18 PRREVISTA DO PLÁSTICO REFORÇADO/COMPOSITES

NÁUTICA

A aramida é uma fibra sintética que possui características únicas decorrentes da sua nobre estrutura molecular, que possibilita o desenvolvimento de um produto que possui

alto módulo, baixo alongamento e, sobretudo, grande resistência ao impacto (daí sua grande utilização na área balística).

Peso por peso, a aramida é cinco vezes mais resistente que o aço e não sofre corrosão em água doce nem salgada. A ara-mida é incombustível. Assim, é uma opção ideal para aplicação como reforço em cascos, cabos, cordas e velas. É utilizada na construção dos cascos de barcos para substituir parcialmente, a fibra de vidro.

As resinas utilizadas nas aramidas são poliéster tipo isoftálico ou ortoftálicas. A isoftálica possui melhor resistência a osmose que a ortoftálica. Resinas epóxi e éster-vinílicas são preferidas em estruturas que exigem alta resistência, tenacidade e rigidez.

As fibras de aramida também são aplicadas na fabricação de tecidos para velas de alta performance e possuem uma excepcio-nal resistência ao alongamento, ou seja, um alto módulo, permi-tindo que a vela mantenha suas formas geométricas e resistência nas mais diversas condições eólicas. Aliada aos pesos reduzidos e flexibilidade dos fios, esta propriedade gera uma vela apropriada para alta velocidade, com excelente durabilidade e comportamen-to fora de série. Sem esquecer da elevada resistência à perfuração ou rasgamento observada neste tipo de vela.

As fibras de aramida também podem ser usadas na constru-ção de partes das estruturas de veleiros, como substituto parcial

Aramida em embarcações

Compostos de PRF, utilizando fibra aramida e fibra de carbono, apresentam excelente

performance estrutural que pode ser otimizada com a utilização de processos de

fabricação cada vez mais sofisticados, proporcionando estruturas muito mais leves e

rígidas. O custo é semelhante ao alumínio e aço, no entanto, a maior economia se dá na

velocidade de construção, fácil repetibilidade e baixo investimento inicial. Podem ser utilizados

na forma de manta e tecidos unidirecional ou multiaxiais, dependendo do tipo de performance e

tecnologia disponível. Este texto foi fornecido pela Teijin Aramid, fabricante do fio Twaron

dos pesados cabos de aço e alumínio. As estruturas com aramida podem ser tanto rígidas como flexíveis.

Esta matéria-prima pode ser usada nas estruturas de ma-deira em faixas unidirecionais com resina epóxi, conhecidas como pré-peg, que são laminadas a +45º/-45º sobre uma ca-mada de fibra de vidro a 0º, a qual, por sua vez, é laminada sobre a madeira. Recomenda-se usar a aramida na parte inter-na do barco, já que, em caso de colisão, as fibras de aramida suportam maiores esforços.

As fibras de aramida apresentam as seguintes vantagens:• Baixo peso específico comparado com a fibra de vidro• Por sua combinação única de resistência, rigidez e baixo

peso específico, permite ao desenhista e construtor obter, usando menos material, as mesmas características mecânicas

• Alta absorção de energia• Resistência a rachaduras• Aumento de rigidez da estrutura.Estas características realçam o

comportamento da navegação à vela de um iate (baixo peso na água, rigi-dez que permite uma alta tensão nos aparelhos e mais força de navega-ção). A aramida aumenta o confor-to e o rendimento dos iates a motor. Seu menor peso permite instalações com mais equipamentos e artigos de luxo para uma mesma potência de motor.

Resinas epóxi com resistência à alta

temperaturaA Axson disponibiliza a resina epóxi Epolan 2090/endurecedor 2026, para a fabricação de moldes ou peças, que apresenta como características principais a resistência à alta temperatura (200 ºC), baixa viscosidade, boa molhabilidade de reforços, rápida impregnação e pot-life longo. Utilizada em sistema de infusão, é ideal para a fabricação de peças para as indústrias náutica e aeronáutica, inclusive peças de grandes dimensões. Veja anúncio à pág. 19.

