Estimation du rythme musical basée sur l’extraction du bruit

A falha por fadiga é o tipo de falha mais comum em sistemas mecânicos. Todo componente mecânico, quando submetido a cargas repetitivas ou cíclicas, está sujeito a essa falha. As próteses, sendo um conjunto mecânico, estão sujeitas às mesmas condições devido às cargas mastigatórias cíclicas. Porém, neste caso, a análise de fadiga não se refere somente ao material nelas utilizado, mas também à estrutura como um todo. Uma estrutura em processo de fadiga pode causar fraturas e microfissuras. Bactérias podem se alojar e se multiplicar dentro destas microdeformações, prejudicando o processo de osseointegração e, por fim, a estabilidade do sistema.

As próteses têm de ser projetadas para uma vida mecânica infinita ou para o máximo de tempo possível. Para isto, se faz necessário um teste físico ou uma análise de fadiga por meio de Elementos Finitos. Em seu trabalho, Kayabaşı et al. (2006) elaboraram um modelo tridimensional de Elementos Finitos de uma prótese e, em ambiente computacional, simularam os efeitos das forças mastigatórias, com carregamentos em diferentes direções, e da fadiga. As tensões e vida em fadiga foram calculadas baseadas nas teorias de Goodman, Soderberg, Gerber e na tensão média de fadiga. Como resultados, os implantes analisados nos três quesitos (carregamento estático, dinâmico e de fadiga) mostraram tensões abaixo das tensões de escoamento e boa durabilidade.

Em estudos do fenômeno de fadiga em próteses odontológicas é comum a realização de procedimentos experimentais isolados ou em conjunto com as análises em Elementos Finitos. Flanagan et al. (2008) desenvolveram um estudo

com a finalidade de criar uma metodologia para avaliar a vida de um implante com relação à fadiga. Segundo os autores, a vida de fadiga de um implante depende da qualidade do implante e das características físicas do tecido ósseo. Então, para efetuar esse estudo, realizaram um procedimento experimental e uma análise em Elementos Finitos de um mini-implante para se determinar a vida de fadiga dos implantes. Os resultados mostraram que o Método dos Elementos Finitos foi eficaz em prever a localização de falhas por fadiga em implantes, pois estas ocorreram nos locais onde a simulação apontou altas tensões.

Lee et al. (2009) estudaram a influência da frequência de ciclos e do meio ambiente no teste de fadiga de implantes dentários, de acordo com a norma ISO 14801. Testes a seco e úmido a dois níveis de frequência, de 2 e 30 Hz, foram desenvolvidos com seis implantes de cada grupo experimental. Para todos os grupos, os testes foram realizados até a falha ou até cinco milhões de ciclos. O número de ciclos e os deslocamentos dos implantes foram capturados durante todo o teste. Características da superfície de fratura foram analisadas usando-se microscopia eletrônica de varredura, e dois métodos complementares foram desenvolvidos para estimar as taxas de crescimento de trinca por fadiga. Os testes a seco e úmido mostraram-se equivalentes em termos de probabilidade de fratura. Os autores verificaram ainda que a fratura por fadiga é mais propensa a ocorrer a 2 Hz do que a 30 Hz.

Karl et al. (2009) exploraram os efeitos da frequência de ciclos e do módulo de elasticidade da base do implante na tensão, taxa de deformação e fratura. A montagem e condições do teste também foram feitos de acordo com a norma ISO 14801. Um total de 66 implantes foram montados em bases feitas de três diferentes tipos de materiais e foram carregados até 1 milhão de ciclos. Esse ensaio foi executado de acordo com a norma ISO 14801 (20N para 420-500N) e com frequências de 2 ou 30 Hz. Magnitudes de tensão absoluta e taxas de deformação sob diferentes condições de carregamento e com diferentes materiais de base foram medidas com o uso de extensômetros. Distribuições de probabilidade de falha foram obtidas pela análise Weibull e pela análise de dados de vida. A tensão medida foi usada para verificar a funcionalidade do modelo de Elementos Finitos e as superfícies de fratura foram examinadas pela microscopia eletrônica de varredura.

