COPPE/UFRJ DESENVOLVE TÉCNICA AVANÇADA PARA AUMENTAR SEGURANÇA E INTEGRIDADE DE DUTOS

Pesquisadores do Programa de Engenharia Metalúrgica e de Materiais (PEMM), da Coppe/UFRJ, desenvolveram técnicas que permitem avaliar com maior precisão a resistência à propagação de trincas em aços utilizados na fabricação de dutos. O estudo integra a tese de doutorado de Sergio Luis Gonzalez Assias e investigou o impacto das separações internas provocadas pelos splits — trincas secundárias que se formam perpendicularmente ao plano da trinca principal.

Segundo os pesquisadores, esse fenômeno pode alterar significativamente os resultados dos ensaios mecânicos e, em alguns casos, levar à reprovação de materiais que, na prática, apresentariam desempenho adequado para aplicação em tubulações. Esse tipo de rejeição pode gerar impactos econômicos relevantes para a indústria, elevando custos de produção, reduzindo o aproveitamento dos materiais e comprometendo a competitividade de um segmento estratégico para o país.

Os experimentos foram realizados no Laboratório de Mecânica da Fratura (LMF) do PEMM e permitiram estabelecer novos critérios para avaliar a tenacidade à fratura dos aços, propriedade que mede a capacidade do material de absorver energia e resistir ao avanço de trincas antes da ruptura. A pesquisa combinou ensaios experimentais de alta precisão com modelagem numérica avançada, ampliando a compreensão sobre os efeitos dos splits e tornando mais confiáveis os processos de qualificação dos materiais.

“As ferramentas da mecânica da fratura têm como objetivo determinar as condições críticas de operação. Isso inclui, por exemplo, a pressão crítica, a temperatura mínima de operação e o maior tamanho de trinca aceitável na estrutura. Ou seja, o foco não é prever a formação das trincas, mas definir os limites seguros de operação para que, mesmo existindo descontinuidades inevitáveis, o duto opere sem risco de falha por propagação instável de trinca”, explica Sergio.

Além da contribuição científica, a pesquisa tem potencial de aplicação para a indústria brasileira. Ao aperfeiçoar os métodos de avaliação dos materiais empregados em sistemas dutoviários, o estudo aumenta a confiabilidade das análises, reduz incertezas técnicas e evita perdas decorrentes da substituição desnecessária de materiais, contribuindo para que o setor mantenha padrões elevados de qualidade, segurança e inovação.

Segundo Sergio, as técnicas podem ser utilizadas na qualificação de materiais empregados em diferentes tipos de dutos rígidos destinados à extração, produção e transporte de petróleo, gás natural e outros fluidos.

“Em escala industrial, é impossível fabricar uma estrutura totalmente livre de descontinuidades ou trincas. Nosso trabalho contribui para uma melhor qualificação dos materiais utilizados na fabricação de dutos, garantindo uma avaliação mais precisa da resistência à propagação de trincas. Portanto, o aspecto crítico não é a formação das trincas em si, mas a capacidade do material de resistir ao seu crescimento”, afirma.

Intitulada Efeitos e tratamento dos splits na tenacidade à fratura de aços para tubulações do setor de petróleo e gás, a tese foi orientada pelos professores Hector Kotik, do PEMM, e Juan Elías Perez Ipiña, professor colaborador do programa. O trabalho foi selecionado para representar o PEMM na etapa nacional do Prêmio Capes de Tese 2026.