O colapso de uma câmara hiperbárica durante um tratamento médico em casa ativou uma investigação forense de alto nível. O polímero reforçado do casco cedeu de forma súbita, gerando uma implosão que dispersou dezenas de fragmentos. A perícia precisava responder a duas perguntas-chave: onde se originou a fissura letal e se as válvulas de alívio foram manipuladas. Para isso, foi implementado um fluxo de trabalho que combinou a tomografia computadorizada de alta resolução com a simulação por elementos finitos.
Fluxo de trabalho forense: da varredura CT à simulação não linear 🔍
O processo começou no VGSTUDIO MAX, onde todos os fragmentos recuperados foram escaneados por CT industrial. Foi gerada uma malha volumétrica que permitiu unir virtualmente as peças como um quebra-cabeça tridimensional, identificando superfícies de fratura complementares. Essa reconstrução digital foi exportada para o Geomagic Design X para refinar a geometria e reparar artefatos da varredura. Posteriormente, no Rhinoceros 3D, foram modeladas as válvulas de alívio e os reforços estruturais ausentes. A montagem completa foi levada ao Abaqus, onde foram aplicadas as condições de pressão interna e simulados os ciclos de carga históricos do equipamento, utilizando um modelo de dano progressivo para o polímero reforçado.
Fadiga de materiais como garantia de segurança médica ⚙️
A simulação revelou que o ponto de início da fissura estava localizado em uma zona de concentração de tensões perto da união do casco com o porto de entrada. A análise de fadiga indicou que o material havia ultrapassado sua vida útil estimada devido a microciclos não registrados. Além disso, a simulação das válvulas demonstrou que elas não haviam sido manipuladas; a falha foi exclusivamente por fadiga do polímero. Este caso ressalta a necessidade de integrar a simulação de fadiga nos processos de certificação de dispositivos médicos portáteis, onde uma falha estrutural implica um risco vital direto.
Como os dados de simulação por elementos finitos foram integrados com a varredura 3D das fraturas para determinar a sequência exata de propagação da trinca no colapso da câmara hiperbárica portátil
(PD: A fadiga de materiais é como a sua depois de 10 horas de simulação.)