Os resultados mostraram que o material da base e a magnitude de carga exercem menor influência e que a magnitude de tensão foi independente da frequência. A taxa de fratura do implante mostrou-se dependente da taxa de deformação e, para qualquer carregamento ou base de suporte do implante, as taxas de deformação foram altamente correlacionadas com a frequência de carregamento. As tensões medidas por extensômetros e calculadas pela análise por Elementos Finitos foram similares e não houve diferença da superfície de fratura a diferentes frequências de carregamento.

Felli et al. (2011) desenvolveram uma pesquisa na qual se analisou a resistência mecânica de dois tipos diferentes de implantes de titânio: um poroso e outro não. Para o primeiro caso, fizeram uma simulação em Elementos Finitos para determinar os possíveis locais de quebra e, após isto, realizaram ensaios de fadiga e analisaram o resultado obtido com aquele gerado pela simulação. Para o segundo caso, foi feito o teste de fadiga e os resultados foram comparados com corpos que já tinham sido fraturados. Os autores chegaram à conclusão de que a falha por fadiga se inicia nas áreas onde há maior concentração de tensão, como foi demonstrado pelo modelo em Elementos Finitos.

Bae et al. (2012) avaliaram o efeito das propriedades do material do osso medular e do formato do furo na vida em fadiga em implantes odontológicos. Os autores ressaltam que apesar de haver avanços na área de próteses, três problemas continuam sendo comuns. O primeiro é a reabsorção do tecido ósseo ao redor do implante, o segundo é a fissuração do parafuso e o terceiro consiste nas grandes deformações e fratura do sistema de implante como um todo. Por causa disto, será necessário desenvolver métodos e técnicas que viabilizarão testes com cada tipo de prótese, aumentando-se as chances de êxito nas escolhas.

Merdji et al. (2012) realizaram um estudo para avaliar as distribuições de tensões no tecido ósseo e nos componentes de uma prótese dentária sob uma carga dinâmica oclusal. Para isto, desenvolveram um modelo tridimensional em Elementos Finitos de uma prótese osseointegrada de um molar e aplicaram cargas dinâmicas combinadas de 7 MPa, 1.5 MPa e 1 MPa. Os resultados das análises de Elementos Finitos indicaram que as máximas tensões estavam localizadas em torno

do pescoço mesial do implante, ou seja, no osso marginal. Assim, essa área deve ser preservada clinicamente, a fim de conservar a integridade da interface osso- implante.

Pérez (2012) aplicou uma aproximação computacional probabilística para prever a vida em fadiga de três diferentes implantes dentários comerciais, considerando a variabilidade e incerteza nas propriedades dos materiais e condições de carregamento. Para um dos implantes, a influência do diâmetro no seu desempenho em fadiga também foi estudada. A partir da análise dos resultados, o autor demonstrou que a probabilidade de falha é influenciada pelas condições de carregamento e pelas propriedades dos materiais do implante. Após seis milhões de ciclos, as probabilidades de falhas previstas foram diferentes entre os três implantes comerciais considerados. Porém, em todos os casos, a maior probabilidade de falha foi localizada nas roscas superiores do parafuso.

Tem-se verificado uma alta incidência de complicações técnicas em implantes dentários, como a perda do intermediário e do parafuso oclusal, tem sido verificada. Estas falhas podem estar relacionadas a solicitações desfavoráveis ou a altas concentrações de tensão, razão pela qual serão necessários estudos, a fim de se evitar geometrias instáveis e que gerem concentradores de tensão. Então, Sannino

et al. (2013) procuraram avaliar as propriedades mecânicas e o comportamento de

um implante com conexão cônica autotravante utilizando três métodos: Elementos Finitos, falha por tensão última e análise de carregamento cíclico. Para todos os métodos, foi aplicada uma carga de 800 N, com 30º de inclinação. Os resultados mostraram que a análise por Elementos Finitos e os testes estáticos e dinâmicos forneceram resultados equivalentes, permitindo a avaliação do comportamento mecânico de um sistema de implante com conexão cônica autotravante.

3. FADIGA DOS MATERIAIS