Tese estuda propostas para a construção civil adaptadas a condições extremas

Imagem: Marca dos 20 anos do Prêmio CAPES de Tese (CGCOM/CAPES)

Professor e pesquisador, Gustavo Henrique Nalon teve sua formação acadêmica moldada pelo Programa Ciência Sem Fronteiras, que o levou para a Universidade de Evansville, nos Estados Unidos. O intercâmbio de graduação sanduíche, financiado pela CAPES/MEC, foi o primeiro passo de uma trajetória que se repetiria posteriormente, como bolsista de mestrado e doutorado. Ele foi vencedor do Prêmio CAPES de Tese na área de Engenharia I. À frente de uma pesquisa inovadora em Engenharia Civil, ele apresenta em sua tese – intitulada  Self-sensing concrete blocks and mortar joints for health monitoring of structural masonry before and after exposure to high temperatures – uma nova tecnologia: uma alvenaria capaz de "automonitorar-se" para detectar danos após eventos extremos, como incêndios, o que confere mais segurança e durabilidade às construções.

Sobre o que é a sua pesquisa? Explique o conteúdo da sua tese.
Muitas estruturas civis estão sujeitas a deterioração acelerada, manutenção insuficiente, exposição a condições severas de uso e a eventos extremos como incêndios. Esses cenários exigem o desenvolvimento de tecnologias escaláveis para avaliar o desempenho mecânico residual das construções e garantam a segurança dos usuários. Os sistemas tradicionais de monitoramento da integridade estrutural (SHM, do inglês “Structural Health Monitoring”) enfrentam limitações como elevado custo, durabilidade e robustez limitadas e restrições de escalabilidade.  

Diante disso, alguns grupos de pesquisa vêm desenvolvendo uma nova tecnologia escalável para monitoramento da integridade estrutural (SHM): materiais cimentícios inteligentes conhecidos como “concretos autossensores”. A tese contribuiu para essa área ao abordar a invenção de blocos vazados de concreto e juntas de alvenaria estrutural nanomodificados, capazes de automonitorar tensões, deformações e danos antes e após a exposição a elevadas temperaturas (típicas de incêndios) e a processos de reidratação pós-incêndio.

De que forma a sua pesquisa pode contribuir para a sociedade?
Do ponto de vista social, os novos componentes de alvenaria autossensores desenvolvidos na tese poderão ajudar a garantir a segurança e o bem-estar de usuários de estruturas empregadas em edificações, pontes, muros de arrimo, reservatórios, pois viabilizam a detecção precoce de danos estruturais e reduzem os riscos de acidentes.  Do ponto de vista econômico, a tecnologia proposta reduz os custos de implementação e manutenção dos sistemas tradicionais de monitoramento, tornando-os mais escaláveis e robustos. O uso de nanopartículas de carbon black – de custo mais baixo em comparação a outros tipos de adições condutivas – possibilita a fabricação de sensores acessíveis, que prolongam a vida útil das estruturas e minimizam os gastos com reparos e substituição de elementos degradados. 

Imagem: Gustavo Henrique Nalon (Arquivo pessoal)

Do ponto de vista ambiental, a solução proposta poderá favorecer a reabilitação de estruturas comprometidas pelo uso comum ou pela exposição a elevadas temperaturas, o que reduz a necessidade de demolições e reconstruções, evitando assim a depleção de novos recursos naturais e os gastos de energia.  Por último, do ponto de vista científico, a tese resultou em oito artigos publicados entre 2022 e 2024 em periódicos de alto impacto, como Cement & Concrete Composites (fator de impacto: 13,1), Construction and Building Materials (fator de impacto: 8,0) e Structures (fator de impacto: 4,3).

Qual a importância para você de sua tese ter sido escolhida a melhor na área?
O prêmio que recebi representa, em primeiro lugar, a satisfação de poder contribuir para a sociedade com o desenvolvimento de uma nova tecnologia para monitorar o comportamento mecânico de estruturas. Essa conquista integra os avanços da Nanociência e da Engenharia de Estruturas na criação de construções inteligentes. Receber o prêmio também representa a consolidação de uma trajetória acadêmica iniciada ainda na graduação em Engenharia Civil. Além disso, o reconhecimento valida a qualidade e a relevância científica dos trabalhos desenvolvidos no PPGEC/UFV – resultados de um esforço coletivo que contou com a contribuição essencial de orientadores, coorientadores e colegas de laboratório. A conquista ainda me motiva a seguir na carreira acadêmica, compartilhando o conhecimento do doutorado com os alunos da Faculdade de Engenharia da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), instituição da qual passei a integrar recentemente como professor das disciplinas de Resistência dos Materiais e Laboratório de Resistência dos Materiais. Por fim, essa conquista também serve como incentivo para dar continuidade, no laboratório da UFJF, à linha de pesquisa sobre o comportamento eletromecânico de estruturas autossensoras, ampliando assim os avanços iniciados na minha tese.

Foi bolsista da CAPES/MEC? Se sim, de que forma a bolsa contribui para sua formação?
Sim. Fui bolsista da CAPES/MEC no Programa Ciência Sem Fronteiras entre 2014 e 2015, além de bolsista de mestrado de 2019 a 2020 e de doutorado de 2020 a 2024. Dessa forma, em diferentes etapas, o apoio da Coordenação foi fundamental para que eu pudesse me dedicar à formação acadêmica, à condução de experimentos com qualidade, à divulgação do trabalho científico desenvolvido na UFV e à preparação para ingresso na carreira docente como professor da Faculdade de Engenharia da UFJF, onde poderei retribuir os investimentos, contribuindo para a formação de novos engenheiros.

A Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) é um órgão vinculado ao Ministério da Educação (MEC).
(Brasília – Redação CGCOM/CAPES)
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