Engenharia Mecânica conta com novo doutor em seu colegiado

O professor de Engenharia Mecânica, Bruno dos Santos, conquistou o título de doutor em Engenharia Mecânica e Materiais pela UTFPR (Universidade Tecnológica Federal do Paraná), na linha de pesquisa em Mecânica dos Sólidos Computacional, campus Curitiba. 

"O título de doutor é uma conquista imensamente gratificante e significativa para a minha carreira. Representa anos de dedicação, esforço e amor pelo meu campo de estudo. É uma validação do meu compromisso com a busca do conhecimento e da excelência acadêmica", comemora.

A tese apresentada é intitulada “Quantificação da incerteza dos modelos de Willenborg via metodologia Fast Crack Bounds - Monte Carlo”, sob a orientação do professor, doutor Claudio Roberto Avila Da Silva Junior.

O docente explica que utilizou três modelos de Willenborg  que são incorporados no software Nasgro - construído pela NASA, e o mais utilizado no mercado hoje. Esses modelos levam em conta que as forças podem variar ao longo do tempo, tornando um  problema mais complexo.

"Imagine que você tem um objeto metálico, como uma roda automotiva, que está sujeito a forças que podem causar trincas. Essas trincas são pequenas e difíceis de ver, mas podem crescer com o tempo e fazer o objeto se quebrar. Isso pode ser muito perigoso se, por exemplo, a roda colapsar quando você está viajando em direção a praia no final de ano", resume Bruno. 

Para evitar que isso aconteça, conforme explica o docente, os engenheiros usam um conceito chamado tolerância a danos, que significa aceitar que o objeto pode ter alguns defeitos, mas controlar o seu tamanho e a sua velocidade de crescimento. Para isso, usa-se modelos matemáticos que tentam prever como as trincas se comportam de acordo com as forças aplicadas no objeto.

"No entanto, esses modelos não são perfeitos e têm alguns parâmetros que podem ter valores diferentes, dependendo da situação. Por exemplo, o material da roda automotiva pode ter alguma variação na sua resistência ou na sua composição. Isso significa que há uma incerteza nos resultados dos modelos, ou seja, eles podem dar valores diferentes para o tamanho e o crescimento das trincas", analisa.

Para lidar com essa incerteza, o pesquisador utilizou as técnicas de simulação de Monte Carlo e do Fast Crack Bounds. A simulação de Monte Carlo consiste em repetir os cálculos dos modelos várias vezes, usando valores aleatórios para os parâmetros incertos. Assim, obtém-se uma faixa de valores possíveis para o tamanho das rachaduras.  Já o Fast Crack Bounds usa uma aproximação matemática para encontrar os valores máximos e mínimos possíveis para o tamanho das rachaduras.

Por fim, o novo doutor concluiu com sua tese que a metodologia Fast Crack Bounds é mais rápida e eficiente que a solução numérica e os softwares comerciais. "O diferencial da técnica FCB é que ela consegue fazer cálculos de vida em fadiga, de forma muito mais rápida que as atuais metodologias do mercado, tornando-se uma ferramenta eficiente, de baixo custo e que irá salvar vidas", reforça. 

Uma linha de pesquisa inédita e própria

A jornada em busca do doutorado irá impactar o ensino em sala de aula. Conforme explica o professor, a experiência irá contribuir para a condução de pesquisas de alta qualidade. "A bagagem adquirida durante o processo de doutoramento, traz um conhecimento mais aprofundado e atualizado em minha área de estudo, enriquecendo o ensino em sala e inspirando os alunos a explorar desafios da engenharia de maneira inovadora". 

Bruno relembra que desde o primeiro ano como professor do Centro Universitário FAG, incentiva seus alunos a trabalharem o tema de sua pesquisa de doutorado, e, desta forma, já obteve alguns trabalhos de conclusão de curso, baseados na técnica Fast Crack Bounds, entre eles:

• Modelagem matemática para o estabelecimento de cotas para a evolução de trincas de modelos com carregamento de amplitude de tensão constante via metodologia "fast crack bounds", pelo discente Felipe Rodrigues Bernardino de Jesus;
• Análise do fenômeno de propagação de trinca por fadiga isotérmica do modelo de taira via metodologia"fast crack bounds", elaborado pelo discente Luan Gustavo Baumgaertner;
• Análise teórica e numérica do fenômeno de fadiga térmica do modelo de solomon via metodologia "fast crack bounds", elaborado pelo discente Guilherme Henrique Menegazzo;
• Análise do fenômeno de propagação de trinca por fadiga Isotérmica do modelo de Ahmad via metodologia fast crack Bounds, elaborado pelo discente Bruno José Banhara. 

O professor ressalta ainda que estudos sobre Fadiga Térmica, com aplicação da metodologia Fast Crack Bounds, é uma linha de pesquisa única do Centro FAG, construída por ele com alunos orientandos das Engenharias. “Ou seja, temos um imenso potencial de publicações em revistas científicas relevantes internacionalmente. Também já tivemos alguns artigos publicados em congressos internacionais, tais como: Bounds for the propagation model of crack Paris-Erdogan using the "fast crack bounds" methodology, dos autores Bruno dos Santos, Claudio Roberto Ávila Silva Junior, Guilherme Menegazzo, Willian Delabenetta.