Tecnologias de destaque

Soluções Reichhold para barcosA empresa oferece soluções para todas as etapas de fabricação das embarcações, desde a fabricação do molde, aplicação do gelcoat, e gelcoat de barreira química (skin coat), laminação estrutural (infusão, manual ou spray-up), até o processo de repintura: Resapol 10-116: rápido ciclo de cura à temperatura ambiente e sua excepcional característica de umectação das fibras de vidro, Polylite® 10-228: resina poliéster insaturada com maior temperatura de termodistorção, suportando temperaturas de trabalho mais elevadas, Hydrex® 100-HF: resina 100% viniléster, indicada especialmente para o processo de infusão a vácuo, com baixa emissão de estireno, tempo de gel variável conforme ajuste do catalisador e cobalto, baixa absorção de água, alta resistência a bolhas osmóticas, melhor aparência na superfície. Atende as normas internacionais 1162 e 50 da SCAQMD e possui aprovação do “Lloyds Register of Shipping”, e Norpol® 20000-S Repintura: gelcoat branco de base isoftálica, especialmente adaptado para a repintura de barcos. Promove ganhos superiores em relação aos sistemas convencionais de repintura, tais como uniformidade de superfície, elevada durabilidade ao casco repintado, alto brilho, maior tempo de vida útil, além de alta resistência a trincas e bolhas osmóticas com menor tempo de manutenção.

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Divulgação Fibertex

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NÁUTICA

Um barco com aramida é mais forte?Não é fácil responder esta pergunta. Tudo depende do material

utilizado e da construção do laminado. Os laminados convencionais são obtidos em diferentes qualidades. Comparado com laminados à base de tecidos ou napas obtidos pelos trabalhosos métodos manuais, um laminado produzido pelo sistema de borrifação à pistola é mais econômico, mas possui menos força por unidade de espessura. Quan-do se usa o método de pistola, as fibras de vidro são cortadas no local e borrifadas com resinas não-particuladas.

No método manual, usa-se fibra de vidro (ou rovings), em forma de tecido convencional, em tecido multiaxial ou como uma napa de filamentos cortados (CSM, Chopped Strand Matts – fibras cortadas). Na construção de barcos, normalmente, é utilizada uma combinação destes tipos de laminados. Ao comparar um laminado de aramida com as melhores qualidades de mesmo peso em fibra de vidro, percebe-se que a resistência do laminado de aramida é mais que o dobro. Ao comparar um laminado de aramida com as melhores qualidades de mesmo peso em fibra de vidro, vê-se que a resistência do laminado de aramida é mais que o dobro. Se comparado com o laminado com pistola de fibra de vidro, peso por peso, o de aramida é muito mais forte. A fibra de aramida é tão dúctil que não pode ser cortada com ferramentas tradicionais.

As fibras de aramida apresentam-se apenas em tecidos convencio-nais, ou direcionais, e são obtidos no mercado em diferentes tipos de 0º, 45º,60º ou 90º, com ou sem CSM. Ao desenhar um barco, é calcu-lada a força a que este será submetido nas direções de tais esforços. Os tecidos biaxiais e multiaxiais são colocados de maneira que as fibras atuem com ótimo rendimento nas direções requeridas.

Um barco com aramida é mais rápido?O peso específico da aramida é 1440 kg/m3 , aproximadamente

a metade da fibra de vidro (2650 kg/m3 ). Além disso, as fibras de aramida são mais fortes e absorvem mais energia. Estas propriedades possibilitam ao armador construir barcos com a mesma resistência que os reforçados com fibra de vidro, mas substancialmente mais rápidos. Os requisitos mínimos de espessura e resistência estão limitados pe-las normas internacionais observadas por companhias como Lloyd’s, American Bureau of Shipping ou Det Norske Veritas.

Um barco rápido tem vantagens para competir em regatas tanto de vela como em botes de alta velocidade. Um construtor de barcos pode também optar por construir um barco reforçado com aramida de mesmo peso de um barco reforçado com fibra de vidro. Os laminados serão mais espessos, fortes e muito mais seguros. Isto é particularmen-te recomendável para iates de lazer.

