. Makki Alamdari diz que todas as 53.000 pontes da Austrália – do porto de Sydney ao Rio Swan e tudo mais – são inspecionadas visualmente, no mínimo, todos os anos. Mas volumes crescentes de tráfego e veículos maiores e mais pesados ​​aumentaram a carga que as pontes agora têm que suportar. Mais do que nunca, reguladores e governos precisam fazer previsões confiáveis ​​sobre a segurança das pontes, o que exige mais recursos e mais financiamento para sua manutenção.

"Em todo o mundo, temos muitas pontes deterioradas que estão chegando ao fim de sua vida útil, mas as várias autoridades rodoviárias não têm financiamento suficiente para demolir todas essas pontes e construí-las do zero", diz o Dr. Makki Alamdari.

A alternativa é prolongar a vida útil da ponte, avaliando-as regularmente para segurança pública e reparando-as conforme necessário. Na Austrália, essa tarefa é compartilhada entre governos locais e estaduais.

Apenas como eles são avaliados varia de ponte para ponte. O método mais comum e de baixo toque é inspecionar visualmente cada ponte uma vez por ano ou mais regularmente, conforme o caso. Podem ser pontes adequadas que tenham volumes relativamente baixos de tráfego, mas que tal uma estrutura como a ponte do Porto de Sydney, que é atravessada por 58 milhões de veículos por ano, ou pontes mais antigas em áreas regionais que agora suportam cargas muito maiores do que foram projetadas? por?

Sensação de perigo

Para a Harbour Bridge e outras estruturas icônicas de pontes de grande escala em todo o mundo, as autoridades contam com uma combinação de inspeções visuais, tecnologia como CCTV e sensores especiais posicionados em intervalos ao longo da ponte. Os sensores fornecem um fluxo contínuo de dados que os engenheiros usam para identificar quaisquer defeitos emergentes ou pontos fracos estruturais.

Dr. Makki Alamdari, que antes de trabalhar na UNSW foi pesquisador do CSIRO analisando dados sobre a Sydney Harbour Bridge, diz que, em última análise, trata-se de observar os padrões de mudança nas vibrações captadas pelos sensores e agir quando necessário.

"Esta abordagem foi implantada em infraestruturas grandes e icônicas como a Sydney Harbour Bridge e, mais recentemente, a Gateway Bridge em Brisbane, bem como muitas pontes na China e em todo o mundo", diz o Dr. Makki Alamdari.

Embora isso possa significar que possíveis problemas de segurança de desgaste podem ser identificados e resolvidos antecipadamente, o sistema é caro e envolve muitas despesas gerais, como cabeamento, monitoramento, carga de eletricidade e sistemas de análise, sem mencionar a substituição de componentes a cada dois anos, pois exposição aos elementos tem seu preço.

Dr. Makki Alamdari diz que para uma pequena ponte com um vão de 50 m, custaria cerca de US$ 200.000 para instalar um sistema de detecção abrangente, mas um conselho local pode ter um orçamento anual para apenas um décimo disso para cada ponte.

"Realmente não faz sentido comercial aplicar isso a um grande número de pontes. E o problema que estamos enfrentando na Austrália é que muitas dessas pontes deterioradas e com vãos menores estão em áreas regionais.

“Infelizmente, alguns caminhões sobrecarregados fazem desvios nessas pontes regionais para evitar estações de pesagem em rotas mais diretas. Isso pode causar danos significativos a pontes em áreas rurais que não são construídas para receber essas cargas”.

Portanto, se os sensores são muito caros e trabalhosos, e uma inspeção visual todos os anos pode ser inadequada, as autoridades e engenheiros rodoviários estão buscando métodos alternativos que sejam sustentáveis ​​e, ao mesmo tempo, garantam a segurança.

Sensores móveis

A Dra. Makki Alamdari está aproveitando sua experiência em monitoramento de integridade estrutural e análise vibracional para desenvolver uma nova tecnologia móvel que encontre um equilíbrio entre eficiência e economia.

Em vez de carregar uma ponte com sensores caros, e se você colocasse sensores em veículos que medem o estado da ponte à medida que passam por ela?

Essa ideia foi lançada há mais de uma década e funciona perfeitamente no papel, mas ninguém a demonstrou no mundo real. A Dra. Makki Alamdari e seus colegas estão cada vez mais perto de ver isso se tornar realidade.

“Meu resumo do DECRA é apresentar técnicas avançadas de processamento de sinal para extrair a resposta de vibração de um veículo em movimento e, em seguida, construir um algoritmo orientado a dados usando aprendizado de máquina e inteligência artificial para compilar um banco de dados sobre os principais indicadores da saúde estrutural da ponte”, ela diz.

A sua equipa, em colaboração com parceiros da Universidade de Quioto (Japão), utiliza uma ponte estaiada com um vão de cerca de 50 m, para testar um pequeno protótipo de veículo.

“O próximo passo em nossos testes é introduzir gradualmente danos artificiais na estrutura da ponte e verificar se nossos sinais revelam esses danos, apenas processando a resposta do veículo”.

O veículo personalizado que a equipe do Dr. Makki Alamdari usa para realizar seus testes se parece um pouco com um carro de Fórmula 1 em miniatura.

O carro está equipado com vários acelerômetros e células de carga para medir a resposta dinâmica do veículo quando ele está se movendo sobre a ponte, além de medir a força de interação entre o veículo e a ponte. Há também um sistema de aquisição de dados a bordo para registrar dados em tempo real. Ele pode atingir uma velocidade de 10 metros por segundo, mas para melhores resultados, os testes mostram que a velocidade do veículo deve ser mantida em torno de 2 metros por segundo.

"O carro se moverá para frente e para trás muitas vezes para coletar um rico conjunto de dados da ponte", diz o Dr. Makki Alamdari. "Uma vez que os dados são coletados, eles serão analisados ​​off-line no escritório para ver se há alguma anomalia em comparação com o estado de referência."

Ponte para o futuro

É improvável que esta tecnologia de sensor móvel para pontes esteja comercialmente disponível no final da bolsa DECRA do Dr. Makki Alamdari daqui a dois anos. Mas até agora, tem mostrado muita promessa.

"No laboratório provamos que podemos monitorar o estado de saúde da ponte usando essa tecnologia", diz ela.

"Mas no campo é sempre uma história diferente porque pela minha experiência trabalhando na Sydney Harbour Bridge eu sei que há muitos desafios inesperados. testes de laboratório e no campo."

Dr. Makki Alamdari espera que os veículos com sensores móveis possam estar disponíveis comercialmente até o final da década.

"Para chegar ao nível necessário envolve muito trabalho em termos de avançar e ajustar os parâmetros do seu algoritmo e aumentar a sensibilidade dos seus sensores. Tudo isso precisa estar certo para garantir que a tecnologia funcione da maneira que pretendemos ." + Explorar mais

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