BDE News

Assine a nossa newsletter

Digite o seu e-mail para receber a nossa newsletter.

Não se preocupe, não fazemos SPAM
Categorias

Compósitos, que materiais são esses?

Compósitos, que materiais são esses?

Tenho certeza que em algum momento na sua vida você já ouviu falar sobre metais, cerâmicas e materiais poliméricos. Mas você já ouviu falar sobre os compósitos? Não? Já, mas não entendeu direito? Então chega mais que eu vou te contar sobre eles. Venha comigo!

A essência dos materiais compósitos é combinar, em nível macroscópico, pelo menos duas fases diferentes. Essas fases distintas dos materiais compósitos são denominadas de matriz e reforço/carga. A matriz é a fase aglutinante, que irá proteger o reforço/carga e tornar possível que os reforços transfiram esforços mecânicos entre si e trabalhem de forma interconectada. A matriz pode ser tanto metálica, polimérica como cerâmica. O reforço proporciona uma melhora no desempenho mecânico do compósito e cargas geralmente são usadas para baratear materiais já existentes.

A sinergia dos compósitos

Projetando e desenvolvendo materiais compósitos é possível combinar diversos materiais, os quais juntos irão ter propriedades especiais, características que, via de regra, nenhum dos seus constituintes separadamente teriam. É como se fosse escolher as qualidades de no mínimo duas pessoas e colocar em uma única pessoa. Isso seria perfeito, não é mesmo? Por enquanto não conseguimos modificar as pessoas de tal modo, mas em projetos de materiais compósitos isso é possível!

Nos materiais compósitos existe uma região que é denominada interface. Essa região é considerada o coração do compósito. Nela existe uma descontinuidade das propriedades entre a matriz e o reforço, e, geralmente é onde ocorrem as falhas do compósito. Até entre os materiais é preciso dar match sabiam? Essa interface precisa ser estudada e otimizada para garantir a máxima compatibilidade, certificando o desempenho estrutural do compósito.

A maioria das falhas dos materiais compósitos ocorrem na interface.
A maioria das falhas dos materiais compósitos ocorrem na interface.

 

Sabe aquelas aplicações onde o material precisa desempenhar algumas funções de forma simultânea? Como, por exemplo, ser resistente a corrosão ao mesmo tempo que resistente mecanicamente? Materiais compósitos combinam as propriedades dos seus constituintes, como resistência mecânica e resistência a corrosão, ou rigidez e tenacidade à fratura aliada a baixa densidade.

Os reforços/cargas podem ser incorporados com diversas geometrias na matriz, podendo ser reforços particulados, fibrosos, nanoestruturados ou estruturais, como os laminados e painéis sanduíche. Quando se trabalha com compósitos a criatividade é infinita, as possibilidades são gigantescas e, comumente o Engenheiro de Materiais é o líder do projeto.

Materiais compósitos são materiais de tecnologia de ponta

Apesar desses materiais serem apelidados de tecnologia de ponta por serem muito utilizados em aeronaves e helicópteros, carros de Fórmula 1, plataformas de petróleo, estruturas inteligentes e em outras aplicações, esses materiais tem origem a incontáveis milhares de anos atrás, já que as madeiras, os ossos e os tecidos musculares são exemplos de compósitos naturais.

Carros de corrida são feitos com compósitos de matriz polimérica reforçada com fibras de carbono. A combinação entre matriz polimérica e reforço de fibra de carbono garante carros leves e resistentes.
Carros de corrida são feitos com compósitos de matriz polimérica reforçada com fibras de carbono. A combinação entre matriz polimérica e reforço de fibra de carbono garante carros leves e resistentes.

 

Os queridinhos entre os materiais compósitos são aqueles produzidos utilizando reforços contínuos por terem um excelente desempenho estrutural, consequência direta da resistência e rigidez específicas. Muitos dos avanços tecnológicos recentes devem o seu sucesso aos materiais compósitos, principalmente os relacionados com aplicações nas áreas da aeronáutica, aeroespacial, petroquímica, naval, bioengenharia, automobilística, construção civil e de artigos esportivos, entre outros.

Substituição de materiais “convencionais” por compósitos

Materiais compósitos são muito utilizados como substitutos dos materiais existentes, tanto para baratear como para otimizar o desempenho estrutural dos mesmos. Por exemplo, atualmente, em ambientes de exploração de petróleo e gás são usados aços inoxidáveis, os quais estão sendo substituídos por compósito epóxi/fibra de vidro. Outra substituição muito presente também é em aeronaves, onde o alumínio está sendo substituído por compósitos epóxi/fibra de carbono e epóxi/fibra de vidro. Já existem aeronaves que possuem mais de 60% de sua fuselagem feita de materiais compósitos. Isso é incrível, não é?

Compósitos epóxi/fibra de vidro substituem aços inoxidáveis em explorações de petróleo e gás (exploração offshore).
Compósitos epóxi/fibra de vidro substituem aços inoxidáveis em explorações de petróleo e gás (exploração offshore).

 

Outro tipo de compósito que também são bem queridinhos são os que utilizam as fibras naturais. Isso porque essas fibras naturais envolvem aspectos ambientais e econômicos que precisamos ficar de olho. O uso de fibras naturais é vantajoso principalmente por serem recicláveis, não tóxicas, muito baratas e biodegradáveis. Porém, em desvantagem, o uso de fibras naturais limita a aplicação do compósito em certos ambientes, principalmente onde existem temperaturas elevadas. Exemplos de fibras naturais são as fibras de sisal, coco e juta.

Então é isso! Projetos de desenvolvimento e otimização de materiais compósitos são complexos, dinâmicos e desafiadores. Gostou da matéria? Deixe o comentário.

Total
1
Shares
5 comentários
Deixe um comentário

O seu endereço de e-mail não será publicado.

Postagens Relacionadas
pt_BRPortuguese