Investigação sobre problemáticas na rede europeia de infraestruturas premiada

É de conhecimento geral que uma rede de infraestruturas adequada e funcional é vital para o desenvolvimento de um país ou região, estando a sua qualidade diretamente relacionada com a prosperidade aos níveis económico e social.

Na Europa, a maioria das infraestruturas são construídas em betão armado ou pré-esforçado, estando muitas destas estruturas atualmente degradadas devido à exposição a ambientes agressivos e ao aumento significativo das cargas previstas em projeto. A explicação é de Ana Mafalda Matos, antiga estudante do Mestrado Integrado e do Programa Doutoral em Engenharia Civil da Faculdade de Engenharia da U.Porto (FEUP), atualmente investigadora no Departamento de Engenharia Civil.

“Estima-se que mais de 50% do orçamento anual relativo à construção na Europa é gasto na reabilitação, reforço ou substituição de estruturas deterioradas de betão. Para além dos custos diretos, a internalização dos custos associados às emissões de CO₂ decorrentes da construção, bem como os custos indiretos para os utilizadores devido às restrições no uso da infraestrutura, agrava ainda mais o encargo para a sociedade”, avança.

Este enquadramento da problemática acaba por reiterar “a importância de existirem novas tecnologias que melhorem as estruturas existentes e minimizem as intervenções de manutenção, garantindo um período de vida útil longo e seguro”.

Para colmatar a questão, a investigadora dedicou-se aos compósitos cimentícios de ultra elevado desempenho reforçados com fibras (UHPFRC) – dos mais promissores do século XXI devido às suas notáveis propriedades mecânicas e excelentes características de durabilidade. Apesar das suas características proveitosas, o seu elevado custo e a baixa competitividade das misturas comerciais disponíveis na Europa, bem como a falta de controlo sobre as mesmas, dificulta uma utilização mais generalizada.

A investigação de Ana Mafalda Matos – que lhe valeu o Prémio Professor Joaquim Sarmento, anualmente entregue na Conferment Ceremony da FEUP – vem provar que é possível desenvolver um UHPFRC utilizando materiais nacionais e tendo como principal aplicação a reabilitação ou reforço de infraestruturas de betão armado ou pré-esforçado.

A utilização é feita através do conceito de estruturas híbridas, onde camadas finas de UHPFRC são aplicadas em locais críticos relacionados com a exposição ambiental e cargas. “Tal permite uma melhoria das propriedades mecânicas e a drástica diminuição da permeabilidade de elementos estruturais, aumentando a vida útil da estrutura bem como a redução de operações e custos de manutenção”, esclarece.

Este novo compósito, além de ter sido otimizado do ponto de vista das propriedades de engenharia, foi também idealizado e concetualizado aos níveis económico e ambiental. Demonstrou um elevado desempenho mecânico e de durabilidade equivalente a misturas da mesma família mesmo com a incorporação de menores dosagens de cimento e sílica de fumo, apresentando, assim, benefícios face ao custo e emissões de CO₂.

“A utilização de materiais locais, a produção sem necessidade de tratamentos de cura especiais, a fácil aplicação (auto-compactabilidade) e uma caracterização adequada do produto final contribuem diretamente para uma maior aceitação desta nova família de materiais avançados junto dos stakeholders da construção”, conclui.

Sobre Ana Mafalda Matos

Ana Mafalda Matos é atualmente investigadora de pós-doutoramento e membro integrado no Instituto de I&D em Estruturas e Construção (CONSTRUCT-LABEST) da FEUP. Os seus principais campos de investigação são o desenvolvimento e otimização de materiais compósitos, nomeadamente estruturais, impressão 3D, valorização de resíduos e adições e durabilidade de materiais cimentícios. Participou já em vários projetos de I&D, na Cooperação Europeia em Ciência e Tecnologia Ação COST 1404 e RILEM, contando com mais de 12 anos de experiência em materiais cimentícios.

Captou ainda um financiamento na quarta edição do Concurso Estímulo ao Emprego Científico Individual financiado pela FCT, na categoria de Investigador Júnior, com o projeto “Cement-based composites shift to Industry 4.0: performance-based mix design methodology, assessment and quality control”.

Atualmente, coorienta investigações de doutoramento em Engenharia Civil e mestrados em Design Industrial e em Estruturas. É autora de mais de 50 publicações técnico-científicas, membro editorial do Journal of Natural Hazards and Disaster Management e Topic editor nas revistas Frontiers in Building Environment e Advances in Materials Science and Engineering.