Quando a fibra de carbono foi introduzida ao mundo, em motores de foguete e tanques de guerra na d\u00e9cada de 60, ela estava fadada a dominar n\u00e3o apenas a fibra de vidro, mas toda uma outra gama de materiais. O que aconteceu? <\/p>\n
Cinquenta anos depois, ela ainda \u00e9 um material ex\u00f3tico. Ela est\u00e1 no uniforme do Batman e nas partes de alto desempenho e nos pain\u00e9is de carros caros, mas, custando 10 d\u00f3lares por libra, ainda \u00e9 muito cara para uso em massa. Mas n\u00f3s estamos usando esse neg\u00f3cio h\u00e1 d\u00e9cadas. Cad\u00ea a Lei de Moore para baratear o custo? Por que ainda \u00e9 t\u00e3o caro? <\/p>\n
Acontece que, mesmo depois de meio s\u00e9culo, continua sendo um saco produzir esse neg\u00f3cio. <\/p>\n
Antes que a fibra de carbono se torne fibra de carbono, ela come\u00e7a como um material de base \u2014 geralmente um pol\u00edmero org\u00e2nico com \u00e1tomos de carbono ligando longos fios de mol\u00e9culas, chamado poliacrilonitrila. \u00c9 uma palavra grandona para um material similar aos acr\u00edlicos em carpetes e malhas. Mas, diferente do material que se transforma em roupas e coisas para se estender no ch\u00e3o, o material que se transforma em algo mais leve e resistente que o a\u00e7o custa bem mais. Um pre\u00e7o inicial de mais ou menos tr\u00eas d\u00f3lares por libra n\u00e3o \u00e9 t\u00e3o assustador, mas a coisa logo se expande. <\/p>\n
Para se chegar \u00e0 parte de carbono da fibra de carbono, metade do acr\u00edlico do material inicial precisa ser eliminado. \u201cO produto final vai custar o dobro do pre\u00e7o inicial, j\u00e1 que voc\u00ea queima a metade\u201d, explica Bob Norris, do grupo de matrizes compostas de pol\u00edmeros do Oak Ridge National Laboratory. \u201cAntes mesmo de considerar os custos de energia e equipamentos, o precursor no produto final \u00e9 algo pr\u00f3ximo de 5 d\u00f3lares por libra\u201d. <\/p>\n
Este pre\u00e7o \u2014 US$ 5 por libra \u2014 \u00e9 tamb\u00e9m o n\u00famero m\u00e1gico para conseguir colocar a fibra de carbono nas principais aplica\u00e7\u00f5es automotivas. At\u00e9 sete \u00e9 poss\u00edvel, mas cinco \u00e9 melhor. At\u00e9 aqui, s\u00f3 o material base j\u00e1 estourou o or\u00e7amento. <\/p>\n
Mas n\u00e3o para por a\u00ed. For\u00e7ar o acr\u00edlico a se soltar de seus \u00e1tomos n\u00e3o-carb\u00f4nicos exige m\u00e1quinas monstruosas e gera muito calor. O primeiro dos dois principais passos no processamento \u00e9 a estabiliza\u00e7\u00e3o de oxida\u00e7\u00e3o. Aqui, as fibras passam continuamente por fornos de 15 a 30 metros de comprimento, aquecidos a temperaturas de centenas de graus Celsius. O processo leva horas, sendo um enorme gasto de energia. <\/p>\n
Ent\u00e3o o material passa pelo processo chamado carboniza\u00e7\u00e3o. Apesar das fornalhas aqui serem menores e menos longas, elas operam em temperaturas muito mais altas \u2014 estamos falando de cerca de 1000 graus Ceulsius para o passo inicial, e depois outra rodada de aquecimento a temperaturas ainda mais altas. Voc\u00ea n\u00e3o quer nem pensar no tamanho dessa conta de energia. <\/p>\n
E tem mais. Os fabricantes ainda t\u00eam que lidar com o acr\u00edlico que n\u00e3o segura durante o processo de aquecimento. Gases precisam ser tratados para n\u00e3o causar danos para o meio ambiente. N\u00e3o \u00e9 f\u00e1cil ser ecol\u00f3gico. \u201c\u00c9 muita energia, muito espa\u00e7o f\u00edsico ocupado e muitos equipamentos enormes\u201d, diz Norris. E at\u00e9 aqui estamos falando apenas da fabrica\u00e7\u00e3o das fibras individuais. <\/p>\n
Pare um pouquinho para pensar em onde estamos no processo de fabrica\u00e7\u00e3o, comparado a onde queremos chegar. Aquele painel com visual incr\u00edvel, de tran\u00e7ado vis\u00edvel, resistente como uma rocha e lev\u00edssimo \u00e9 o que voc\u00ea imagina quando pensa em fibra de carbono, n\u00e3o \u00e9? Bem, at\u00e9 agora n\u00f3s s\u00f3 fizemos os fios. Ainda temos que mold\u00e1-los num entrela\u00e7ado que junte tudo e se beneficie da resist\u00eancia unidirecional do material. <\/p>\n
