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.
"Uma estrutura de metal impressa em 3D grande e forte o suficiente para lidar com o tráfego de pedestres nunca foi construída antes", disse o Professor Leroy Gardner, do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental.
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 Pesquisa de Estruturas de Aço do 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 no desenvolvimento de uma rede de sensores avançada para monitorar o comportamento da ponte ao longo de sua vida.
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“Uma estrutura de metal impressa em 3D grande e forte o suficiente para lidar com o tráfego de pedestres nunca foi construída antes. Testamos e simulamos a estrutura e seus componentes ao longo do processo de impressão e após sua conclusão, e é fantástico vê-la finalmente aberta ao público”, comentou o Professor Leroy Gardner, do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental.
“Esperamos continuar este trabalho à medida que o projeto passa da pesquisa básica para a investigação do comportamento de longo prazo das estruturas metálicas impressas. A investigação desta nova tecnologia para a indústria da construção 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 agora esteja pronta para ser usada”, disse um dos contribuintes com o feito, Dr. Craig Buchanan, também do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental.
O trabalho de teste foi liderado pelo Professor Gardner e Dr. Buchanan, apoiado por uma equipe de alunos de graduação e pós-graduação, candidatos a doutorado, pesquisadores de pós-doutorado e técnicos de laboratório.
A ponte foi instalada sobre o canal Oudezijds Achterburgwal, no Red Light District de Amsterdã, e estava sendo inaugurada em 15 de julho de 2021.
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 de Pesquisa de Estruturas de Aço da Imperial, 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 em grande escala do mundo real na passarela.
“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”, disse o Professor Leroy Gardner, do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental.
“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, na Holanda, na própria ponte impressa”, disse Dr. Buchanan.
Os pesquisadores da Imperial fazem parte de uma equipe mais ampla de engenheiros estruturais, matemáticos, cientistas da computação e estatísticos que trabalham no The Alan Turing Institute - programa da Lloyd's Register Foundation em engenharia centrada em dados. O programa é liderado pelo professor Mark Girolami do The Alan Turing Institute e anteriormente do Imperial's Department of Mathematics .
“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 acelerar o processo de design de infraestrutura, garantindo que projetemos estruturas ideais e eficientes em relação ao impacto ambiental, liberdade arquitetônica e custos de fabricação”, disse o Professor Girolami.
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.
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 .
*O artigo original foi postado pelo Imperial College London.
