Desenvolvimento de um equipamento portátil para ensaios de tração em materiais biológicos

• Autor(a) principal: OLIVEIRA, Gustavo Moreira
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFTM
• Texto Completo: http://bdtd.uftm.edu.br/handle/tede/591
• topic: Material biológico.; Ensaio de tração.; Tecido conjuntivo mole.; Propriedades mecânicas.; Biological material.; Tensile test.; Soft tissue.; Mechanical properties.; Interdisciplinar

Dentre os vários tipos de materiais biológicos, os tecidos conjuntivos moles são responsáveis por ligar, suportar e proteger o corpo humano. Dos estudos realizados com estes tipos de tecido, destaca-se a avaliação das propriedades mecânicas destes materiais, as quais são essenciais para conhecer o seu comportamento e embasar o desenvolvimento de novas técnicas de tratamentos de lesões e implantes. Um dos métodos mais simples e mais utilizados para a obtenção das propriedades mecânicas é o ensaio de tração. Apesar da relativa simplicidade, nota-se que esse tipo de método geralmente requer um processo de conservação do corpo de prova até a realização do ensaio, o que pode levar a alterações em suas propriedades. Visto a dificuldade dos pesquisadores de realizar o ensaio de tração logo após a retirada do material biológico, o objetivo deste trabalho foi construir um equipamento capaz de realizar os testes nos locais onde ocorre a retirada. O projeto foi dividido nas montagens mecânica, eletrônica e na validação das medidas para utilização em materiais biológicos. A primeira etapa foi composta pela idealização da estrutura mecânica e dos mecanismos do sistema de tração do equipamento, para tal, optou-se por utilizar o alumínio na composição da maioria das peças. Após o processo de desenho 3D e testes em programas de simulação computacional, a máquina foi construída e integrada a parte eletrônica. O desenvolvimento da eletrônica foi feito com módulos de fácil acesso no mercado, possibilitando uma prototipagem rápida, visando a obtenção de resultados para a validação do protótipo. Um relógio comparador foi utilizado para a medição da deformação do corpo de prova e pesos-padrão foram usados para a validação da medida da força durante o ensaio. O processo de validação da deformação foi realizado em 12 grupos variando os seguintes fatores: carga, velocidade e posição. Desta maneira, calculou-se os erros e os intervalos de confiança. O intervalo da média do erro da medida do deslocamento foi de 0,0132 +/- 0,0064 mm. Já a estimativa intervalar da média do erro da medida da força obtida foi de –0,0004 e 0,0012 kgf. Portanto, por se tratar de uma material com característica anisotrópicas e baseando-se em trabalhos os quais mostram as variações deste tipo de material, concluiu-se que a máquina atende a essa aplicação, pois os erros obtidos são menores que a menor variação destas medidas.