Para fazer a coisa certa, \u00e9 necess\u00e1rio ter certeza que todos os fios est\u00e3o fazendo a sua parte. \u201c\u00c9 preciso se preocupar se as fibras est\u00e3o todas paralelas e igualmente esticadas\u201d, explica Rob Klawonn, presidente da f\u00e1bica de fibra de carbono Toho Tenax America. Um fio ondulado em um entrela\u00e7ado de fios faz com que o fio esticado mais pr\u00f3ximo tenha que se esfor\u00e7ar mais, e este fio reto vai acabar se quebrando antes. Para compensar a possibilidade de existir um entrela\u00e7ado imperfeito, os fabricantes podem incluir dez por cento a mais de fibras do que o necess\u00e1rio, apesar do incremento no pre\u00e7o. <\/p>\n
Sozinhos, por\u00e9m, estes entrela\u00e7ados n\u00e3o s\u00e3o o material forte que os fabricantes precisam. Eles s\u00e3o um refor\u00e7o, da mesma forma que o a\u00e7o \u00e9 um refor\u00e7o para o concreto. Atualmente, a fibra de carbono funciona em conjunto com uma resina termofixa. Juntos, eles formam um composto que pode ser manipulado para assumir um determinado formato. O problema \u00e9 que, depois de moldada e curada em uma autoclave, \u00e9 imposs\u00edvel modificar o formato sem prejudicar a integridade estrutural do produto. Um pequeno erro pode significar um desperd\u00edcio grande \u2014 inclusive de tempo. A termofixa\u00e7\u00e3o demora cerca de uma hora, um tempo longo considerando quanto demora para a ind\u00fastria automotiva fazer os pain\u00e9is. <\/p>\n
Por isso, n\u00e3o basta uma pequena modifica\u00e7\u00e3o ou melhoria para jogar a fibra de carbono em uma faixa de pre\u00e7o mais baixa. \u00c9 preciso uma revolu\u00e7\u00e3o completa no sistema de fabrica\u00e7\u00e3o. Mas, sendo isso algo com um prospecto de retorno financeiro t\u00e3o alto, a ind\u00fastria est\u00e1 se mexendo. <\/p>\n
Aqueles acr\u00edlicos tipo malha, por exemplo, podem ser usados no lugar dos que os fabricantes usam hoje. \u201cO equipamento \u00e9 menos especializado, por isso o custo do precursor pode ser cortado de 20 a 30 por cento\u201d, diz Norris. Eles tamb\u00e9m est\u00e3o investigando starters renov\u00e1veis como a lignina, que vem da madeira, em vez das coisas baseadas em petr\u00f3leo que s\u00e3o usadas hoje. <\/p>\n
Processos de convers\u00e3o alternativos \u2014 principalmente substituir aquecimento t\u00e9rmico por plasma \u2014 tamb\u00e9m poderiam diminuir os custos. \u201cIsso cortaria o tempo gasto porque n\u00e3o seria mais necess\u00e1rio aquecer a fornalha inteira; voc\u00ea apenas geraria plasma o bastante para cercar os filamentos\u201d, explica Norris. <\/p>\n
E os cientistas tamb\u00e9m ainda n\u00e3o acertaram na mosca o processo qu\u00edmico para fazer a fibra de carbono funcionar com resinas termopl\u00e1sticas. Mas, quando conseguirem, Klawonn prev\u00ea uma redu\u00e7\u00e3o de 60-70% no custo do processo de convers\u00e3o. A grande mudan\u00e7a \u00e9 que os termopl\u00e1sticos s\u00e3o r\u00e1pidos para fixar e podem ser derretidos diversas vezes, o que permite corre\u00e7\u00f5es, fazendo com que n\u00e3o seja mais necess\u00e1rio jogar tudo fora quando h\u00e1 um erro. <\/p>\n
A mudan\u00e7a est\u00e1 no horizonte. Norris observa que a fibra de carbono foi instalada no lugar no alum\u00ednio em novas aeronaves como a Airbus A380. \u201cEla est\u00e1 se tornando mais presente, mas at\u00e9 agora apenas em ind\u00fastrias que podem fazer investimentos em performance\u201d. Vamos apenas esperar que os custos caiam antes das ind\u00fastrias que est\u00e3o esperando por essa queda. <\/p>\n
Autor: GizModo<\/b><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Quando a fibra de carbono foi introduzida ao mundo, em motores de foguete e tanques de guerra na d\u00e9cada de 60, ela estava fadada a dominar n\u00e3o apenas a fibra de vidro, mas toda uma outra gama de materiais. O que aconteceu? Cinquenta anos depois, ela ainda \u00e9 um material ex\u00f3tico. Ela est\u00e1 no uniforme […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":21335,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[6,35],"tags":[],"class_list":{"0":"post-21334","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-noticias","8":"category-pesquisa-e-desenvolvimento"},"yoast_head":"\n