Este material reage a estímulos mecânicos, como deformações, trincas e danos provocados por abalos sísmicos, além de tensões que, embora não causem danos catastróficos imediatos, podem comprometer a estrutura ao longo do tempo. O histórico dessas tensões é memorizado por um efeito luminescente chamado brilho residual, armazenando informações por longos períodos.
Ao aplicar o material nas superfícies das estruturas, é possível observar mudanças no brilho residual para determinar a quantidade de tensão registrada. Isso permite avaliar os riscos de defeitos ou colapso total da estrutura, antecipando problemas antes que se manifestem em trincas visíveis.
Com o rápido crescimento urbano dos últimos 100 anos, todas as cidades enfrentam desafios com o envelhecimento das infraestruturas, destacando a importância crescente do monitoramento dessas construções.
“O que torna nosso material verdadeiramente inovador é sua operação sem necessidade de fonte de alimentação, equipamentos complexos ou monitoramento in loco, além de sua integração facilitada com a tecnologia da Internet das Coisas,” afirmou o professor Chao-Nan Xu, da Universidade de Tohoku, no Japão.

As tecnologias para detecção de trincas e visualização de tensões têm se desenvolvido com o uso de materiais mecanoluminescentes, que emitem luz quando estimulados mecânica mente. No entanto, essa luminescência só é observada durante a estimulação, e informações sobre estímulos mecânicos passados não podem ser recuperadas sem monitoramento contínuo por câmeras.
Para superar essa limitação, pesquisadores têm explorado a combinação de materiais mecanoluminescentes com materiais fotossensíveis. Esses sistemas permitem que o material emita luz em resposta ao estresse mecânico, e essa luz pode ser preservada e analisada posteriormente para reconstruir o histórico de tensão. No entanto, essas soluções frequentemente exigem estruturas complexas, têm reações escuras e a gravação dos eventos não é durável.
Tomoki Uchiyama desenvolveu uma alternativa promissora, o material LNNO (Li0,12Na0,88NbO3), uma mistura de lítio, sódio e óxido de nióbio dopado com praseodímio (Pr). Apesar da sua complexidade química, o material pode ser sintetizado de maneira simples e ecologicamente sustentável.
Além de ser mecanoluminescente, o LNNO possui a capacidade de registrar eventos de estresse passados, permitindo recuperar informações sobre tensões anteriores. Para isso, o material é aplicado como um revestimento na superfície de um objeto. Ao iluminar o material com uma lanterna, o brilho produzido pode ser medido usando câmeras ou sensores de luz.
Testes mostraram que a imagem do brilho residual está em concordância quantitativa com os resultados obtidos pela análise de elementos finitos. Além disso, o material retém essas informações de estresse por até cinco meses.
“Esperamos que nossas descobertas ajudem a enfrentar a escassez de mão de obra no diagnóstico estrutural e reduzam os custos associados,” afirmou Xu.
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