DESAFIO DO CLIENTE
Há décadas, o Laboratório de Estruturas Mark Huggins da Universidade de Toronto tem exercido um impacto global significativo no campo da engenharia estrutural civil A pesquisa ali realizada sobre o comportamento do concreto armado sob condições extremas fornece agora a base teórica das cláusulas de cisalhamento para o código de construção das pontes canadenses e americanas. Ele também está influenciando novos códigos modelo na Europa.
Os engenheiros de testes estruturais do laboratório há muito tempo têm aplicado uma combinação única de experimentação e análise em suas pesquisas. Em 1984, o Professor Michael P. Collins desenvolveu o sistema Shell Element Test (SET) - uma ferramenta de pesquisa muito flexível e poderosa - para estudar o comportamento de grandes elementos de concreto armado (1,626 m x 1,626 m) submetidos a forças dentro e fora do plano. Desde o início, os corpos de prova testados na máquina foram destinados a modelar seções de pontes, navios de contenção nuclear, e plataformas petrolíferas offshore. O sistema também serviria como um meio para validar a Teoria de Compressão Modificada, desenvolvida no laboratório
Mais recentemente, como a ciência dos materiais concretos passou por avanços significativos, engenheiros no laboratório começaram a sentir limitações nas capacidades do sistema SET
"As forças de concreto praticamente disponíveis subiram por um fator de três nas últimas duas décadas em , o que tornou possível que membros muito menores de concreto armado reforçado carregassem cargas mais altas do que era possível anteriormente", explica o Dr. Evan Bentz, um professor de Engenharia Estrutural do Departamento de Engenharia Civil da universidade "Estes avanços introduziram todos os tipos de novos e fascinantes comportamentos do material de concreto. Mas eles também expuseram fraquezas do sistema SET original"
Em 2007, Bentz e Collins perceberam que precisavam ser capazes de testar corpos de prova com um nível de controle e precisão muito maior , a fim de acompanhar o ritmo da indústria. Uma vez que falhas estruturais do concreto normalmente acontecem de forma não linear, a atualização teria que incluir a capacidade de correlacionar os dados de teste adquiridos, exatamente com as cargas e os momentos aplicados a qualquer momento no tempo.
"Tínhamos profundo conhecimento residente de como o sistema SET original funcionava, mas não possuíamos a experiência em tecnologia avançada de controle e integração de sistemas necessária para alcançar as capacidades que queríamos", disse Bentz.
Após obter uma subvenção da Fundação Canadense para Inovação, uma agência governamental de pesquisa, para atualizar o sistema SET, o laboratório começou a aceitar pedidos de propostas. "Esperávamos que dois recursos diferentes fossem necessários para ajudar a completar nossa atualização": um para nos dizer o que era possível, e um segundo para fazê-lo de fato", disse Bentz . "Tivemos o prazer de descobrir que um recurso poderia realizar ambos. Foi por isso que escolhemos a MTS."
SOLUÇÃO DA MTS
Concluído no início de 2010, o sistema SET transformou efetivamente um sistema de teste estático duradouro, de alto desempenho em um sistema de teste dinâmico duradouro e de maior desempenho. Para isso, todos os 60 atuadores do sistema original eram equipados individualmente com servocontroles e transdutores de carga e deslocamento. O controle dinâmico completo foi estabelecido integrando um controlador digital FlexTest® 200 de última geração e PCs clientes executando o software avançado AeroPro™. O único pacote de aplicação de testes estruturais que integra totalmente controle e aquisição de dados, o software AeroPro facilita o eficiente gerenciamento de altos números de controle e canais de aquisição de dados, permite monitoramento de testes em tempo real, e fornece histórico detalhado do tempo de cada momento de falha de um exemplar.
Assim, enquanto o sistema original forneceu somente o controle de pressão de grupos de atuadores, o sistema atualizado oferece controle de carga e controle de deslocamento de cada atuador individualmente e simultaneamente, permitindo a execução de perfis de teste mais sofisticados, do mundo real e a aquisição de dados de maior resolução. "O sistema anterior de bancos de prumos saindo a uma determinada pressão era bastante funcional e simples, mas para obter o controle que precisávamos para maior resistência, mais concreto frágil, a capacidade de controlardeslocamentos individuais era necessária", explicou Bentz. "A flexibilidade de opções de controle no software AeroPro é exatamente o que precisávamos para controlar esses muitos canais de uma forma elegante."
A atualização do sistema também incluiu um sistema de distribuição hidráulico inteiramente novo, compreendendo duas unidades de potência hidráulica SilentFlo™, um Coletor de Serviço Hidráulico Modelo 293, e uma tubagem rígida integrada.
"Com nossas novas capacidades de controle, acionamento e software, o corpo de prova de concreto está basicamente flutuando no espaço, e podemos aplicar cargas e momentos específicos em qualquer direção, a qualquer momento", disse Bentz. "Agora podemos sujeitar os elementos de revestimento de concreto a todos os oito componentes de força possíveis, mantendo um controle rigoroso"
A solução MTS também incluiu treinamento extensivo dos usuários no local para garantir que os engenheiros de teste estivessem aproveitando ao máximo a atualização do sistema SET.
BENEFÍCIOS PARA O CLIENTE
De acordo com o Dr. Bentz, o sistema atualizado SET traz o Mark Huggins Structures Laboratory significativamente mais próximo de simular as condições reais de operação das atuais estruturas de concreto armado. Isso inclui a capacidade de examinar de perto o impacto de eventos sísmicos e até mesmo explosões, assim como mecanismos de falha que se manifestam apenas em períodos prolongados de tempo.
"Nosso sistema SET original nos serviu bem, mas limitou nossas possibilidades porque era um sistema estático", disse Bentz. "Agora que estamos equipados com uma solução dinâmica de alta precisão , podemos obter uma imagem detalhada do que está acontecendo exatamente durante falha mecânica, sob uma ampla gama de cenários de carga. Muito menos suposições têm que ser feitas"
"Acho que estamos prestes a descobrir alguma nova ciência interessante aqui", aposta Bentz "E estamos mais confiantes do que nunca em nossa capacidade de fazer previsões precisas de quanto tempo uma ponte durará enquanto estiver em serviço."
Bentz cita a experiência e o profissionalismo da MTS como vitais para o sucesso da atualização do sistema SET. "A comunicação foi excelente tanto durante como após a implementação do ", disse ele. "Sempre encontramos representantes da MTS que são profissionais, capazes e sempre dispostos a ajudar da forma que for necessária"
"Toda a configuração funciona exatamente como nós esperávamos", disse Bentz. "Não podíamos desejar muito mais."
