Integrated Member
Jubilee Professor
| Os materiais compósitos em PRFV, obtidos pelo processo de pultrusão, têm tido uma aplicação crescente em vários campos da Construção Civil e infraestruturas associada. Em muitas das aplicações destes materiais, principalmente quando solicitados à flexão, as flechas induzidas são bastante elevadas quando comparadas com as de outros materiais habitualmente aplicados em elementos estruturais (o módulo de elasticidade destes perfis standard é sensivelmente 10 vezes inferior aos valores patenteados pelos aços convencionais). No dimensionamento à flexão, os estados limite de utilização tornam-se assim condicionantes relativamente aos estados limite últimos. A secção do perfil a aplicar é imposta pela flecha máxima admissível e não pela tensão instalada. Esta limitação no dimensionamento conduz a um subaproveitamento da capacidade resistente do material: na maior parte dos cálculos de dimensionamento, para a flecha máxima admissível, resulta uma tensão em serviço de cerca de 5% da tensão de rotura. Atendendo a que a inércia da secção do perfil é, em grande parte, condicionada pela sua altura, o núcleo do perfil contribui essencialmente para a sua estabilidade. Neste contexto, no intuito de otimizar a eficiência dos perfis, propõe-se a aplicação de um teor de fibra de vidro menor, e a introdução no núcleo de um material de enchimento, menos oneroso que o original, de forma a garantir a estabilidade do perfil.Como materiais de base para o núcleo de enchimento, este projeto propõe o desenvolvimento de soluções de integração de materiais reciclados, nomeadamente provenientes da reciclagem dos resíduos gerados pela própria indústria de pultrusão. Atualmente, os resíduos dos perfis pultrudidos de PRFV derivados quer do próprio processo produtivo, quer do corte dos perfis no processo de montagem de componentes, quer ainda do desmantelamento de estruturas em fim de vida, não são reciclados ou reaproveitados, sendo normalmente depositados em aterro com custos acrescido para o produtor e fornecedor. Um dos principais objetivos deste projeto será então a reincorporação destes resíduos, após reciclagem mecânica por trituração e moagem, na composição dos novos perfis híbridos, num processo de "close-looping". Outras soluções para o núcleo de enchimento contemplarão a incorporação de subprodutos da indústria corticeira (granulados e pó de cortiça), e a injeção de espumas à base de poliuretano. Em função da natureza do material aplicado, o núcleo de enchimento conferirá ao perfil, não só uma maior estabilidade, mas também outras características desejáveis para o produto final, nomeadamente, leveza, desempenho melhorado em termos térmicos e acústicos, elevada resistência ao impacto, e maior capacidade de amortecimento de vibrações. O desenvolvimento de cada uma das soluções para o núcleo de enchimento será efetuado com vista à melhoria de algumas ou de todas estas propriedades. Para aplicações essencialmente do foro estrutural, e no intuito de aumentar ainda mais a rigidez do perfil, o projeto propõe-se ainda desenvolver perfis de reforço híbrido, com uma combinação de fibras de vidro com fibras de carbono. O elevado módulo de elasticidade das fibras de carbono relativamente às fibras de vidro, permitirá vencer vãos maiores para a mesma flecha, contornando algumas limitações do dimensionamento. Prevê-se que o custo superior do produto final possa ser compensatório para algumas aplicações estruturais, devido a um aproveitamento mais racional e eficiente da resistência dos materiais envolvidos. O estudo proposto contempla ainda duas tarefas transversais ao projeto: otimização e agilização do processo de gestão de stocks, e melhoramento do sistema de garantia de qualidade. |
