Monitoramento da saúde estrutural na aviação: Estudo comparativo de métodos de detecção de falha sob as perspectivas técnica, normativa e operacional

Abstract

Este trabalho apresenta uma análise comparativa de métodos aplicados ao monitora mento da saúde estrutural (SHM) em estruturas aeronáuticas, com foco na detecção de falhas de fadiga em ligas de alumínio e delaminações em materiais compósitos. O estudo parte da identificação do problema relacionado à crescente demanda por aero naves mais seguras, eficientes e com custos de manutençãoreduzidos, justificando-se pela relevância do tema frente à complexidade e criticidade dos sistemas estruturais em voo. O objetivo principal é identificar e comparar a eficácia de diferentes tecno logias de sensores e algoritmos de processamento sob a ótica da Probabilidade de Detecção (POD). Para tal, a metodologia fundamenta-se em uma revisão sistemá tica da literatura e na análise de normas fundamentais como a SAE ARP6461 e a MIL-HDBK-1823A, avaliando métodos como Ondas de Lamb, Sensores de Fibra Óp tica (FBG), Emissão Acústica e Análise de Vibração. Os resultados demonstram que, embora as tecnologias apresentem alta sensibilidade em ambiente laboratorial, a tran sição para a manutenção baseada na condição (CBM) em larga escala ainda enfrenta desafios de robustez ambiental e certificação normativa. Conclui-se que a integração de sistemas híbridos e a quantificação estatística da confiabilidade do diagnóstico são os pilares para a viabilidade operacional do SHM na aviação moderna.

This paper presents a comparative analysis of methods applied to Structural Health Monitoring (SHM) in aeronautical structures, focusing on the detection of fatigue damage in aluminum alloys and delamination in composite materials. The study begins by identifying the problem associated with the growing demand for safer, more efficient aircraft with reduced maintenance costs, which is justified by the relevance of the topic given the complexity and criticality of in-flight structural systems. The primary objective is to identify and compare the effectiveness of different sensor technologies and processing algorithms from the perspective of Probability of Detection (POD). To this end, the methodology is based on a systematic literature review and the analysis of key standards such as SAE ARP6461 and MIL-HDBK-1823A, evaluating methods such as Lamb Waves, Fiber Bragg Grating (FBG) sensors, Acoustic Emission, and Vibration Analysis. The results demonstrate that although these technologies exhibit high sensitivity in laboratory environments, the transition to large-scale Condition-Based Maintenance (CBM) still faces challenges regarding environmental robustness and regulatory certification. It is concluded that the integration of hybrid systems and the statistical quantification of diagnostic reliability are the fundamental pillars for the operational viability of SHM in modern aviation.