O que não nos mata nos torna mais fortes, de acordo com o filósofo Friedrich Nietzsche. Quem teria pensado que uma noção semelhante poderia se aplicar aos materiais?

"A razão pela qual o concreto é tão forte é porque é muito fraco, "diz o professor Alex Hansen, chefe da PoreLab, um Centro de Excelência para pesquisas de destaque na Universidade Norueguesa de Ciência e Tecnologia (NTNU) e na Universidade de Oslo (UiO).

Os pesquisadores da PoreLab trabalham principalmente com materiais porosos como concreto, e em seu mundo, esse tipo de coisa pode acontecer. Entre outras coisas, os pesquisadores consideram o que acontece em materiais sujeitos a estresse, e algumas de suas descobertas são um pouco inesperadas.

Por que, por exemplo, o concreto funciona dessa maneira? O concreto parece compacto, mas, na verdade, está cheio de pequenos orifícios. Esses orifícios tornam o material mais resistente. O professor Hansen começa com o básico:

"Quando você tem uma rachadura no pára-brisa do seu carro, você pode impedir que a rachadura se espalhe fazendo um furo nela, ", diz ele. Uma fenda não tratada tem uma alta concentração de força na ponta da fenda. Se você fizer um furo neste ponto, em vez disso, a força se espalha ao redor do orifício e diminui a pressão no vidro.

Algo semelhante ocorre no concreto poroso. Se houver uma rachadura no concreto, a força é distribuída por todo o material devido a todos os furos. As pessoas conhecem esses mecanismos de força pelo menos desde a Idade Média. Os construtores da fortaleza de Kristiansten em Trondheim no século 17 colocaram os restos de animais mortos no material. À medida que os animais apodreciam e emitiam gases, eles tornaram o material poroso e, portanto, mais forte.

Mas isso não explica por que os materiais podem se tornar ainda mais fortes sob tensão. A ideia vai de encontro à intuição - não deveria o material ficar mais fraco? O que está acontecendo?

O doutorando Jonas Tøgersen Kjellstadli do Departamento de Física do NTNU pode explicar o processo. Ele colaborou com Hansen, pesquisador Srutarshi Pradhan e Ph.D. candidato Eivind Bering - também do mesmo departamento - no estudo do fenômeno. "As partes fortes do material envolvem as partes fracas e as protegem, "diz Kjellstadli.

Um material como o concreto não é igualmente forte em todos os lugares, embora possa parecer isso. Um material aparentemente uniforme tem zonas fracas e fortes. Essas zonas estão espalhadas aleatoriamente por ele.

Nos modelos de computador usados ​​por Kjellstadli, as zonas fortes estão espalhadas no material. Eles protegem as zonas de fraqueza quando as fibras são submetidas a estressores. Isso acontece em um grau tão forte que o material se estabiliza e se torna menos vulnerável a tais tensões.

Este efeito só se aplica onde as zonas forte e fraca estão distribuídas de forma desigual por todo o material. E isso só se aplica até um certo limite. O material está constantemente sendo estressado até um limite máximo ou outro, onde a força de uma tensão não pode mais ser absorvida. Cedo ou tarde, o material então falhará catastrófica e repentinamente.

Os pesquisadores imaginam possíveis aplicações, também. E se você pudesse usar esse conhecimento básico para prever quando um material irá falhar? Quando o estresse finalmente chega a ser demais? "Usamos os mesmos modelos de computador de quando observamos que os materiais são reforçados pela carga de tensão, "diz Hansen.

Para isso, eles adicionam experimentos práticos, continuando até que a carga de tensão se torne muito grande para o material.

Hansen está interessado neste tópico desde 2000, quando ele ouviu falar de minas na África do Sul que iriam de repente entrar em colapso. A compreensão desses mesmos princípios poderia algum dia ser usada como uma ajuda durante a construção do túnel, ou para prever terremotos. Essas ideias ainda são especulativas, e suas aplicações encontram-se em um futuro um tanto distante. Mas as ambições dos pesquisadores são grandes.

"Estamos trabalhando para criar um modelo geral para quando ocorrer uma falha catastrófica, diz Hansen.

Se esse objetivo é mesmo possível, eles ainda não sabem - mas este é exatamente o tipo de pesquisa de alto risco que a PoreLab foi encarregada de realizar. Os ganhos potenciais são enormes se forem bem-sucedidos.

"Em nossos modelos de computador, estamos observando que a energia elástica do material atinge um pico pouco antes de falhar, "diz o pesquisador do PoreLab Pradhan. Ele tem trabalhado especificamente na previsão de quando um material irá quebrar desde que começou a estudar com o professor Bikas K. Chakrabarti no Instituto Saha de Física Nuclear em Calcutá, Índia em 2000. "Acreditamos que isso tem potencial para se expandir em situações reais, "Pradhan diz.

Talvez seu objetivo não seja impossível, afinal.