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INEGI lidera estudo pioneiro à fadiga de longa duração para melhorar previsão do tempo de vida dos materiais estruturais

17 fevereiro 2021

Compreender o comportamento dos materiais é, muitas vezes, levá-los ao limite. E o estudo da fadiga é isto mesmo: determinar quantos ciclos repetidos de carga e tensão o material aguenta, até falhar. Há, porém, variáveis ainda por explorar, e uma delas é a aplicação de carga em ciclos extensos, que se estendem por longos períodos de tempo.

É este o tema de um novo projeto, que arranca agora pela mão de uma equipa de investigadores do INEGI, e que promete tornar a previsão do tempo de vida destes materiais mais precisa.

"Os componentes sujeitos à aplicação de carga em longos ciclos são cada vez mais comuns, nomeadamente no setor dos transportes e da energia. Este cenário conduz a danos de fadiga que, até agora, eram imprevisíveis”, explica Abílio de Jesus, responsável pelo projeto no INEGI.

É neste contexto que o projeto vai atuar, com especial foco nas ligas metálicas, um material usado em inúmeras estruturas, desde pontes a torres eólicas, entre muitas outras. Como salienta o responsável do projeto, "o estudo dos efeitos de longa duração está normalmente sujeito a limitações temporais e económicas, que podem conduzir a projetos inseguros. Os ensaios que vamos realizar, para analisar a fadiga no regime supercíclico extremo, vão colmatar esta lacuna de conhecimento”.

Projeto terá impacto no design de futuros componentes estruturais

Sabe-se já, por exemplo, que longos ciclos de carga têm tendência a resultar em fendas com início no interior do material, em vez das típicas fendas superficiais. Dados como este, recolhidos durante os ensaios, vão posteriormente informar a criação de um modelo de previsão e contribuir para a criação de componentes mais fiáveis.

O projeto conta também com a participação do IDMEC – Instituto de Engenharia Mecânica, que recentemente criou e patenteou uma máquina de teste ultrassónica para fadiga multiaxial, que irá complementar os recursos do INEGI.

A equipa conta ainda com dois doutorandos acolhidos no INEGI, cuja atividade vai complementar o projeto. Rita Dantas, detentora de uma bolsa de doutoramento do programa MIT Portugal, intitulada "An integrated multiscale fatigue methodology applied to ocean structural systems”, vai estudar a fadiga em componentes de aço para aplicações estruturais offshore. Por outro lado, Vítor Gomes, associado ao programa doutoral iRAIL, pretende avaliar a resistência à fadiga das suspensões de molas de laminas parabólicas de vagões ferroviários de mercadorias. Esta investigação é realizada em colaboração com a empresa de transporte ferroviário de mercadorias, MEDWAY. 

O projeto "Comportamento à Fadiga de Longa Duração de Ligas Metálicas de Engenharia" é co-financiado pela FCT - Fundação para a Ciência e Tecnologia.