Durante uma regata de alto rendimento, o mastro de fibra de carbono de um megaiate de 60 metros fraturou sem aviso prévio. Os sensores a bordo não registraram anomalias, mas a falha era interna. Através de um escaneamento 3D com FARO Scene e uma análise por ultrassom, mapeou-se uma delaminação progressiva causada por ciclos de carga não detectados. Este caso ilustra como a fadiga de material em compósitos pode ser invisível para os sistemas tradicionais de monitoramento.
Mapeamento de danos: da inspeção visual ao gêmeo digital 🗺️
A metodologia tradicional para avaliar um mastro de compósito baseia-se em inspeções visuais e ensaios de impacto localizados. No entanto, a delaminação interna é uma falha silenciosa que se propaga entre camadas sem deformar a superfície. Neste caso, o escaneamento 3D com FARO Scene gerou uma nuvem de pontos de alta precisão. Essa geometria foi integrada no Ansys Composite PrepPost para simular os esforços através de elementos finitos. O resultado foi um gêmeo digital que replicou o histórico de carga e revelou zonas de fadiga ocultas. Rhino com Grasshopper automatizou a malha paramétrica, enquanto Cinema 4D visualizou a progressão do dano camada por camada.
Pode a simulação substituir os sensores em tempo real? 🤔
A resposta é não, mas pode complementá-los. Os sensores medem o presente; a simulação prevê o futuro. Neste mastro, os dados de fadiga não registrados pelos sensores foram reconstruídos post-mortem através de análise modal e cargas cíclicas no Ansys. A lição é clara: integrar gêmeos digitais atualizados com escaneamentos periódicos permite antecipar a delaminação antes que se torne crítica. Para estruturas de alto valor como um mastro de 60 metros, o investimento em simulação preditiva é mais barato do que uma falha catastrófica.
Como engenheiro de compósitos, qual metodologia de simulação por elementos finitos você recomenda para detectar o início e a propagação da delaminação em laminados de carbono submetidos a cargas cíclicas, considerando que os inspetores visuais e os ultrassons convencionais não conseguiram identificar o defeito antes da fratura catastrófica do mastro?
(PS: A fadiga dos materiais é como a sua depois de 10 horas de simulação.)