Carolina Cotta é uma das vencedoras do Prêmio Capes

A ex-aluna do Programa de Engenharia Mecânica da Coppe, Carolina Palma Naveira Cotta, que desde maio de 2011 integra o quadro docente da instituição, foi contemplada com o prêmio Capes 2010 na área “Engenharias III”. Sob a orientação do professor Hélcio Rangel Barreto Orlande e coorientação do professor Renato Machado Cotta, Carolina foi premiada pela tese “Problemas inversos de condução de calor em meios heterogêneos: análise teórico-experimental via transformação integral, inferência bayesiana e termografia por infravermelho”.

Em seu trabalho, Carolina apresentou uma análise teórico-experimental de problemas de condução de calor em meios heterogêneos, visando à construção de ferramentas para identificação de propriedades termofísicas e condições de contorno. Segundo a pesquisadora, inúmeras estruturas na natureza ou sintetizadas pelo homem são denominadas heterogêneas: formadas por um único material alterado ou por diferentes materiais, possuem propriedades físicas que variam com a posição, muitas vezes propositalmente para que seja obtido um determinado objetivo ou desempenho funcional.

“Com o advento da nanotecnologia, abriu-se uma grande janela de oportunidades para se sintetizar materiais e formar estruturas funcionalmente modificadas, ou seja, com propriedades físicas variáveis em formas pré-projetadas. Um exemplo são os materiais denominados FGM (functionally graded materials) que acentuam ou reduzem respostas físicas em diferentes regiões da estrutura. Outro exemplo são os nanocompósitos, que envolvem misturas de nanopartículas de determinado material em uma matriz de outro material, em geral com propriedades bem distintas, no intuito de ajustar as propriedades desejadas para uma função específica daquela estrutura”, explica a ex-aluna da Coppe.

Os materiais característicos dessas aplicações apresentam infinitas possibilidades de concepção, fabricação, e até mesmo auto-estruturação. Por isso, na ausência de um caminho universal para identificação de morfologia e propriedades, a caracterização de suas propriedades físicas locais deve ser feita caso a caso. Como a morfologia do meio influencia diretamente o comportamento espacial das propriedades, é crucial não perturbar a estrutura em análise com a introdução de um grande número de sensores individuais intrusivos, como no caso de termopares ou outros sensores de contato.

A opção de Carolina pela técnica não intrusiva de termografia por câmera de infravermelho permite a aquisição de um grande volume de medidas, abrindo novas perspectivas para a identificação local e precisa de propriedades termofísicas e condições de contorno em meios heterogêneos. De acordo com a pesquisadora, a termografia por câmera de infravermelho funciona como uma espécie de filmagem da distribuição de temperaturas na superfície de uma determinada amostra. A vantagem é que o sistema que está sendo medido não é perturbado por nenhuma sonda, o que poderia afetar o comportamento físico, e um grande volume de dados pode ser obtido. Uma das principais contribuições de sua tese foi o tratamento matemático desse grande volume de dados, o qual é feito por meio de uma técnica matemática conhecida como Técnica da Transformada Integral Generalizada, ou GITT, na sigla em inglês, desenvolvida essencialmente na Coppe, ao longo dos últimos 35 anos. “Essa metodologia possibilitou o desenvolvimento de um algoritmo robusto e computacionalmente rápido para estimar as propriedades físicas variáveis desconhecidas em qualquer meio heterogêneo”, conclui a autora.

Graduada em Engenharia Mecânica pela Escola Politécnica UFRJ (2004), Carolina concluiu o mestrado e doutorado no Programa de Engenharia Mecânica da Coppe, em 2006 e 2009, sob a orientação dos professores Renato Cotta e Helcio Orlande, respectivamente.