Definido vagamente, um compósito é uma combinação de dois ou mais materiais diferentes que resulta em um produto superior (geralmente mais forte). Os seres humanos criam compósitos há milhares de anos para construir tudo, desde abrigos simples a dispositivos eletrônicos elaborados. Enquanto os primeiros compósitos foram feitos de materiais naturais como lama e palha, os compósitos atuais são criados em laboratório a partir de substâncias sintéticas. Independentemente de sua origem, compósitos são o que tornaram a vida como a conhecemos possível.
Uma breve história
Arqueólogos dizem que os seres humanos usam compósitos há pelo menos 5.000 a 6.000 anos. No Egito antigo, tijolos feitos de barro e palha para envolver e reforçar estruturas de madeira, como fortes e monumentos. Em partes da Ásia, Europa, África e Américas, as culturas indígenas constroem estruturas a partir de (tábuas ou tiras de madeira) e daub (um composto de barro ou argila, palha, cascalho, cal, feno e outros substâncias).
Outra civilização avançada, os mongóis, também foram pioneiros no uso de compósitos. A partir de 1200 d.C., eles começaram a construir arcos reforçados de madeira, osso e adesivo natural, embrulhados em casca de bétula. Estes eram muito mais poderosos e precisos do que simples arcos de madeira, ajudando o Império Mongol de Genghis Khan a se espalhar pela Ásia.
A era moderna dos compósitos começou no século 20 com a invenção dos primeiros plásticos, como baquelite e vinil, além de produtos de madeira projetados como madeira compensada. Outro composto crucial, Fiberglas, foi inventado em 1935. Era muito mais forte que os compósitos anteriores, podia ser moldado e modelado e era extremamente leve e durável.
A Segunda Guerra Mundial acelerou a invenção de ainda mais materiais compostos derivados do petróleo, muitos dos quais ainda hoje são utilizados, incluindo o poliéster. A década de 1960 viu a introdução de compostos ainda mais sofisticados, como Kevlar e fibra de carbono.
Modern Composite Materials
Hoje, o uso de compósitos evoluiu para incorporar comumente uma fibra estrutural e um plástico, conhecido como plástico reforçado com fibra ou FRP. Como a palha, a fibra fornece a estrutura e a resistência do compósito, enquanto um polímero plástico mantém a fibra unida. Tipos comuns de fibras usadas em compósitos de FRP incluem:
- Fibra de vidro
- Fibra de carbono
- Fibra de aramida
- Fibra de boro
- Fibra de basalto
- Fibra natural (madeira, linho, cânhamo, etc.)
No caso de fibra de vidro, centenas de milhares de pequenas fibras de vidro são compiladas e mantidas rigidamente no lugar por uma resina plástica de polímero. As resinas plásticas comuns usadas em compósitos incluem:
- Epóxi
- Éster de vinil
- Poliéster
- Poliuretano
- Polipropileno
Usos e benefícios comuns
O exemplo mais comum de um composto é concreto. Nesse uso, o vergalhão de aço estrutural fornece resistência e rigidez ao concreto, enquanto o cimento curado mantém o vergalhão parado. Somente o vergalhão flexionava demais e o cimento sozinho rachava facilmente. No entanto, quando combinados para formar um compósito, um material extremamente rígido é criado.
O material compósito mais comumente associado ao termo "compósito" é o plástico reforçado com fibra. Este tipo de compósito é amplamente utilizado ao longo de nossas vidas diárias. Os usos cotidianos comuns de compósitos de plástico reforçado com fibra incluem:
- Aeronaves
- Barcos e marinha
- Equipamento esportivo (tacos de golfe, raquetes de tênis, pranchas de surf, tacos de hóquei, etc.)
- Componentes automotivos
- Lâminas de turbinas eólicas
- Armadura corporal
- Materiais de construção
- Encanamento
- Pontes
- Alças de ferramenta
- Trilhos da escada
Os materiais compostos modernos têm várias vantagens sobre outros materiais, como o aço. Talvez o mais importante seja que os compósitos são muito mais leves. Eles também resistem à corrosão, são flexíveis e resistentes a amolgadelas. Isso, por sua vez, significa que eles exigem menos manutenção e têm uma vida útil mais longa do que os materiais tradicionais. Os materiais compostos tornam os carros mais leves e, portanto, mais eficientes em termos de combustível, tornam a armadura corporal mais resistente a balas e produzem pás de turbina que podem suportar o estresse das altas velocidades do vento.
Fontes
- Funcionários da BBC News. "A inventora de Kevlar, Stephanie Kwolek, morre". BBC.com. 21 de junho de 2014.
- Pessoal do Departamento de Energia. "As 9 principais coisas que você não sabia sobre fibra de carbono". Energy.gov. 29 de março de 2013.
- Funcionários da Royal Society of Chemistry. "Materiais compósitos". RSC.org.
- Wilford, John Noble. "Restaurando um tributo a tijolos de barro a um rei egípcio que partiu". NYTimes.com. 10 de janeiro de 2007.