Em um cenário em que o país convive com envelhecimento de edificações, manutenção insuficiente e eventos extremos, como incêndios e desastres naturais, garantir a segurança estrutural de construções é um desafio crescente. Foi diante desse contexto que o engenheiro civil Gustavo Henrique Nalon, professor da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), desenvolveu uma pesquisa inovadora que propõe materiais cimentícios inteligentes aplicáveis à alvenaria estrutural de concreto, conhecidos como componentes de alvenaria autossensores.

“Esses materiais têm a habilidade intrínseca de perceber e quantificar tensões, deformações e vibrações estruturais por meio de alterações em suas propriedades elétricas, podendo atuar em conjunto ou em substituição a sensores convencionais”, explica Nalon. Isso significa que as construções passam a “sentir” quando algo está errado, abrindo caminho para edificações mais seguras e sustentáveis.

A pesquisa, desenvolvida no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil da UFV (PPGEC), contou com a orientação do professor José Carlos Ribeiro e coorientação de pesquisadores das áreas de estruturas, materiais de construção e física aplicada da UFV e da UFMG. Essa abordagem interdisciplinar uniu engenharia estrutural, nanotecnologia e ciência dos materiais para desenvolver uma solução pioneira de monitoramento estrutural.

Blocos e argamassas que se “autodiagnosticam”

A tese de Nalon concentrou-se na invenção de blocos vazados de concreto e juntas de alvenaria nanomodificados, capazes de automonitorar tensões, deformações e danos antes e após situações críticas, como exposição a elevadas temperaturas e processos de reidratação pós-incêndio.

Segundo o pesquisador, o princípio é simples, mas poderoso. “As adições de nanopartículas condutivas, como o carbon black, permitem que o concreto responda eletricamente a deformações mecânicas. Assim, a estrutura não apenas suporta o carregamento, mas também funciona como um sensor para diagnóstico do desempenho mecânico em tempo real”, assinala.

O comportamento piezoresistivo, caracterizado por variações de resistência elétrica resultantes de deformações, viabiliza um sistema de monitoramento contínuo, durável e de baixo custo, substituindo sensores externos caros e suscetíveis a falhas no longo prazo.

Superando limitações e ampliando possibilidades

Os sistemas tradicionais de Structural Health Monitoring (SHM), que utilizam extensômetros, acelerômetros ou sensores de fibra óptica, podem apresentar diferentes limitações, como alto custo, dificuldade de instalação e baixa durabilidade. Já os componentes autossensores integram material e monitoramento, permitindo o acompanhamento do desempenho estrutural ao longo da vida útil da construção. “As vantagens vão desde a detecção precoce de falhas até a adoção de estratégias de manutenção preventiva, prolongando a durabilidade das edificações e reduzindo custos de reparo”, destaca Nalon.

Além disso, os blocos e argamassas autossensores são compatíveis com o próprio concreto das estruturas, o que facilita sua aplicação em projetos novos e em estruturas já existentes. Outro diferencial é o uso de adições condutivas de baixo custo, como o negro de fumo condutivo, que possibilita a produção em escala. “Isso torna a tecnologia economicamente viável, sem abrir mão do desempenho e da precisão”, acrescenta o engenheiro.

Impactos sociais, econômicos e ambientais

A pesquisa, vencedora do Prêmio CAPES de Tese na área de Engenharia I, também se destaca pelos impactos que pode gerar em diferentes dimensões. No campo social, os novos componentes de alvenaria poderão aumentar a segurança de edificações, pontes e reservatórios, reduzindo riscos de acidentes. Economicamente, a tecnologia reduz gastos com manutenção e substituição de elementos degradados, além de prolongar a vida útil das construções.

Já sob o aspecto ambiental, o uso desses materiais pode evitar demolições desnecessárias e o consumo excessivo de novos recursos naturais, uma vez que permite reabilitar estruturas comprometidas. “Ao favorecer a recuperação de construções afetadas por incêndios, contribuímos para uma construção civil mais sustentável e menos intensiva em carbono”, afirma o pesquisador.

Para Nalon, o avanço representa um passo para a inovação tecnológica e mudanças de paradigma na construção civil. “Estamos caminhando para uma engenharia capaz de unir inteligência, resiliência e sustentabilidade. As construções do futuro serão, ao mesmo tempo, estruturas e sensores, reproduzindo princípios biomiméticos que definem o modo como a natureza sente e reage ao seu entorno”, conclui.

Entrevistado

Gustavo Henrique Nalon é graduado em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Viçosa, graduação-sanduíche em Engenharia Civil na University of Evansville (EUA), mestre em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Viçosa e doutor em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Viçosa. Atualmente é professor da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) e professor do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil (PEC) da UFJF. Recebeu o Prêmio CAPES de Tese 2025 da área de Engenharias I pelo trabalho “Self-sensing concrete blocks and mortar joints for health monitoring of structural masonry before and after exposure to high temperatures”.

Contato
gustavo.nalon@ufjf.br

Jornalista responsável
Ana Carvalho
Vogg Experience