Você sabia que cerca de 10% das receitas de uma nação industrializada são gastos na prevenção, manutenção ou substituição de produtos descartados devido à falhas em equipamentos mecânicos? Dessa forma, se utilizarmos como referência o PIB brasileiro em 2018, este valor corresponde a 680 bilhões de reais apenas naquele ano. Neste artigo, iremos apresentar as principais causas de falhas mecânicas, tais como corrosão, desgaste, por carregamentos estáticos e por fadiga.

A corrosão é definida como o ataque destrutivo e é eletroquímico, que começa normalmente pela superfície. O problema da corrosão metálica é de proporções significativas; em termos econômicos, foi estimado que aproximadamente 5% das receitas de uma nação industrializada sejam gastos na prevenção da corrosão e na manutenção ou substituição de produtos perdidos ou contaminados como resultado de reações de corrosão.

Talvez a forma mais comum e mais fácil para se prevenir a corrosão seja através de uma seleção criteriosa dos materiais após o ambiente corrosivo ter sido caracterizado. Nesse caso, o custo pode ser um fator significativo. Nem sempre é economicamente viável empregar o material que proporciona a resistência ótima à corrosão; algumas vezes, ou outra liga e/ou alguma outra medida deve ser empregada. Além disso, existem os inibidores que são substâncias que, quando adicionadas ao ambiente em concentrações relativamente baixas, diminuem a sua ação corrosiva.

Já o desgaste é definido como a perda de material do componente devido ao atrito mecânico entre a superfície do elemento da máquina e outra substância com a qual ele entra em contato, a qual pode ser desde sujeira até outro componente da máquina. Sendo assim, os principais sinais de falha mecânica por desgaste são ruídos e vibrações excessivas, além de aumento da temperatura dos componentes do equipamento.

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Outro modo de falha mecânica é a resultante de carregamentos estáticos. Esta falha é, geralmente, ocasionada por cargas estáticas, isto é, carregamentos que são imutáveis no tempo e que podem produzir tração axial ou compressão, carga de cisalhamento, carga de flexão, carga torcional, ou qualquer combinação dessas, uma vez que os componentes mecânicos não tenham sido projetados de maneira correta, seja devido ao material, ao dimensionamento ou a um erro de fabricação, por exemplo

Também, o crescimento de trincas é outra causa de falhas em equipamentos mecânicos, conhecida como fratura por fadiga. Vale ressaltar que as trincas existem em peças mesmo antes de o serviço começar, já que são resultantes dos processos de fabricação da peça (usinagem, conformação, tratamentos térmicos, entre outros) e atuam como concentradores de tensão. Desse modo, é importante que se tenha um controle e preveja a evolução destas trincas de forma que não atinjam tamanho suficiente para causar danos aos equipamentos ou aos operadores. Uma ferramenta de análise é a mecânica de fratura linear elástica (LEFM, em inglês). A principal prevenção, além de previsões a partir de modelos teóricos, é a inspeção periódica das peças.

Portanto, neste artigo, foi possível verificar as principais causas de falhas em equipamentos mecânicos: corrosão, causada por reações químicas; desgaste, causado pelo atrito, falha por carregamentos estáticos; e, fratura por fadiga, devido ao crescimento de trincas. Contudo, é importante destacar que existem outras diversas que não foram abordadas aqui e podem influenciar no desempenho do seu equipamento mecânico.

Ressalta-se, assim, a importância de um estudo preliminar e um projeto de máquina antes da sua construção, uma vez que estas são partes fundamentais para o desenvolvimento de qualquer equipamento mecânico.

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Texto Escrito por Arthur Faustino, consultor de Engenharia Mecânica da EESC jr.  – Empresa Júnior de Arquitetura e Engenharia da USP São Carlos