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Distinções
Da autoria do antigo aluno da UA Fábio Fernandes
Tese sobre biomecânica de impactos com capacetes é distinguida com Prémio Mário Quartin Graça
Antigo aluno da UA Fábio Fernandes
O antigo aluno da UA Fábio Fernandes é um dos quatro vencedores da edição de 2017 do Prémio Científico Mário Quartin Graça. A sua tese de doutoramento, realizada no Departamento de Engenharia Mecânica da UA, sobre “Análise Biomecânica de impactos com capacetes: novos materiais e geometrias”, evidenciou-se na categoria de Tecnologias e Ciências Naturais.

A cortiça é um material celular natural capaz de suster quantidades consideráveis de energia. Estas características tornam este material ideal para determinadas aplicações como a proteção de impactos. Considerando equipamentos de segurança passiva pessoal, os materiais sintéticos são hoje em dia os mais utilizados, em particular o poliestireno expandido. Este também é capaz de absorver razoáveis quantidades de energia via deformação permanentemente. Por outro lado, a cortiça além de ser um material natural, é capaz de recuperar grande parte da sua forma após ser deformada, uma característica desejada em aplicações com multi-impacto.

Fábio Fernandes estudou o comportamento da cortiça, avaliando a sua aplicabilidade em equipamentos de segurança pessoal, especialmente capacetes, dado as energias de impacto e repetibilidade de impactos a que estes objetos podem ser sujeitos. Vários tipos de cortiça aglomerada foram caracterizados experimentalmente e diversos tipos de impacto foram simulados numericamente para avaliar a validade dos modelos constitutivos desenvolvidos e as propriedades utilizadas para simular o comportamento da cortiça.

Para avaliar os capacetes de um ponto de vista biomecânico, foi desenvolvido um modelo de uma cabeça humana em elementos finitos, tendo sido validado de acordo com testes em cadáveres existentes na literatura. Modelos de capacetes, com soluções naturais e sintéticas foram avaliados com este mesmo modelo, analisando o risco de lesões cerebrais. Os resultados destes testes permitiram mostrar que a cortiça pode ser, de fato, uma alternativa a materiais sintéticos como o poliestireno expandido para aplicações onde este é utilizado para absorção de energia de impactos.

Este trabalho permitiu desenvolver um modelo constitutivo capaz de modelar não só o comportamento da cortiça à compressão, mas também o seu relaxamento após remoção da carga. Até ao momento, apenas existiam modelos capazes de simular a primeira parte. Sendo constituído por materiais naturais, apresenta melhor performance que o modelo comparativo existente no mercado, não só para um impacto mas também para multi-impactos.

A investigação empreendida tornou possível, ainda, desenvolver um modelo de cabeça humana em elementos finitos. Apesar de já existirem vários modelos desenvolvidos por várias Universidades de todo o mundo, este modelo, o YEAHM (YEt Another Head Model), é o modelo com melhor representação geométrica do cérebro e da interação entre os diferentes constituintes da cabeça humana, encontrando-se validado para os dois testes que são considerados benchmark nesta área.

Este trabalho contribuiu, também, para a criação de mais uma aplicação para a cortiça. Neste trabalho ficou provado que a cortiça é de facto uma alternativa a materiais sintéticos, como o poliestireno expandido, que são utilizados como material de absorção da energia para proteção de impactos. Além de que sendo a cortiça um material natural e sustentável, trata-se de um material com grande impacto económico no nosso país, sendo Portugal o líder a nível mundial no que diz respeito a produção e transformação da cortiça.

Fábio Fernandes é atualmente bolseiro de pós-doutoramento na Escola Superior de Design, Gestão e Tecnologias da Produção Aveiro Norte (ESAN), sendo também membro do Centro de Tecnologia Mecânica e Automação (TEMA) do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Aveiro onde obteve os graus de mestre e de doutor em Engenharia Mecânica. A tese agora premiada foi apoiada com uma bolsa da FCT (SFRH/BD/91292/2012) e defendida em fevereiro deste ano. O investigador é autor de 11 artigos científicos publicados em revistas internacionais, bem como outros publicados em atas de conferências internacionais, quatro capítulos em livros e um livro, com alguns destes trabalhos premiados a nível nacional e internacional.

Para Fábio Fernandes “é um orgulho receber este prémio. É muito gratificante ver o nosso trabalho ser reconhecido com uma distinção tão ilustre. Além de ser um marco numa carreira ainda jovem como investigador, é um tremendo incentivo e fonte de motivação para os trabalhos futuros”.

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