Titanic – Um estudo de falha do metal
A história do Titanic é uma narrativa trágica de perda de vidas. Temos estado, por muito tempo, intrigados com as razões pelas quais esta catástrofe ocorreu. O projeto do navio certamente desempenhou um papel nisso, mas outros navios projetados de forma similar tiveram uma longa vida útil. Ao menos uma “causa” pode ser atribuída ao material usado para fabricar o casco do navio. A fundição e conformação deste material certamente contribuiu. Um artigo do Journal of Metals de 1998 explica o porquê.
O Titanic era um dos três navios que foram construídos para competir com dois dos maiores e mais velozes navios a vapor do Atlântico Norte – o Lusitania e o Mauritania. Assim, o Titanic e seus navios irmãos – o Olympic e o Britannic – foram projetados para oferecer acomodações mais extravagantes, mas não para serem os mais velozes. No início do século 20, os únicos meios de transporte para viajantes e correspondências entre a Europa e a América do Norte eram os navios de passageiros. O Titanic transportaria seus passageiros com estilo, sendo o primeiro transatlântico no mundo a ter piscina e ginásio.
A estação de energia para um navio dessas proporções foi avaliada em 51.000 I.H.P. (cerca de 38.046.000 watts). Para gerar o vapor necessário, 159 fornos acionavam 29 caldeiras. Carvão era queimado como combustível a uma taxa de 650 toneladas por dia. A construção usou rebites de ferro forjado para anexar chapas de aço entre si ou a estruturas de aço. O estrutura foi mantida em conjunto com rebites semelhantes. Cada rebite foi aquecido bem na região de temperatura de austenita, inserido nos furos acasalados e esmagado hidraulicamente para preencher os furos e formar uma cabeça. Três milhões de rebites foram utilizados na construção do Titanic.
Muito tem sido dito e documentado sobre o tempo entre a partida inaugural do Titanic, em 10 de Abril de 1912, e as primeiras horas da madrugada de 15 de Abril, apenas cinco dias depois, quando o navio se chocou com um iceberg de três a seis vezes seu tamanho. Mas o que aprendemos com o naufrágio deste navio de grandes proporções nos anos que se seguiram a sua tragédia? O impacto com o iceberg causou descontínuas avarias ao longo de 100 metros de comprimento do casco, que resultaram em aberturas entre 1,1 e 1,2 m². Em 1985, Robert Ballard encontrou o Titanic a mais de 3.657 metros de profundidade. O navio havia se partido em duas partes principais que estavam separadas uma da outra a mais de 600 metros de distância.
Durante uma expedição em 1996, pesquisadores recuperaram aço do casco para realizar análises metalúrgicas. Análises químicas mostraram conteúdo de nitrogênio muito baixo, o que significa que o aço não foi produzido pelo processo de Bessemer. Era, ao invés disso, um produto resultante de um processo de forno aberto, produzido provavelmente em Glasgow, na Escócia. Baixo teor de silício, alto teor de oxigênio e também alto teor de enxofre no aço indicam que ele foi parcialmente desoxidado, ou semi-aglomerado. Isto, aliado ao baixo teor de manganês – resultando em uma baixa relação Mn: S – tende a fragilizar o aço a baixas temperaturas.
Uma micrografia do material do casco apresentou um diâmetro médio de grão de 60,4 μm, o que é consideravelmente grande. A comparação de outras propriedades mecânicas indica que o limite de elasticidade é menor do que o comum para este material, provavelmente devido à grande dimensão de grão. O mais revelador foi o resultado de um Teste de Impacto Charpy aplicado em uma variedade de temperaturas. Ele indicou uma temperatura de transição dúctil para frágil de 56,11°C, e a água do mar no momento da colisão era de aproximadamente -1,11°C. Claramente, o material do casco estaria muito frágil a esta temperatura da água.
Mas então, foi o metal frágil que causou este trágico acidente que vitimou mais de 1500 pessoas? Claramente, foi o impacto com um iceberg de 300.000 toneladas que o causou. O navio-irmão Olympic, feito com aço similar no mesmo estaleiro e baseado no mesmo projeto, desfrutou uma carreira de mais de 20 anos. Se o aço não fosse tão frágil nas temperaturas em que a embarcação navegou, no entanto, o destino de muitos de seus passageiros poderia ter sido diferente? Nunca saberemos. O que sabemos é que o processamento térmico de materiais nos afeta de maneiras que talvez não estejamos cientes.
