A ponte, que está há mais de quatro anos em construção e é liderada pela empresa holandesa MX3D, será um “laboratório vivo” no centro da cidade de Amsterdã. Usando sua vasta rede de sensores instalados, os pesquisadores do Imperial College London irão medir, monitorar e analisar o desempenho da nova estrutura de 12 metros de comprimento enquanto lida com o tráfego de pedestres.
Os dados coletados permitirão aos pesquisadores e engenheiros medir a ‘saúde’ da ponte em tempo real, monitorar como ela muda ao longo de sua vida útil e entender como o público interage com a infraestrutura impressa em 3D.
Os dados dos sensores serão colocados em um ‘gêmeo digital’ da ponte – uma versão computadorizada que imitará a ponte física com crescente precisão em tempo real conforme os dados do sensor chegam. O desempenho e o comportamento da ponte física serão testados contra o gêmeo, que ajudará a responder a perguntas sobre o comportamento de longo prazo do aço impresso em 3D, bem como seu uso em cenários do mundo real e em novos projetos de construção futuros.
Para ir do estágio conceitual para a passarela instalada, o grupo de estruturas de aço no Imperial conduziu a pesquisa e validação de base, incluindo testes de forças destrutivas em elementos impressos, simulações de computador duplo digital avançado, testes não destrutivos do mundo real na passarela e o desenvolvimento de uma rede de sensores avançados para monitorar o comportamento da ponte ao longo de sua vida.
O co-contribuidor imperial, Professor Leroy Gardner, do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, disse: “Uma estrutura de metal impressa em 3D grande e forte o suficiente para lidar com o tráfego de pedestres nunca foi construída antes. Nós testamos e simulamos a estrutura e seus componentes em todo o processo de impressão e após a sua conclusão, e é fantástico vê-lo finalmente aberto ao público. ”
O co-contribuidor imperial Dr. Craig Buchanan, também do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, disse: “Estamos ansiosos para continuar este trabalho enquanto o projeto faz a transição da pesquisa básica para a investigação do comportamento de longo prazo de estruturas metálicas impressas. Pesquisa sobre esta nova tecnologia para a construção civil tem um grande potencial para o futuro, em termos de estética e de design altamente otimizado e eficiente, com utilização reduzida de materiais. Tem sido fascinante e estamos muito satisfeitos que a estrutura já esteja pronta a ser utilizada ?.
O trabalho de teste foi liderado pelo Professor Gardner e Dr. Buchanan, apoiado por uma equipe de alunos de graduação e pós-graduação, Ph.D. candidatos, pós-doutorandos e técnicos de laboratório. O trabalho da equipe foi financiado predominantemente pelo The Alan Turing Institute, com financiamento adicional do Engineering and Physical Sciences Research Council, parte do UK Research and Innovation.
A ponte foi instalada sobre o canal Oudezijds Achterburgwal no Distrito da Luz Vermelha de Amsterdã e está sendo inaugurada por um robô em 15 de julho de 2021.
“Oportunidades tremendas”
Na ausência de disposições de projeto estrutural para aço impresso em 3D, testes físicos e simulação por computador são importantes para garantir a segurança de novas estruturas impressas em 3D. O grupo Steel Structures, portanto, empreendeu um ambicioso programa de pesquisa usando material destrutivo em pequena escala e testes de seção transversal, modelagem por computador e testes não destrutivos do mundo real em grande escala na passarela.
O professor Gardner disse: “A impressão 3D apresenta enormes oportunidades para a indústria da construção, permitindo uma liberdade muito maior em termos de propriedades e formas dos materiais. Essa liberdade também traz uma série de desafios e exigirá que os engenheiros estruturais pensem de novas maneiras.”
Dr. Buchanan disse: “Por mais de quatro anos, temos trabalhado desde a escala do micrômetro, estudando a microestrutura impressa até a escala do metro, com testes de carga na ponte concluída. Este trabalho desafiador foi realizado em nossos laboratórios de teste em Imperial , e durante o processo de construção no local em Amsterdã e Enschede, Holanda, na própria ponte impressa. ”
Os pesquisadores imperiais fazem parte de uma equipe mais ampla de engenheiros estruturais, matemáticos, cientistas da computação e estatísticos que trabalham no programa The Alan Turing Institute-Lloyd’s Register Foundation em engenharia centrada em dados. O programa é liderado pelo Professor Mark Girolami no The Alan Turing Institute.
O professor Girolami disse: “A impressão 3D está prestes a se tornar uma importante tecnologia em engenharia e precisamos desenvolver abordagens apropriadas para teste e monitoramento para realizar todo o seu potencial. Quando combinamos a impressão 3D com a tecnologia digital dupla, podemos então acelerar a infraestrutura processo de design, garantindo que projetemos estruturas ótimas e eficientes em relação ao impacto ambiental, liberdade arquitetônica e custos de fabricação. ”
Os dados capturados da ponte serão disponibilizados para outros pesquisadores em todo o mundo que desejam trabalhar com os pesquisadores de Turing na análise dos dados.
Agora que a ponte está desvelada, os pesquisadores vão começar a coletar dados em tempo real para monitorar como está se comportando.
Publicado em 18/07/2021 10h07
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