Análise do efeito da rugosidade de superfícies metálicas na radiação no infravermelho

• Ano de defesa: 2026
• Autor(a) principal: Campos, Raiane Aparecida Roza de
• Orientador(a): Silva, Ladário da
• Banca de defesa: Barros, Ana Lucia Ferreira de , Huguenin, José Augusto Oliveira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Link de acesso: https://app.uff.br/riuff/handle/1/43395
• topic: Rugosidade; Termografia; Caracterização de materiais; Radiância; Radiação Infravermelha (IR); Caracterização de materiais; Radiação Infravermelha; Radiância; Rugosidade; Produção intelectual; Roughness; Thermography; Material Characterization; Radiance; Infrared Radiation (IR)

Em muitas indústrias existe uma certa preocupação com a qualidade de seus produtos finais. Empresas de metalurgia, automobilísticas, aeronáuticas, navais, entre outras, analisam as superfícies dos seus produtos, a fim de garantir que as mesmas estejam nas condições adequadas de trabalho para o usuário. Tais acabamentos e tratamentos destas superfícies estão fortemente relacionados com a sua rugosidade. É possível acessar a rugosidade das superfícies por diferentes métodos, que podem ser conhecidos como diretos e indiretos. Os métodos indiretos são menos invasivos, ou seja, não há contato com a superfície, o que minimiza o risco de danos à superfície durante uma medição de rugosidade. Alguns métodos analisam a interação da superfície com alguma onda electromagnética de comprimento de onda adequado, capturada por um sensor, que pode dar origem a uma imagem digital. Essa imagem digital carrega alguma informação sobre a superfície, como sua rugosidade. Sendo assim, é possível pensar que a energia emitida por uma superfície rugosa pode conter alguma informação sobre sua rugosidade. Corpos em equilíbrio térmico a uma temperatura T, absorvem e emitem energia na mesma taxa. Grande parte da energia emitida por um corpo à temperatura ambiente se encontra na região do infravermelho, e pode ser capturada por uma câmera termográfica. A distribuição desta energia em função do comprimento de onda depende da temperatura e do material que constitui o corpo, dentre outros parâmetros. Este trabalho versa sobre a caraterização de rugosidade de superfícies metálicas, através da análise da energia emitida pela superfície do corpo, estando o mesmo a uma temperatura T, por unidade de área e tempo, e um ângulo sólido particular, a qual chamamos de radiância. Desta forma, propõe-se um processo para medir indiretamente a rugosidade da superfície de um corpo em equilíbrio térmico à uma temperatura T, usando uma câmera termográfica, capaz de detectar a radiância na região do infravermelho emitida por tais superfícies. Para este estudo foram utilizadas dois conjuntos de amostras de alumínio, cujas superfícies apresentavam diferentes rugosidades, sendo todas preparadas manualmente e cujas rugosidades foram medidas no Microscópio Confocal. O parâmetro medido foi a rugosidade média (Ra) de cada uma delas. Com o uso da câmera termográfica, foram feitas diversas medidas da radiância média, entre 3 μm e 5 μm, na região central de cada amostra, variando sua temperatura entre 10◦C à 20◦C através de três materiais/equipamentos que foram as bolsas térmicas, a chapa aquecedora e o circuito eletrônico com pastilha Peltier e programação em Arduíno e também à temperatura ambiente. Como resultado, verificou-se uma tendência de diminuição da radiância a medida que aumenta a rugosidade, o que sugere a possibilidade de se estabelecer um novo método para se obter a rugosidade superficial, usando a radiância.