Desenvolvimento de elementos indutores para geração de onda de calor oblíqua

Abstract

Este trabalho na área de Metrologia engloba o conjunto de atividades realizadas no programa PIBITI/CNPq 2019/2020, no período Ago/2019-Jul/2020, pelo bolsista Vicente Knobel Borges, orientado pelo professor Armando Albertazzi Gonçalves Júnior e o doutorando Tiago Junior de Bortoli. O trabalho foi desenvolvido no Labmetro (Laboratório de Metrologia e Automatização)/UFSC, no contexto do projeto SHIC-Sub (Shearografia Subaquática), cujo objetivo principal é desenvolver e aprimorar técnicas de inspeção de reparos compósitos em dutos rígidos, com ênfase em aplicações submarinas. O objetivo do trabalho foi desenvolver uma tecnologia de geração de onda de calor oblíqua para obter dados mais precisos do posicionamento espacial de defeitos internos em compósitos. Para criação de uma onda de calor oblíqua tive acesso a métodos e equipamentos de aquecimento mais simples, como resistores, até métodos mais complexos como aquecimento por indução. Inicialmente meu trabalho foi desenvolver um sistema para gerar uma onda de calor oblíqua simplificada, para validar a teoria proposta. Após a elaboração do sistema, executei juntamente com outros membros da equipe a etapa de realização de ensaios não destrutivos. As imagens obtidas foram tratadas através de um código de minha própria autoria. Novos ensaios foram realizados em sistemas mais complexos, testando a viabilidade e funcionalidade de outras formas de geração de onda.Por fim, foram elaborei junto da equipe conclusões sobre a efetividade da técnica. No sistema simplificado, fazemos termografias da lateral de um corpo de prova de aço aquecido por três resistências ativadas sequencialmente, um programa de minha autoria destaca partes do objeto a uma temperatura específica, no caso 25 graus celsius. Esse experimento inicial nos proporcionou a visão de que seria possível seguir com o tema em diante. O sistema foi elaborado com a adição de mais resistores, validando a possibilidade de uma onda mais nítida e de perfil reto em uma barra de aço. Em seguida fizemos experimentos com o uso de um indutor, que se movimenta ao longo de uma guia linear, em corpos de prova de aço recoberto com compósito, simulando um revestimento comum na indústria. O uso do indutor móvel nos fornece uma onda oblíqua de alta intensidade e perfil reto na parte de aço do corpo de prova, mas materiais compósitos apresentam resistência térmica elevada que faz com que a onda perca sua característica oblíqua ao passar de um meio para outro. O uso da técnica para visualizar defeitos em metal não foi bem sucedida com o equipamento disponível, a termografia capturada mostra a onda térmica oblíqua se fechando ao redor do defeito, sem que ele projetasse uma "sombra térmica" na superfície. Ao fim do período da bolsa de iniciação tecnológica e inovação, obteve-se conclusões determinantes dos ensaios não destrutivos, guiando a direção da pesquisa na área. Porém para uma análise mais completa recomenda-se continuidade de observação através de ensaios com diferentes tipos de abordagem.