Inspeção não destrutiva: a resposta para controlar a qualidade sem sacrificar a operação

Artigo de Paulo Tavares, gestor de projetos na área de Monitorização Avançada e Integridade Estrutural no INEGI.

Todas as infraestruturas e componentes têm uma vida útil estabelecida em projeto mecânico, que oferece aos utilizadores um certo grau de confiança quanto à sua segurança. Porém, na realidade, nem tudo corre sempre como projetado e existem defeitos - com origem durante a produção, instalação ou uso - que alteram estas projeções.

Por isso, se não forem monitorizados, os componentes podem precisar de ser substituídos ou submetidos a reparações extensas, sem o que, podem resultar condições inseguras e falhas catastróficas. Podem ainda esses componentes ou infraestruturas chegar a funcionar aquém da sua eficiência projetada, com eventuais impactos financeiros para o proprietário, ainda que tal possa não ser evidente.

Porém, testar este tipo de componentes ou infraestruturas, pode ser um desafio considerável. Como inspecionar oleodutos, pontes, linhas ferroviárias, aeronaves, comboios, entre outros com elevada resolução, sem interromper a sua operação?

Uma das respostas é o recurso a técnicas de inspeção não destrutivas (em inglês, NDT - non destructive testing), uma abordagem do campo da mecânica experimental que possibilita a análise de campos de deslocamento e deformação em tempo real, quer em regime dinâmico, quer em aplicações quasi-estáticas, em medições efetuadas sem contacto e processadas diretamente em computador.

Significa isto que estas técnicas são fundamentais para a avaliação do comportamento estrutural, permitindo a deteção precoce de defeitos e anomalias.

No INEGI temos vindo a trabalhar no desenvolvimento e aplicação destas técnicas de inspeção, através da criação de dispositivos de medida e aplicações de laboratório e de campo. Com base nesta experiência, sabemos que os testes com recurso a técnicas NDT aplicam-se a vários setores da indústria e são os mais convenientes pois permitem obter simultaneamente informação de uma superfície e detetar, sem contacto, possíveis anomalias.

Técnicas de inspeção aplicam-se a vários setores da indústria

Em ambiente laboratorial, destaca-se a inspeção da cauda de um helicóptero NH90 da Eurocopter, com o objetivo de detetar múltiplos defeitos nos painéis, como delaminações, absorção de água, descolagem e inclusões. Todo o sistema de inspeção, desde a cabeça ótica ao software de processamento de imagem foram projetados pelo INEGI.

Já na indústria, estas técnicas podem servir de apoio a desenvolvimentos ao nível do produto. Neste âmbito, destaca-se a colaboração com uma empresa de fabrico de ferramentas que resultou no desenvolvimento de ferramentas para atenuação do ruído de funcionamento em serras circulares. Para tal foi introduzido um sistema de amortecimento e alteração da geometria dos dentes da serra, com base no estudo e medição dos modos naturais de vibração recorrendo a técnicas interferométricas.

Para diferentes problemas, diferentes métodos

Existem atualmente várias soluções construtivas para aplicar estas técnicas em contexto laboratorial ou diretamente na indústria. A interferometria eletrónica de padrões de speckle (ESPI) e a interferometria de shear são duas das técnicas utilizadas na inspeção de diferentes materiais.

A interferometria eletrónica de padrões de speckle permite a medição de deslocamentos que podem ser traduzidos em campos de deformação e, posteriormente, em tensões, desde que a lei de comportamento do material seja conhecida, bem como o estudo da vibração de objetos e estruturas em ensaios não-destrutivos. A elevada sensibilidade do método exige alguns cuidados na sua utilização e o recurso a dispositivos com elevada estabilidade mecânica.

Já a interferometria de shear (shearography) é usada para medir campos de deformação. Dada a sua robustez e sensibilidade, a técnica permite detetar facilmente defeitos numa estrutura pelas alterações que estes provocam à superfície. Trata-se de uma técnica com larga utilização na inspeção de estruturas aeronáuticas, principalmente as que incluem componentes em compósito.