Visão infravermelha: enxergando o invisível

Pesquisadores da Universidade de Laval analisaram estruturas da Grande Pirâmide de Giza com uma câmera infravermelha. Saiba mais clicando na imagem. (Foto: Reproduçao do ScanPyramids enviada pelo professor Henrique Fernandes)

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Você já pensou conseguir ver o que está dentro ou até por de trás de uma parede? Bem, isso é possível, para certos tipos de paredes, graças às ondas infravermelhas. As ondas infravermelhas estão localizadas ao lado das ondas visíveis, aquelas que a gente consegue enxergar com nossos olhos, porém, não conseguimos ver o efeito dessas ondas. Elas estão diretamente relacionadas com a temperatura do objeto no qual ela refletiu. Para conseguirmos enxergar o efeito das ondas infravermelhas é necessário uma câmera especial que capta essa radiação. São as chamadas câmeras infravermelhas. 

Existem muitas aplicações para as ondas infravermelhas. Uma delas é a avaliação de estruturas sem as danificar. E qual estrutura não poderia de jeito nenhum ser danificada? Claro, umas das maravilhas do mundo antigo, a Grande Pirâmide de Giza. Foi isso que um grupo da Universidade de Laval no Canadá fez em 2015. Analisou estruturas da pirâmide com uma câmera infravermelha, que, ao contrário dos nossos olhos, consegue interpretar radiação infravermelha, e descobriu um local onde poderia haver uma passagem secreta. O foco geral do projeto é entender como os egípcios foram capazes de construir tamanha grandiosidade tantos anos atrás. Detalhes do projeto estão disponíveis em www.scanpyramids.org. 

Sou professor da Faculdade Computação da Universidade Federal de Uberlândia (Facom/UFU) e fiz meu doutorado com o professor chefe dessa expedição científica. Desde 2016, trabalho na UFU e continuo desenvolvendo pesquisa usando a análise de imagens infravermelhas. Atuo tanto no Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação como no Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica. O foco principal da minha pesquisa é a avaliação de integridade estrutural de estruturas inteligentes. Essas estruturas são empregadas em vários locais, inclusive nos aviões que conectam as pessoas pelo globo. 

Abaixo, o exemplo de uma peça que foi fabricada com defeitos artificiais, ou seja, de propósito para fins de estudo da técnica, inspecionada com o infravermelho. Na imagem infravermelha (direita) é possível ver nove defeitos, de diferentes tamanhos, que não são visíveis na imagem colorida da esquerda. A avaliação de estruturas sem danificá-las é chamada de ensaio não-destrutivo. Essa avaliação é essencial para que se decida quando uma peça de um avião, por exemplo, precisa ser trocada ou reparada para garantir a segurança dos nossos voos. 

Foto: Arquivo do pesquisador

Com o surgimento da indústria 4.0 (conceito que representa a automação industrial e a integração de diferentes tecnologias como inteligência artificial - IA, robótica, internet das coisas – IoT e computação em nuvem com o objetivo de promover a digitalização das atividades industriais, melhorando os processos e aumentando a produtividade), os ensaios não-destrutivos também devem ser adaptados para a "indústria inteligente". 

Eu tenho trabalhado nisto: introduzir, nas inspeções utilizando o infravermelho, ferramentas de IA e IoT. Atualmente, coordeno o Grupo de Pesquisa em Ensaios Não-Destrutivos 4.0 (GPEND4.0) aqui na UFU. O meu projeto mais recente foca na determinação da profundidade dos defeitos encontrados dentro de materiais avançados como os materiais compósitos (usados em aviões e satélites). 

Em tempos de vacas magras no financiamento da pesquisa nacional, minha pesquisa tem sido financiada pela fundação alemã Alexander von Humboldt – AvH (www.humboldt-foundation.de). Fui selecionado, em 2018, através de uma parceria entre a Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) e AvH, para realizar um estágio de pesquisa pós-doutoral na Alemanha. De 2019 a 2021, trabalhei no Instituto para Ensaios Não Destrutivos Fraunhofer IZFP. Após meu retorno ao Brasil, a fundação Humboldt continuou financiando minha pesquisa, agora através de um projeto individual. A parceria com a AvH será para a vida. 

A fundação Humboldt possui várias possibilidades de financiamento para aqueles que concluem com êxito um estágio de pesquisa inicial financiado pela AvH. Algumas dessas oportunidades incluem a possibilidade de compra de equipamento para o laboratório aqui na UFU, com dinheiro alemão, visitas curtas de um a três meses a centros de pesquisa na Alemanha, receber pesquisadores alemães aqui no Brasil com financiamento da AvH, dentre outras. Como diz o lema da fundação: "uma vez humboltiano, sempre humboltiano". 

Ficou interessado nas aplicações envolvendo as inspeções utilizando infravermelho ou quer saber mais sobre as possibilidades de pesquisa financiadas pela fundação Humboldt? Entre em contato comigo: www.facom.ufu.br/~henrique.

Henrique Fernandes é professor da Faculdade de Computação da UFU (Foto: arquivo pessoal)

*Henrique Coelho Fernandes é doutor em Engenharia Elétrica, bacharel e mestre em Ciência da Computação. Atualmente é professor adjunto na Faculdade de Computação da UFU, atuando no Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, na linha de pesquisa Ciência de Dados. Colabora também com o Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica da UFU. Atuou como professor visitante no Fraunhofer IZFP Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren, Saarbrücken, Alemanha, por dois anos. Seus principais interesses envolvem: termografia infravermelha, ensaios não-destrutivos (NDT), monitoramento de saúde estrutural (SHM), materiais compósitos, imagens médicas, sistemas de suporte ao diagnóstico e processamento digital de imagens. Veja também seu canal no Youtube.

A seção "Leia Cientistas" reúne textos de divulgação científica escritos por pesquisadores da Universidade Federal de Uberlândia (UFU). São produzidos por professores, técnicos e/ou estudantes de diferentes áreas do conhecimento. A publicação é feita pela Divisão de Divulgação Científica da Diretoria de Comunicação Social (Dirco/UFU), mas os textos são de responsabilidade do(s) autor(es) e não representam, necessariamente, a opinião da UFU e/ou da Dirco. Quer enviar seu texto? Acesse: www.comunica.ufu.br/divulgacao. Se você já enviou o seu texto, aguarde que ele deve ser publicado nos próximos dias.