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Cientistas usam IA para criar concreto amigo do meio ambiente

Por| Editado por Douglas Ciriaco | 13 de Dezembro de 2021 às 09h02

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Reprodução/MIT
Reprodução/MIT

Pesquisadores do MIT, nos EUA, usaram inteligência artificial (IA) para desenvolver um novo tipo de concreto mais sustentável, reduzindo o custo de produção e a pegada ambiental de dióxido de carbono associada à sua fabricação, mas sem comprometer o seu desempenho na construção civil.

A ideia é usar um sistema de aprendizagem de máquina para encontrar misturas menos poluentes, reaproveitando subprodutos provenientes da manufatura do próprio material. Essa técnica computacional promete ajudar na criação de um concreto mais eficiente e economicamente viável, que não agride o meio ambiente.

“O uso do concreto convencional é responsável por aproximadamente 8% das emissões globais de gases causadores do efeito estufa. Esse impacto deriva do combustível queimado durante a reação química necessária para sua fabricação, que libera dióxido de carbono com a calcinação do calcário”, explica a professora de engenharia de materiais Elsa Olivetti, coautora do estudo.

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Aprendizagem de máquina

Para produzir um concreto com menos impacto ambiental, os cientistas pretendem usar resíduos industriais misturados ao cimento durante o processo de fabricação. Antes disso, eles precisam entender a reatividade de cada material constituinte para determinar a quantidade exata dos compostos, além de controlar a durabilidade do produto final e as emissões de CO2 durante seu ciclo de vida.

É justamente nessa fase que o sistema de aprendizagem de máquina vai atuar, incorporando uma técnica de modelagem preditiva para otimizar método de produção com a utilização de inteligência artificial para coletar dados sobre cada um dos ingredientes, proporções de mistura e desempenho do concreto.

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“O objetivo final é descobrir quais constituintes e quanto de cada um colocar na receita para produzir um concreto mais resistente, barato e sustentável. Com o sistema de IA conseguimos prever sua performance, estimar o custo e quanto dióxido de carbono será gerado”, acrescenta o gerente do laboratório de inteligência artificial do MIT Jie Chen, coautor do estudo.

Herança da vida real

Os pesquisadores também pretendem utilizar modelos de redes neurais para alimentar o sistema com conhecimento humano. A ideia é usar mais de 5 milhões de textos de referência e a experiência de profissionais para construir uma base de dados com percepções multicamadas, criando um padrão que seja mais preciso e robusto ao mesmo tempo.

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Esse método aumenta as chances de produzir cimentos utilizando a quantidade certa de materiais residuais, sem prejudicar o desempenho ou a segurança do material. Com as redes neurais e os sistemas de aprendizagem de máquina, os cientistas querem encontrar a receita ideal para fabricar o concreto do futuro.

“No final, estamos sugerindo alumas fórmulas concretas para que fabricantes e legisladores possam encontrar alternativas viáveis de produção. Esperamos que isso forneça informações valiosas tanto para a indústria da construção civil quanto para o esforço mundial de proteção do planeta”, encerra Chen.

Fonte: MIT