Plataforma avançada de modelagem multiescala para materiais cimentícios inovadores

• Processo: 25/08720-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2028
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Civil - Estruturas
• Pesquisador responsável: Luís Antônio Guimarães Bitencourt Júnior
• Beneficiário: Marcela Gimenes
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Concretos especiais Modelagem multiescala Tomografia computadorizada Estruturas de concreto
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: concretos especiais | Frc | Modelagem Multiescala | Rac | Tomografia computadorizada | Uhpc | Estruturas de Concreto

Resumo

Este projeto visa desenvolver e validar uma plataforma computacional avançada de modelagem multiescala para materiais cimentícios inovadores, incluindo o concreto com agregados reciclados (RAC), o concreto reforçado com fibras (FRC) e o concreto de ultra-alto desempenho (UHPC). A metodologia proposta baseia-se em modelagem mesoscópica de materiais cimentícios e integra ferramentas numéricas inovadoras com dados experimentais para capturar o comportamento mecânico e termomecânico complexo de compósitos cimentícios sob diferentes condições de carregamento e ambientais. Uma inovação relevante consiste no desenvolvimento de um gerador unificado de microestrutura capaz de modelar simultaneamente a distribuição de agregados graúdos, fibras e vazios dentro do mesmo domínio. Essa integração permite simulações realistas de concretos heterogêneos, incorporando efeitos como segregação de fibras, efeitos de parede e ponto de concretagem. Além disso, a plataforma de modelagem permitirá representar diferentes tipos de concretos em um único ambiente computacional, aumentando a flexibilidade e a reprodutibilidade. Outra contribuição original deste projeto é a opção alternativa de obtenção da mesoestrutura do material por meio de tomografia computadorizada (CT-scan), o que permitirá gerar modelos numéricos com mínima divergência geométrica em relação aos corpos de prova reais. Esse nível de precisão é essencial para uma validação confiável do processo de falha desses materiais e ainda não foi totalmente explorado na modelagem multiescala de concretos. Atenção especial será dada à representação precisa do processo complexo de fissuração sob condições ambientais e de alta temperatura. Essa análise integrada entre experimentos e simulações será validada com dados experimentais gerados pelo grupo de pesquisa coordenado pelo supervisor da proposta, e os resultados serão utilizados para extrair recomendações voltadas ao projeto, relacionando parâmetros da mesoescala com o desempenho macroscópico. Ao integrar a caracterização experimental com a modelagem numérica avançada, este projeto proporcionará avanços significativos em ferramentas de simulação multiescala e contribuirá para o desenvolvimento de concretos mais sustentáveis e de alto desempenho para aplicações em engenharia civil.