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TMG cria têxteis que monitorizam automóveis

A empresa, em parceria com a Simoldes, o INEGI, o CITEVE e o CeNTI, criou estruturas híbridas e inteligentes para o reforço de compósitos que permitem monitorizar o desempenho mecânico de peças estruturais e, por exemplo, fazer mais facilmente a manutenção dos automóveis no futuro.

Segundo Sérgio Oliveira, responsável pela produção de tecidos na TMG, o desenvolvimento, enquadrado no projeto mobilizador Texboost, teve como objetivo específico «a investigação e o desenvolvimento de estruturas têxteis híbridas com capacidade sensorial que permitisse a monitorização do desempenho mecânico das peças estruturais com vista à previsão de eventuais falhas e necessidade de substituição de peças».

Para isso, o consórcio, que juntou, além da TMG, a Simoldes, o INEGI – Instituto de Ciência e Inovação em Engenharia Mecânica e Engenharia Industrial, o centro tecnológico CITEVE e o centro de nanotecnologia CeNTI, começou por investigar e desenvolver fibras e fios «com elevada performance mecânica e com propriedades sensoriais», indicou. A fibra de carbono foi a selecionada para responder a uma elevada performance mecânica e, para as propriedades sensoriais, «o CeNTI desenvolveu um fio com a geometria Sheath-core e com propriedades piezoelétricas e propriedades piezorresistivas», revelou Sérgio Oliveira.

«É uma fibra em que cada filamento se encontra na ordem dos 50 microns», afirmou Kevin Rodrigues, investigador do CeNTI. «Com processos de extrusão conseguimos combinar, no mesmo filamento, dois ou mais materiais diferentes, que vão resultar então nas propriedades piezoelétricas da nossa fibra, que, basicamente, com a aplicação de um estímulo mecânico consegue converter esse estímulo num estímulo elétrico que posteriormente pode ser recolhido pela eletrónica do controlo, desenvolvida no âmbito do projeto, e informar o utilizador acerca das condições do compósito», acrescentou.

Sérgio Oliveira [©Citeve]
O passo seguinte foi dado pela TMG, que desenvolveu um processo de tecelagem para desenvolver este tipo de estruturas. «Foram desenvolvidas estruturas baseadas em tafetás, sarjas e outros derivados. Integramos as fibras piezoelétricas e piezorresistivas durante o processo de tecelagem e fizemos a otimização das propriedades do tecido. Nesta fase construímos várias abordagens e escolhemos aquela que nos permitiu melhores resultados ao nível da estabilidade dimensional do tecido e também ao nível sensorial», explicou o responsável pela produção de tecidos da empresa.

Patente aguardada

Depois de ter conseguido provas da capacidade sensorial do tecido produzido, com uma resposta elétrica positiva aos estímulos mecânicos, o desafio seguinte passou pela obtenção de um compósito de base têxtil «sem perda das capacidades sensoriais do tecido durante o processo de infusão», apontou Sérgio Oliveira. O tecido foi integrado e o compósito de base têxtil foi criado, incluindo as conexões elétricas nas fibras sensoriais, a proteção dos contactos e o ajuste dos parâmetros e procedimentos para a cura do compósito.

Os ensaios mecânicos e a validação sensorial do compósito foram comprovados graças ao desenvolvimento de um equipamento para realizar os testes. «É uma área bastante nova para o CeNTI e para todo o consórcio, que se encontrava em desenvolvimento, e, neste caso, tendo em conta os requisitos mecânicos da peça e o facto de estarmos a combinar propriedades sensoriais nestas peças, levou-nos à produção de equipamentos de caracterização e também de um demonstrador específicos», justificou Kevin Rodrigues.

Kevin Rodrigues [©Citeve]
O objetivo foi ainda «perceber que tipologia de eventos mecânicos conseguimos monitorizar nas nossas placas. Neste caso, no âmbito do projeto, mostramos a viabilidade das nossas placas para a monitorização quer de elevados impactos, quer de componentes de vibração», adiantou o investigador do CeNTI.

Usando um automóvel como exemplo, o desenvolvimento pode detetar um impacto que tenha danificado a peça ou uma peça que esteja solta e a vibrar e dar essa informação ao utilizador, melhorando a performance automóvel e facilitando a revisão e manutenção dos veículos.

«Podemos dizer que os objetivos foram atingidos. Desenvolvemos as estruturas têxteis híbridas inteligentes com capacidade sensorial, desenvolvemos materiais compósitos termoendurecíveis com capacidade de monitorização do seu desempenho mecânico e podemos dizer que, neste momento, estamos a concluir a formalização de um pedido de patente», resumiu Sérgio Oliveira.