Partículas especiais em ligas metálicas podem facilitar a detecção de fadiga em aeronaves

Durante o voo, as aeronaves são sujeitas a cargas e esforços significativos que, com o tempo, podem se transformar em minúsculas rachaduras ou fraturas, formando áreas de alto estresse no metal. O curioso é que, no passado, quando fumar a bordo era permitido, estas falhas eram mais fáceis de se detectar. É que a nicotina se formava em torno das fraturas, facilitando sua localização. 

O novo métodos de detecção proposto é fruto do trabalho de três profissionais: Darret Hartl, professor de engenharia aeroespacial e seu estudante de graduação Brent Bielefeldt, além do professor de engenharia mecânica, Ibrahim Karaman, conforme revela o jornal The Battalion, da Universidade Texas A&M. 

O método de Hartl visa a aprimorar o sistema atual de inspeção de rachaduras e fraturas que é tedioso e demorado. O engenheiro explica que, durante um check pesado em um avião de linha aérea, tudo o que se vê é alumínio na chapa e mecânicos com suas lanternas e espelhos procurando falhas em pontos críticos onde elas geralmente ocorrem. 

Para Hartl, não só o procedimento é pouco eficiente como também muito perigoso: como os mecânicos não podem inspecionar cada ponto do avião, eles se concentram nos ponto de alto risco. O que significa que uma eventual fratura pode passar em branco – ao menos, até a próxima inspeção que pode tardar anos.

Processo mais simples

O plano de Hartl é tornar o processo de detecção muito mais simples ao adicionar partículas especiais às ligas de alumínio, material geralmente utilizado na fabricação de aeronaves. Segundo os pesquisadores, a ideia é que uma partícula possa mostrar uma mudança acústica ou magnética. Estes materiais são chamados de ligas de formato magnético com memória.

De acordo com Karaman, as moléculas dentro de uma destas ligas mudam de formato quando sujeitas a esforços – nas asas de um avião, para citar um exemplo típico. Ao se adicionar elementos como o cobalto e estanho a uma base de manganês e níquel, pode-se obter uma assinatura destas partículas sob estresse.

Bielefeldt foi o responsável pela  demonstração prática do novo conceito. Ele explica que se você dispõe de um complexo de partículas e conhece a resposta de cada uma delas, pode ligar todas estas informações em um computador e realmente localizer o ponto fraco com uma precisão de milímetros. Ele provou que as simulações destas partículas em computador reproduzia seu comportamento real e que, uma fratura criada dentro de um material incorporando às partículas poderia ser detectada e mapeada com grande exatidão.  

Atualmente, estas partículas ainda apresentam limitações. De acordo com Hartl, elas precisam ser inseridas em um metal ou liga homogêneos para funcionar como esperado. O que significa que qualquer peça ou componente em material composto como fibras de carbono não podem receber estas partículas. 

As forças dentro do material são muito mais complexas nos casos dos compostos. Os engenheiros explicam que toda a carga é suportada pelas fibras e que não querem fazer nada para danifica-las, não colocando partículas em fibras.

Na prática, ainda existe ainda muito trabalho pela frente. Por enquanto, a partículoa continua a ser desenvolvida para uso prático pela Nasa, militares e empresas privadas.