» Caracterização morfológica e propriedades mecânicas de compósitos de fibras vegetais

 

1. O projeto
 
O projeto trata da seleção e caracterização morfológica de fibras vegetais que serão usadas como reforço de materiais compostos podendo substituir fibras convencionais como as de vidro e de carbono, porém, com menor impacto ambiental. Serão feitas análises microscópicas da estrutura das fibras e a determinação da densidade e do índice de umidade de cada tipo. A seguir, serão selecionados polímeros para servir como matriz do compósito. Depois, serão feitos testes de adesão entre fibra e polímero, determinando-se o comprimento crítico da fibra. A fibra passará por um processo de mercerização para melhorar sua adesão na matriz. Em seguida, serão feitos os compósitos que passarão por ensaios de tração e flexão para se verificar sua resistência mecânica. Por fim, serão feitas comparações entre as propriedades das fibras testadas e das principais fibras sintéticas convencionais. A equipe executora é formada pelo Prof. Warley (coordenador) e pelos professores Edson e Alex, todos da faculdade de Eng. Mecânica da UniRV, além dos alunos Marcos Paulo (PIBIC) da Engenharia Mecânica e Ernanda da Engenharia de Produção.
 
2. Objetivos

O objetivo principal deste trabalho é identificar algumas fibras vegetais com potencial para produção de materiais compostos, selecionar polímeros compatíveis com estas e testar as propriedades mecânicas dos compósitos criados, comparando estas propriedades com as de compósitos convencionais.
Como objetivos específicos:
- Identificar e caracterizar morfologicamente a estrutura das fibras escolhidas;
- Identificar polímeros ligantes compatíveis com as fibras vegetais estudadas;
- Verificar a adesão entre a fibra e o polímero e testar a resistência à tração e à flexão dos compostos criados.

3. Resultados esperados
 
Espera-se com este estudo que novos materiais à base de fibras vegetais possam ser identificados e, posteriormente inseridos nos processos de produção de peças e estruturas de máquinas e equipamentos. Para isso, serão realizadas análises morfológicas para se verificar a estrutura das fibras e, posteriormente, serão realizados ensaios mecânicos para verificar suas propriedades que serão comparadas com as das fibras sintéticas normalmente usadas em materiais compósitos. Algumas análises já foram realizadas em fibras de bananeira e buriti, com resultados satisfatórios de resistência, principalmente da fibra de buriti. Porém, análises mais complexas necessitam ser feitas, visto que nesta pesquisa preliminar não foram feitas as análise morfológicas nem a confecção do compósito.

4. Contribuições e reflexões do projeto

Do ponto de vista tecnológico e de inovação, alguns estudos mostraram que certas fibras vegetais possuem propriedades mecânicas compatíveis com de outros materiais sintéticos, podendo ser usadas para os mesmos fins, com as vantagens de possuírem custo de extração e de produção mais baixo, são mais fáceis de manusear, além de requerer menos energia no processo de produção, e serem biodegradáveis e de fontes renováveis, quando comparadas às fibras sintéticas. A principal motivação para o desenvolvimento de compósitos reforçados por fibras vegetais se deve a uma crescente consciência ambiental, causada pelos problemas de eliminação dos resíduos gerados e pelo provável esgotamento dos recursos petroquímicos. De acordo com Dittenber et al. (2012), a utilização de materiais naturais junto com as modernas técnicas de fabricação pode reduzir os resíduos industriais, aumentar a eficiência energética, além de promover o conceito de sustentabilidade. Assim, a criação de materiais resistentes, leves, sustentáveis e biodegradáveis é uma grande inovação para vários setores da indústria de peças, máquinas e equipamentos.
 

 


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