Procedimento de Soldagem das Amostras de Pele

A Figura 4.19 descreve as várias etapas de preparação das amostras de pele para a realização da soldagem das amostras de pele.

Garras

Lixa envolvendo a amostra Amostra

Figura 4.19 – Fluxograma do processo de preparação das amostras até o processo de soldagem a laser.

De acordo com a Fig. 4.19, na etapa 01 é feita uma limpeza superficial das amostras de pele retirando o excesso de gordura; na etapa 02 com o auxilio de um bisturi a pele é deixada o mais uniforme possível, restando apenas a epiderme e a derme e uma fina camada de gordura; na etapa 03 é feita uma marcação para os cortes das amostras usando um pincel para desenho; na etapa 04, com o auxilio de uma régua, as amostras são

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cortadas em tiras de aproximadamente 100 mm de comprimento por 12 mm de largura; na etapa 05 é feita uma incisão de espessura completa na mesma dimensão da largura das amostras. Nesse ponto as amostras estão preparadas para serem submetidas ao processo de soldagem, exceto aquelas na qual deve ser adicionado o material de adição. Na etapa 06 as amostras já preparadas são posicionadas no aparato experimental para o procedimento de soldagem. Todo o processo descrito foi realizado à temperatura ambiente.

A Figura 4.20 mostra o procedimento de posicionamento da pele nas garras da máquina de ensaio através de uma marca ou linha de referência na pele utilizando uma caneta especial.

As incisões na pele foram realizadas em toda extensão da largura utilizando bisturis como mostrado na Fig. 4.21.

A pressão na região da incisão da pele foi aplicada através da pinça auxiliar que posicionava as bordas do tecido entre a pinça utilizada para aplicação da pressão propriamente dita. Quando o tecido era posicionado entre as garras da pinça, acionava-se o parafuso no sentido de aplicar uma força na base da pinça de pressão e consequentemente a pressão nas bordas da incisão.

Figura 4.21 – Processo de corte das amostras utilizando bisturi.

Após diversos procedimentos de soldagem a laser utilizando as amostras de pele verificou-se que o melhor resultado ocorreu quando estas foram envolvidas ou apoiadas com papel toalha úmido, como mostrado na Fig. 4.22. Este procedimento minimizou o efeito de desidratação da pele durante o tempo de aplicação do laser sobre as incisões.

Após proceder com toda a metodologia descrita, os passos seguintes foram a aplicação do laser e em seguida as amostras soldadas foram submetidas ao ensaio de tração.

Para a aplicação da pressão durante o procedimento de soldagem foi utilizada a lupa com iluminação para melhor visualização de todo o processo. As bordas da incisão foram unidas com uma pressão de aproximadamente 773 kPa, conforme procedimento descrito anteriormente.

Para a aplicação do laser deve-se inicialmente configurar o sistema de forma a obter a saída desejada, que para o presente trabalho é o ajuste da potência e do modo de operação, que neste caso é o modo contínuo. No entanto, como exigência do equipamento, deve-se calibrar a fibra óptica todas as vezes que o sistema a laser é ligado. Essa calibração garante que a fibra esteja em boas condições de uso sem perdas internas do feixe de luz, conforme descrito anteriormente. Caso a fibra não seja aprovada deve-se limpar a ponta da fibra ou até mesmo clivar.

A não aprovação da fibra se dá por diversos casos como, por exemplo, sujeira na ponta da fibra, superfície irregular da ponta da fibra ou até mesmo a quebra da fibra em algum ponto. A Figura 4.23 mostra o procedimento de calibração utilizando sistema de referência inclusa no próprio equipamento.

Figura 4.22 – Amostra de tecido posicionada sobre papel toalha durante a fase de aplicação do laser.

Figura 4.23 – Procedimento de calibração da ponta da fibra óptica.

Para a avaliação do potencial de soldagem da pele os parâmetros de análise foram a potência de saída do laser, o material de adição e a inclusão ou não de pressão nas bordas da incisão. A Tabela 4.1 sintetiza os parâmetros utilizados no presente trabalho para a operação de soldagem a laser da pele.

Fibra óptica Pinça Papel toalha Indicador de sinais Amostra de pele

Tabela 4.1 – Parâmetros utilizados durante o processo de soldagem da pele.

Potência de saída [W] Material de adição Pressão [kPa]

W1 = 0,5 M = Albumina + “índia ink” P 693

W2 = 1,0 SM = Sem material de adição SP = Sem pressão

W3 = 1,5 --- ---

O modo de aplicação do laser foi mantido constante durante todo o experimento. Outro parâmetro que permaneceu constante foi a distância entre a ponta da fibra óptica e a pele, sendo de aproximadamente 4 mm.

O corante utilizado nesse trabalho está associado à elevada absorção do comprimento de onda do laser utilizado, ou seja, 808 nm. Isso significa que esse comprimento de onda será fortemente absorvido pelo corante, o que por sua vez irá atuar no sentido de elevar a temperatura na região da solda. O coeficiente de absorção do india ink na faixa de atuação do laser é de aproximadamente 3500 cm-1_{. Para efeito de comparação a}

Fig. 3.4 ilustra o coeficiente de absorção de alguns componentes presentes na pele.

Nos testes experimentais foram analisadas 12 configurações diferentes para soldagem, o que equivale ao cruzamento dos parâmetros definidos na Tab. 4.1. Para cada configuração foram realizadas 3 repetições dos testes totalizando 36 diferentes análises. O fluxograma da Fig. 4.24 mostra o esquema de combinações entre os parâmetros da Tab. 4.1 que foram utilizados nos estudos in vitro.

Figura 4.24 – Fluxograma das diferentes combinações utilizadas no estudo in vitro.

A nomenclatura utilizada neste trabalho para o planejamento experimental conforme o fluxograma da Fig. 4.24 é dado por:

 W: Potência  P: Pressão  SP: Sem pressão P M Wi ; i = 1 a 3 SM SP M SM

 M: Material de adição

 SM: Sem material de adição