Pesquisadores do Laboratório Federal Suíço de Ciência e Tecnologia de Materiais combinaram concreto de ultra-alto desempenho reforçado com fibras com barras de aço de liga com memória de forma à base de ferro, criando uma camada de reforço capaz de aplicar ativamente pré-esforço em tabuleiros de pontes existentes, oferecendo uma nova solução para a reparação de pontes envelhecidas em todo o mundo.
Nos Estados Unidos, dados da Administração Federal de Rodovias mostram que dezenas de milhares de pontes são classificadas como estruturalmente deficientes, e vários países europeus enfrentam problemas semelhantes de infraestrutura envelhecida. A substituição direta de pontes é dispendiosa e perturbadora, levando o setor a adotar estratégias de extensão da vida útil. Os métodos tradicionais de reforço dependem de pós-tensão externa, chapas de aço ou laminados de polímero reforçado com fibras, geralmente exigindo hardware de ancoragem complexo e tempo de instalação significativo.
A inovação da equipe de pesquisa suíça reside na substituição do aço convencional na camada de recobrimento por barras de aço com memória de forma. Estas barras são instaladas em estado pré-tensionado. Após aquecimento a cerca de 200°C, a liga tenta recuperar a sua forma original. Como está ancorada no concreto e não pode contrair-se livremente, são geradas tensões de compressão no interior da estrutura, introduzindo pré-esforço sem o uso de macacos hidráulicos ou sistemas de tensionamento. A liga com memória de forma à base de ferro contém elementos como manganês, silício e crómio; o aquecimento desencadeia a recuperação da sua configuração original. As tensões de compressão são transmitidas ao material circundante através das zonas de ancoragem, podendo fechar fissuras e elevar ligeiramente elementos fletidos.
A equipe de pesquisa realizou experimentos em escala real usando lajes de concreto de cinco metros de comprimento representando tabuleiros de pontes em balanço. Estas lajes foram intencionalmente fissuradas antes do reforço para simular a deterioração real da ponte. Após a instalação, as barras de memória de forma foram ativadas por aquecimento, e os observadores registaram o fecho imediato das fissuras e o desaparecimento da deformação residual. A equipe monitorizou o comportamento estrutural usando câmaras óticas de rastreamento de fissuras e sensores de fibra ótica embutidos ao longo das barras. O pesquisador Christoph Czaderski explicou: "Os sensores que usamos funcionam de forma semelhante aos cabos de fibra ótica nas telecomunicações. Em vez de enviar dados codificados através da fibra, analisamos a luz retrodispersa, o que nos permite ver exatamente como a barra está a deformar-se."
Em comparação com os provetes não tratados, a capacidade de carga das lajes reforçadas aumentou pelo menos duas vezes. As lajes reforçadas com barras de memória de forma exibiram maior rigidez, menor deformação permanente e melhor controlo de fissuras sob ciclos de carga repetidos. Angela Secaira Lemos, que liderou o estudo, afirmou: "Conseguimos demonstrar que o nosso sistema não é apenas eficaz, mas pode realmente revitalizar pontes existentes." O projeto, financiado pela Innosuisse, foi desenvolvido em colaboração com a Universidade de Ciências Aplicadas da Suíça Oriental, a empresa spin-off re fer e a Associação Suíça da Indústria de Cimento, e está atualmente a procurar demonstração numa ponte real.