sexta-feira, 22 de junho de 2018

Porque a fibra de carbono é tão cara?

Quando a indústria descobriu as fibras carbônicas como uma opção mais leve do que o aço e o alumínio, logo este material passou a ser o mais desejado por aqueles que buscam aerodinâmica e desempenho.
As bicicletas full carbon, ou seja, aquelas que têm não só o quadro, mas também o garfo, espigão e outros componentes fabricados com este material, atualmente são comuns até mesmo entre ciclistas amadores.
O que intriga a muitos é: afinal, porque a fibra de carbono é tão cara?

Porque a  fibra de carbono é tão cara?
A fibra de carbono é composta de finos filamentos de 5 a 10 micrometros de diâmetro.
Cada filamento é a união de diversos milhares de fibras de carbono.
Em decorrência da Segunda Guerra Mundial houve um aumento no interesse em desenvolver novos materiais com propriedades especiais, entre eles, as fibras de carbono.
Mas o aperfeiçoamento deste tipo de material se deu na década de 1960.
Décadas depois, ela ainda é um material exótico.
O material base da fibra de carbono geralmente é um polímero orgânico com átomos de carbono ligando longos fios de moléculas chamado Poliacrilonitrila, material similar aos acrílicos encontrados em carpetes e malhas.
O que torna este material muito mais caro é o seu processo de fabricação.
Primeiro, metade do acrílico do material base precisa ser eliminado.
 Ou seja, só este processo já dobra o custo, e antes mesmo de considerar gastos com energia e equipamentos, especialistas afirmam que o produto já alcança o valor de cinco dólares a libra (uma libra equivale a 453,59 gramas).
Forçar o acrílico a se soltar dos seus átomos não-carbônicos exige máquinas monstruosas e muita energia, ou seja, o custo é muito alto.
O primeiro passo no processamento é a estabilização de oxidação, quando as fibras passam continuamente por fornos de 15 a 30 metros de comprimento aquecidos a centenas de graus Celsius.
Este procedimento leva horas e representa um enorme gasto de energia.
Depois, o material ainda passa pelo processo chamado de carbonização, em fornalhas um pouco menores mas em temperaturas muito mais altas.
Por fim, os fabricantes precisam lidar com o acrílico que não segura durante o aquecimento.
Gases precisam ser tratados para não causar danos ao meio ambiente.
Tudo isto representa um alto custo de energia, espaço físico ocupado e equipamentos enormes.
Até este momento, estamos falando apenas da fabricação das fibras individuais.
Agora, há mais um caminho a seguir para moldar estes fios num entrelaçado que junte tudo e então se torne um material resistente.
Para se beneficiar da resistência unidirecional do material, é preciso que todas as fibras estejam paralelas e igualmente esticadas. Se um fio não estiver bem esticado, o fio mais próximo precisa suportar um esforço maior e provavelmente quebre antes.
Para compensar a possibilidade de um entrelaçado imperfeito, os fabricantes podem incluir 10% mais fibras do que o necessário, o que também acarreta em um incremento no preço.
Este entrelaçado, porém, ainda não é o produto acabado, ele precisa de algo mais para se tornar o material que os fabricantes precisam.
Atualmente, a fibra de carbono funciona em conjunto com uma resina.
Combinados, eles formam um composto que pode ser manipulado para ser modelado conforme o formato desejado.
Para alcançar a maturidade científica e industrial que torne a fibra de carbono um produto em uma faixa de preço mais baixa, não basta uma pequena modificação ou melhoria.
A fabricação da fibra de carbono precisa de uma revolução completa, mas como o seu uso tem um prospecto de retorno financeiro bastante alto, as indústrias têm procurado soluções para diminuir o custo, melhorar a eficácia da produção e aproveitar o crescimento deste mercado.


MM

Sem comentários:

Enviar um comentário

Nota: só um membro deste blogue pode publicar um comentário.