Uma rachadura quase invisível rasteja devagar antes de disparar pelo material perto da velocidade do som

Experimentos revelam uma fase lenta e bidimensional que antecede a aceleração de trincas em placas

Whastapp Facebook Linkedin Twitter COMPARTILHAR Uma ruptura que parece instantânea pode ter começado muito antes, em uma região minúscula e quase imóvel. Experimentos publicados em 2026 mostraram que a fratura frágil pode nascer como uma pequena área bidimensional , avançar por fluência em velocidades muito baixas e só depois se transformar em uma trinca dinâmica quando seu tamanho se aproxima da espessura da placa. O resultado amplia a descrição clássica de como materiais quebradiços iniciam a falha.

O estudo foi conduzido por Yuval Paz, Meng Wang, Mokhtar Adda-Bedia e Jay Fineberg e publicado em 4 de setembro de 2026 na Physical Review Letters . Em vez de assumir que uma trinca longa simplesmente ultrapassa um comprimento crítico e dispara, os pesquisadores acompanharam experimentalmente o estágio inicial da ruptura em placas de espessura finita.

Eles observaram que a falha pode se nuclear quando a tensão atinge um limiar crítico, formando inicialmente uma pequena região rompida com geometria aproximadamente bidimensional. Essa área ainda não se comporta como a trinca linear usada nas descrições tradicionais de fratura dinâmica; antes disso, cresce lentamente e pode permanecer nessa fase por grande parte do processo.

Na fase inicial, a região fraturada cresce por creep , ou fluência. As velocidades observadas ficaram na faixa de micrômetros a milímetros por segundo, muito abaixo da velocidade das ondas de Rayleigh, uma escala característica relacionada à propagação rápida de fraturas na superfície de sólidos elásticos.

A mudança decisiva ocorre quando o tamanho dessa região se aproxima da espessura da placa. Nesse ponto, a geometria da ruptura muda: o remendo bidimensional passa a atravessar a espessura e se converte em uma trinca efetivamente unidimensional, capaz de entrar no regime de aceleração rápida descrito pela mecânica clássica da fratura.

Este vídeo do NPTEL, do IIT Madras, explica o critério de Griffith usado na mecânica da fratura:

A espessura deixa de ser apenas uma dimensão geométrica e passa a determinar a transição entre dois regimes físicos. Enquanto a região quebrada é menor que essa escala, ela permanece como uma área localizada em expansão lenta. Ao alcançar aproximadamente a espessura da placa, torna-se uma trinca passante e sua dinâmica muda abruptamente.

Depois dessa transição, a ruptura pode acelerar rapidamente até velocidades comparáveis às velocidades características das ondas elásticas no material. Isso não significa que toda trinca alcance literalmente uma única “velocidade do som”: os valores dependem das propriedades do material e do tipo de onda considerado, com a velocidade de Rayleigh sendo uma referência importante.

A mecânica linear elástica da fratura descreve muito bem trincas já formadas e relaciona sua instabilidade ao balanço entre energia elástica liberada e energia necessária para criar novas superfícies.