Browsing by Author "Gueiral, Nuno Eduardo Dias"
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- Avaliação da integridade estrutural de uma prótese cimentada por emissão acústicaPublication . Gueiral, Nuno Eduardo Dias; Nogueira, ElisabeteA fadiga do cimento nas próteses cimentadas é um dos mecanismos de insucesso da artroplastia total da anca. Assim torna-se pertinente encontrar uma forma de monitorizar a integridade deste tipo de estruturas. Quando os materiais são solicitados por esforços podem surgir descontinuidades (fissuras) que dão origem a uma rápida libertação de energia, fenómeno designado por Emissão Acústica (EA), a qual provoca ondas elásticas que se propagam no material e podem ser detectadas por sensores piezoeléctricos colocados na superfície. Nos objectivos desta dissertação, salienta-se o interesse em utilizar o fenómeno da Emissão Acústica como teste não destrutivo e não intrusivo na monitorização da integridade de estruturas, sendo a estrutura objecto de estudo uma componente femural in vitro. Havendo a necessidade de forçar a estrutura em causa para analisar a resposta EA optou-se por efectuar um ensaio de fadiga. Este implicou a aquisição de conhecimentos sobre a montagem descrita no capítulo três, com todas as contingências envolvidas, tais como, a colocação da componente femural no suporte da máquina de fadiga, a configuração da mesma para o ciclo de forças a aplicar de acordo com as normas em vigor nesta área, colocação e configuração dos sensores EA na estrutura. Foram obtidos os sinais de emissão acústica, que depois de analisados conduziram a um resultado que levantou a hipótese de uma falha na estrutura em estudo. Outros testes de diagnóstico complementar foram utilizados para permitir concluir a existência de uma falha (fissura). O primeiro teste foi a verificação de fissuras superficiais no cimento que faz a junção entre a prótese metálica e o osso através dos líquidos penetrantes em diferentes secções cortadas da componente femural. Este teste foi efectuado só nas faces superiores de cada secção e permitiu visualizar uma descontinuidade numa secção da componente femural que as imagens de microscópio clarificaram ser resultado de uma falta de cimento aquando da introdução da prótese na componente femural e não resultante do ensaio de fadiga. A análise microscópica das faces inferiores das diferentes secções da componente femural permitiu observar a existência de uma fissura cuja localização é apontada pelos resultados da resposta da emissão acústica. As imagens de microscópio revelam que esta fissura surge junto de uma irregularidade (saliência) no metal constituinte da prótese. O processamento dos sinais EA através da transformada Wavelet permitiu obter os tempos de chegada destes sinais aos diferentes sensores, os quais introduzidos no método da triangulação permitiram localizar com precisão uma fissura na componente femural. Concluiu-se que a resposta de emissão acústica indica três pontos de localização de fontes EA que se situam dentro da fissura observada no microscópio óptico.