Modelos ensemble de aprendizagem de máquina acoplados ao MEF para a simulação de estruturas de concreto armado sob corrosão por carbonatação

• Processo: 23/04364-9
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2023
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2025
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Civil - Estruturas
• Pesquisador responsável: Emerson Felipe Félix
• Beneficiário: Emerson Felipe Félix
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia (FEG). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Guaratinguetá. Guaratinguetá , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: Guaratinguetá
• Pesquisadores associados: Edna Possan ; Lisiane Pereira Prado ; Rogério Carrazedo
• Assunto(s): Estruturas de concreto armado Concreto armado Corrosão dos materiais Carbonatação Aprendizado computacional Método dos elementos finitos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aprendizado de Máquina | carbonatação | Concreto Armado | Corrosão de armaduras | Método dos Elementos Finitos | Estruturas de concreto armado

Resumo

A fim de representar o processo de corrosão das armaduras e seus efeitos sobre o comportamento mecânico do concreto armado, será desenvolvido e implementado um modelo para a análise não-linear física, baseado na mecânica do dano contínuo e, acoplado a formulações de mapeamento dos mecanismos da difusão de CO2 e potencial de corrosão. Como contribuição original, serão criados modelos da frente de carbonatação e do potencial de corrosão por meio do uso de técnicas Ensemble de Aprendizagem de Máquina, considerando Árvores de Regressão e Redes Neurais Artificiais. As simulações numéricas serão conduzidas em nível mesoscópico, fazendo o uso de método dos elementos finitos posicional, que permitirá a representação trifásica do concreto armado (argamassa, agregados graúdos e a armaduras). Esta abordagem, assim como o uso de algoritmos baseados em Aprendizado de Máquina, vêm sendo aplicados pelo proponente da pesquisa, no desenvolvimento de trabalhos de modelagem e estudo de degradação, a quase uma década, indicando a potencialidade destas na modelagem do comportamento de estruturas de concreto submetidas a solicitações químico-mecânicas. O presente projeto tem como objetivos, avaliar a potencialidade do uso combinado de técnicas Ensemble de Aprendizagem de Máquina com o método dos elementos finitos, assim como, fazer o uso dessas técnicas para melhorar significativamente a precisão e a robustez dos modelos de carbonatação do concreto e potencial de corrosão, fornecendo aos engenheiros civis ferramentas mais eficazes para projetar e gerenciar estruturas de concreto. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

LAVINICKI, BRENO DE MELO; CANDIDO, RENAN ALVES; CARRAZEDO, ROGERIO; POSSAN, EDNA; FELIX, EMERSON FELIPE. Stacking-ensemble ANN model to predict the carbonation depth of concrete structures exposed to natural degradation environments. CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS, v. 495, p. 21-pg., 2025-10-17. (23/04364-9)