Redes neurais artificiais aplicadas a modelagem matemática de ensaios não destrutivos para determinação da resistência à compressão do concreto

Abstract

A avaliação das estruturas de concreto é uma questão importante enfrentada na Engenharia Civil, e pode ser necessária devido ao surgimento de danos nas construções, mudança de uso ou ainda suspeita de má qualidade do material empregado. A resistência à compressão é a principal propriedade do concreto, responsável pela sua segurança estrutural. Nesse sentido, é ela que se investiga durante a avaliação de uma estrutura. Essa investigação normalmente é realizada através de ensaios destrutivos que envolvem a remoção de uma amostra de concreto do local para ser submetida ao ensaio em laboratório. Mesmo sendo a metodologia mais tradicional, esses ensaios nem sempre são viáveis pois envolvem um processo dispendioso e tecnicamente difícil, além de permitirem a extração de um pequeno número de amostras, a fim de não prejudicar a estrutura em análise. Uma alternativa a estes ensaios, são os chamados ensaios não destrutivos. Estes tipos de ensaios não causam danos significativos ao concreto, apresentam baixo custo, maior facilidade de execução e podem ser utilizados para avaliar um grande número de elementos de concreto. Apesar de suas vantagens, para utilizá-los com precisão na determinação da resistência à compressão do concreto, é necessário estabelecer uma relação entre a resistência e o resultado do ensaio não destrutivo, a qual pode ser realizada a partir da coleta de dados experimentais e sua posterior modelagem. Com base nestas considerações, desenvolveu-se neste trabalho um modelo matemático para determinação da resistência à compressão do concreto através de ensaios não destrutivos, formulado a partir de redes neurais artificiais. Isso foi possível por meio da elaboração de uma metodologia experimental, onde foram moldados blocos de concreto de diferentes resistências e submetidos aos ensaios não destrutivos de esclerometria e penetração de pinos. Foram realizados ainda ensaios destrutivos para a obtenção da resistência real do concreto, a qual foi utilizada na formulação e na validação do modelo. A partir da coleta e posterior modelagem dos dados experimentais observou-se que os modelos de redes neurais artificiais gerados apresentaram resultados satisfatórios, com correlação próxima a 1. Além disso, o erro médio relativo para os modelos propostos foi inferior a 4% demonstrando o bom desempenho da metodologia proposta. Palavras-chave: Desempenho, Esclerometria, Penetração de pinos, Redes neurais artificiais.