Desenvolvimento e Aplicação de Sensores de Nanocompósitos para Monitoramento da Integridade Estrutural

• Processo: 25/01541-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Mecânica dos Sólidos
• Pesquisador responsável: Samuel da Silva
• Beneficiário: Eduardo Preto
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia (FEIS). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Ilha Solteira. Ilha Solteira , SP, Brasil
• Assunto(s): Nanocompósitos Monitoramento de integridade estrutural
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: junta parafusada | nanocompósitos | novos sensores | Piezoresistividade | Propagação de Trincas | Shm | Shm

Resumo

Propõe-se uma nova abordagem para o monitoramento da integridade estrutural (SHM) usando nanocompósitos projetados explicitamente para detectar variações de torque em juntas parafusadas e propagação de trincas em estruturas metálicas. Dois sensores de nanocompósitos resistivos foram desenvolvidos e testados para correlacionar as alterações de resistência elétrica com o torque aplicado em juntas parafusadas e o crescimento de trincas. Isso permite medições estáticas para análise de danos estruturais em vez de métodos tradicionais que normalmente exigem análise dinâmica. O primeiro sensor aplicado a uma junta parafusada consiste em um nanocompósito flexível com uma matriz de borracha natural que incorpora nanotubos de carbono e negro de fumo para condutividade. Nesse sensor, a deformação causada pelo torque do parafuso altera a resistência elétrica. O segundo sensor é composto de polivinil butiral (PVB) com nanofios de óxido de índio e estanho (ITO), proporcionando um filme mecânico rígido. O efeito resistivo nesse sensor decorre do rearranjo dos nanofios sob deformação, o que altera a resistência elétrica. Portanto, sua aplicação no monitoramento de trincas baseia-se na falha do sensor em conjunto com a trinca estrutural. Os sensores apresentam potencial de aplicação devido à sua simplicidade de medição e análise. Além de funcionarem como sensores liga-desliga, eles permitem a correlação do efeito resistivo com outras variáveis, como a variação de torque e o comprimento da trinca, expandindo sua utilidade em aplicações de monitoramento da integridade estrutural.