Nova técnica antecipa quando um metal irá se quebrar

Redação do Site Inovação Tecnológica - 07/11/2011

O sensor usado nas pesquisas emprega raios laser e câmeras de alta velocidade para monitorar a temperatura e a quebra das peças metálicas.
[Imagem: LSU]

Manutenções preventivas

Máquinas são muito boas. Mas, por mais aperfeiçoadas que sejam, um dia elas quebram.

Para evitar os prejuízos ou os danos potencialmente catastróficos de um acidente, a saída é parar o equipamento para manutenções preventivas.

O difícil é estabelecer um equilíbrio entre parar demais a máquina para verificações ou correr o risco de que ela se quebre.

Por outro lado, nenhuma manutenção preventiva é boa o suficiente para evitar totalmente as quebras.

Mas a solução está a caminho.

Fadiga dos metais

O professor Michael Khonsari e sua equipe da Universidade da Louisiana, nos Estados Unidos, deram um salto no conhecimento sobre a fadiga dos materiais.

Eles desenvolveram uma técnica, e a demonstraram na prática, que é capaz de prever quando um equipamento mecânico está para atingir o ponto de quebra.

"Antes do nosso trabalho, as pesquisas relativas à fadiga eram lentas e incrementais," disse Khonsari. "Agora, nós estamos olhando para uma ideia potencialmente transformadora.

"Há possibilidades para que isso seja aplicado em quase todos os aspectos de nossas vidas. Imagine ser capaz de saber com antecedência quando a peça de um avião vai quebrar, quando a hélice de um helicóptero vai rachar ou quando os freios de um carro vão falhar. Coisas como estas são possíveis com a aplicação do nosso trabalho."

Entropia

Tanto entusiasmo se justifica com a descoberta de que a degradação resulta em uma desordem dentro do material e de um aumento mensurável em sua entropia - um princípio termodinâmico que se manifesta na forma de um aumento na temperatura.

"Nós verificamos que a maioria dos metais responde da mesma forma quando submetido a um estresse cíclico externo que causa fadiga. Embora qualquer tipo de esforço repetitivo - flexão, torção, tensão ou compressão - resulte em um aumento da temperatura, os momentos imediatamente anteriores à quebra são precipitados por um aumento súbito e drástico na temperatura," explicou Khonsari.

"Além disso, determinamos que, conforme um metal se degrada, a quantidade de desordem gerada dentro dele continua a subir até um valor máximo pouco antes da fratura. E esse valor máximo passa a ser uma propriedade única do metal. Esta descoberta significa que podemos antecipar o momento da falha e desligar [o equipamento] antes desse momento chegar." concluiu ele.

A equipe agora está testando um sistema de sensores capazes de monitorar as peças e disparar o alarme na iminência da quebra.