A aramida possui um módulo substancialmente mais alto que a fibra de vidro. Portanto, a mesma força ocasiona um menor alarga-mento na fibra de aramida do que na de vidro, o qual se deve ter em conta na operação de laminação. Para melhorar a impregnação da re-sina, alguns construtores de barcos introduzem uma camada de CSM padrão entre cada uma das camadas de aramida. As características da resina determinaram se isto é necessário. A adição de fibra de vidro é uma solução econômica para aumentar a espessura e cumprir com as normas internacionais.

Ao usar esta construção em sanduíche, é também recomendável melhorar a adesão entre as camadas introduzindo uma fina camada de napa de fibra de vidro (por exemplo 225 g/m2) entre o núcleo e o tecido de aramida.

Organizações como Lloyds, Det Norske Veritas e The Ame-rican Bureau of Shipping, estabelecem a espessura do casco dos barcos nas normas internacionais de desenho, as quais embasam no uso de fibra de vidro. Ao substituir a fibra de vidro pela fibra de aramida, devido a sua maior rigidez e resistência, se obterá um robusto barco de aramida.

NÁUTICA

Resistência ao impacto da aramida comparada com outros

laminados de reforçoA resistência ao impacto dos laminados de reforço depende de

vários fatores. Um deles é a capacidade da fibra para absorver ener-gia. Este fator específico de absorção de energia se mede em rela-ção a seu peso base. A principal vantagem da fibra de aramida é sua maior resistência e a ausência de fragilidade, comparada com as fibras de carbono e de vidro. Por tal razão, aramida é usado em co-letes antibalas, cascos e nas blindagens de tanques e automóveis.

Reparo e osmoseAs obras da reparação de um barco reforçado com aramida não

diferem muito das que se requerem para um barco reforçado de fibra de vidro. Primeiro se lixam as bordas ásperas ao redor do dano pro-duzido pelo choque, bastando conseguir uma superfície lisa. Depois, o buraco é coberto com um laminado à base de resina com fibra de vidro ou aramida. A fibra de vidro se emprega, muitas vezes, em tra-balhos de reparação, mas se a parte a reparar deve possuir a mesma força que o laminado original, é importante usar aramida.

A osmose se produz quando a água de propaga através do gel-coat e chega à capa externa do barco de poliéster. Com o passar do tempo, esta água fica apanhada pelas substâncias ácidas presentes no poliéster. Devido à diferença em concentração ácida da água dentro e fora do casco, a água externa tenderá a penetrar em go-tas ao interior, e é acolhida no espaço limitado à resina poliéster. Este fenômeno é chamado de osmose, um processo irreversível e conseqüência da diferença de concentração ácida presente. Ao

continuar o processo, a pressão da borbulha de água aumentará e ao final ocasionará, por delaminação, um severo dano nas cama-das externas do barco. Em concordância com o anterior, o tipo de ácido usado para fabricar a resina de poliéster determinará a resis-tência à osmose. Na construção de um barco são usadas resinas de poliéster baseadas em ácidos ortoftálico e resinas de poliéster baseadas em ácido isoftálico. As primeiras são mais econômicas, enquanto que as segundas têm uma maior resistência química. As fibras de aramida possuem boa aderência com os poliésteres de ácido isoftálico, a resina de poliéster isoftálico se adere melhor ao gelcoat. O fenômeno da osmose não ocorre quando são utili-zadas resinas epóxi ou vinílicas. Sempre que se emprega fibra de aramida na construção de um barco deve-se empregar também a melhor resina contra osmose. Portanto, o risco de osmose é me-nor quando o casco do barco está reforçado com aramida.

CustoA mão-de-obra para construção de um barco é cara, e é ape-

nas uma pequena porcentagem do custo total, destinado a ma-teriais como a fibra para reforço e a resina. Visto que os barcos reforçados com a fibra de vidro utilizam resinas ortoftálicas, o emprego de resina poliéster isoftálica aumenta o preço do barco reforçado com aramida.

As próprias fibras de aramida são mais caras que as de vidro. Porém, graças ao peso relativamente baixo da fibra, o aumento do custo total é limitado.

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