Pesquisadores dos Estados Unidos e do Japão desenvolveram um sistema de ultrassom capaz de gerar imagens tridimensionais de alta resolução no interior de estruturas de concreto, como pontes, estradas e edifícios. O método utiliza uma abordagem de banda larga que se adapta automaticamente aos diferentes componentes do material, dispensando ajustes manuais e evitando a necessidade de perfurações ou outros procedimentos destrutivos.
Como o novo método supera as limitações atuais
O concreto é composto por cimento, brita, areia e outras partículas de densidades variadas que dispersam as ondas acústicas, fator que dificulta a obtenção de imagens nítidas com técnicas tradicionais de ensaios não destrutivos. Para contornar esse obstáculo, a equipa liderada por Yoshikazu Ohara, da Universidade Tohoku, adotou um emissor ultrassônico de banda larga, capaz de enviar uma ampla gama de frequências simultaneamente.
Nesse processo, ondas sonoras entre diferentes faixas penetram o bloco de concreto. Algumas frequências são absorvidas ou dispersas pelos agregados, mas outras atravessam a estrutura e retornam ao exterior, onde são captadas por um vibrômetro laser Doppler. Como o receptor cobre um espectro ainda mais amplo do que o emissor, quaisquer frequências remanescentes são registradas, independentemente de quais tenham sido filtradas pelo material.
Esse desenho elimina a etapa de ajuste prévio da frequência ou a troca de transdutores, comum em sistemas convencionais. O equipamento “ouve” automaticamente as frequências que conseguem retornar, aumentando o contraste entre o defeito e a matriz de concreto.
Processamento de dados e geração da imagem 3D
As informações acústicas recolhidas passam por algoritmos adaptados de pesquisas anteriores do grupo, originalmente focadas na detecção de fissuras com laser. Ao processar o volume de dados ultrassônicos em banda larga, o software reconstrói uma representação tridimensional detalhada do interior da peça inspecionada.
O resultado é um mapa 3D que indica profundidade, extensão e localização exatas de trincas, vazios ou segregações. Essas métricas permitem que engenheiros de manutenção planejem reparos pontuais, estimem a gravidade do dano e priorizem intervenções, reduzindo custos e tempo de inatividade.
Imagem: Tecnologia Inovação Notícias
Aplicações potenciais em infraestruturas críticas
Estruturas de concreto envelhecidas representam desafio crescente para administradores públicos e operadores privados em todo o mundo. A capacidade de identificar defeitos internos sem expor armaduras ou remover seções do material pode prolongar a vida útil de pontes, viadutos e edifícios, além de aumentar a segurança de usuários.
Segundo os autores, o método também pode ser aplicado em inspeções de elementos pré-moldados ainda na fábrica, evitando que componentes com falhas ocultas cheguem ao canteiro de obras. Adicionalmente, a tecnologia tem potencial para integrar sistemas robóticos de avaliação autônoma, que percorram grandes extensões de infraestrutura com menor intervenção humana.
Próximos passos da pesquisa
A equipa planeia aprimorar o algoritmo para acelerar o processamento em campo e reduzir o tamanho dos equipamentos, tornando o sistema mais portátil. Estudos futuros devem avaliar o desempenho em estruturas de escalas maiores e em condições ambientais variadas, como alta umidade ou temperaturas extremas, comuns em pontes expostas.
Com o avanço dessas etapas, a tecnologia de ultrassom 3D adaptativo pode tornar-se ferramenta padrão em inspeções de segurança, permitindo avaliações mais frequentes e precisas sem comprometer a integridade do concreto testado.
