Estudo dos efeitos da radiação em sistemas SHM utilizando o método da impedância eletromecânica para aplicações aeroespaciais e instalações nucleares

Abstract

Este trabalho apresenta um estudo experimental da influência da radiação nos sistemas de monitoramento de integridade estrutural, do inglês Structural Health Monitoring (SHM), com base no método de impedância eletromecânica usando diafragmas piezelétricos de baixo custo. Para aplicação do método, a medida de referência foi obtida sem radiação e depois comparada pelos índices de dano após a aplicação da radiação. Considerando as aplicações nas usinas nucleares, a irradiação e o cálculo dos índices de dano foram realizados na faixa de 10 kgy a 60 kgy em intervalos de 10 kGy. As medidas de impedância foram realizadas em 7 bandas de frequência entre 0 à 65 kHz. Os resultados mostram que, devido à alteração nas assinaturas de impedância, os valores dos índices de dano aumentam de acordo com a dose total de radiação aplicada, o que pode indicar uma falsa indicação de dano. Além disso, os resultados indicam que existem bandas de frequência menos sensíveis à radiação e um limiar pode ser definido para distinguir a radiação de danos estruturais.

This work presents an experimental study of the influence of radiation on Structural Health Monitoring (SHM) systems based on the electromechanical impedance method using low-cost piezoelectric diaphragms. For application of the method, the baseline was obtained without radiation and then compared by damage indices after application of radiation. Consideringapplications in nuclear power plants, the irradiation and calculation of damage indices were performed in the range of 10 kGy to 60 KGy at 10 kGy intervals. Impedance measurements were performed in 7 frequency bands between 0 to 65 kHz. The results show that, due to the change in the impedance signatures, the damage indices values increase according to the total applied radiation dose, which may indicate a false indication of damage. Besides, results indicate that there are frequency bands less sensitive to radiation and a threshold can be defined to distinguish radiation from structural damage.