Pesquisadores do Instituto de Ciência e Tecnologia Skolkovo e da Universidade de Tecnologia de Harbin projetaram e testaram um novo mecanismo para unir componentes de materiais compósitos, que podem ser aplicados em pontes, torres de resfriamento de usinas, instalações de tratamento de água, cais e plataformas de petróleo offshore. Esta solução tem potencial para substituir os tradicionais parafusos metálicos pesados e suscetíveis à corrosão. A pesquisa relacionada foi publicada na revista "Materials & Design".
Alexander Safonov, professor associado do Departamento de Materiais do Instituto Skolkovo e principal investigador do estudo, apontou: "Existem dezenas de pontes em todo o país feitas inteiramente de compósitos reforçados com fibras. No entanto, essas estruturas são conectadas com parafusos metálicos, o que aumenta o peso estrutural e reduz a vida útil. Na verdade, a vida útil dos componentes metálicos frequentemente limita a vida útil de toda a estrutura, sendo mais evidente em estruturas expostas a meios corrosivos, como água do mar, certos produtos químicos industriais e vapor de alta temperatura, como as torres de resfriamento de usinas de energia."
A equipe de pesquisa propôs substituir os parafusos por rebites de polipropileno reforçado com fibra de vidro. Os perfis de material compósito que constituem estruturas como pontes são feitos de polímeros termorreativos, que não se deformam ao serem reaquecidos após a cura, enquanto os rebites termoplásticos em forma de barra podem penetrar duas camadas de perfil e serem fixados derretendo e achatando suas extremidades. Os rebites são fabricados pelo processo de pultrusão, onde fibras de reforço impregnadas com polímero são puxadas através de uma matriz aquecida para endurecimento.
Os pesquisadores realizaram testes para medir a resistência mecânica das juntas obtidas, revelando a carga máxima que leva à falha da junta, bem como o número de ciclos de carga e descarga que a estrutura pode suportar dentro de uma faixa de 20% a 90% da carga máxima. Paralelamente, três experimentos semelhantes foram conduzidos em corpos de prova semelhantes conectados por parafusos, adesivo e adesivo mais rebite, respectivamente.
Os resultados dos testes confirmaram que o método de conexão por rebitagem proposto pela equipe pode reduzir o peso da estrutura e eliminar problemas de corrosão. Esses dados podem ser usados para projetar estruturas puramente compostas sem componentes metálicos, como cais, pontes, contêineres para transporte de produtos químicos perigosos, entre outros.
Mais informações: Autores: Salim Makeera et al., Título: "Desempenho à fadiga e mecanismos de falha de rebites de fibra de vidro/polipropileno pultrudidos em juntas compostas de sobreposição simples", Publicado em: "Materials & Design" (2025).
