fibra de Carbono: o material maravilha com um segredo sujo
fibra de Carbono é cada vez mais celebrado como uma maravilha de material para a limpeza economia. A sua combinação única de alta força e baixo peso ajudou a impulsionar a revolução da energia eólica e tornar os aviões mais eficientes em termos de combustível.
as lâminas de turbinas de fibra de carbono podem ser mais longas e mais rígidas do que os modelos tradicionais de fibra de vidro, tornando-os mais resistentes no mar e mais eficientes em condições menos difíceis.
fabricantes de automóveis também estão acordando para o potencial do material para fazer veículos mais leves e mais eficientes. A McLaren anunciou recentemente planos para abrir uma fábrica em Sheffield para fabricar carros esportivos de fibra de carbono, e o i3 da BMW está equipado com uma unidade de passageiros de fibra de carbono – o primeiro carro produzido em massa.
mas a fibra de carbono tem um segredo sujo: o material de alta tecnologia é um desperdício de produção e difícil de reciclar.
excesso de resíduos para aterros
para se tornarem as indústrias de materiais compósitos fortes e leves adoram, a fibra de carbono é combinada com uma resina de polímero plástico. Mas o processo de fabrico, no qual as folhas de material compósito são frequentemente colocadas à mão, é um desperdício.
no momento em que eles foram aparados ao tamanho, quase um terço dessas folhas de fibra de carbono acaba em Chão de fábrica, de acordo com a empresa de reciclagem ELG Fibra De Carbono. Quando o material se transforma em produtos, a maior parte acabará em aterro, diz a empresa.
a report (pdf) in February from the environmental charity Green Alliance listed carbon fibre as one of several novel materials that could create waste problems in the future unless swift action is taken to make it ready for recycling and reuse.Pesquisadores e startups estão correndo para resolver este enigma. Se conseguirem desviar a fibra de carbono dos aterros, poderão abrir as portas para a utilização de fibras de carbono recicladas em automóveis, bicicletas e para dezenas de outras aplicações. Eles também poderiam economizar muita energia, uma vez que a produção de material virgem é a parte mais intensiva em energia do processo.
o principal problema é que a fibra de carbono não pode simplesmente ser derretida e reformada como o alumínio. Os compostos de fibra de carbono obtêm a sua resistência a partir de fibras de carbono longas e alinhadas com precisão, fixadas dentro de um polímero semelhante à cola que é curado a altas temperaturas e pressões. Uma vez curados, a maioria destes polímeros resistentes não derretem e têm de ser queimados ou quimicamente dissolvidos para recuperar as fibras valiosas.
In its facility near Dudley, west Midlands, ELG Carbon Fibre has been recycling carbon fibre since 2009 by burning off the polymers. Vartega, uma startup baseada no Colorado, que está emergindo como um hub de tecnologia de fibra de carbono, faz algo semelhante com produtos químicos.
ambos resultam em fibras que são mais curtas e mais misturadas do que as novas, reduzindo a sua capacidade de suportar cargas pesadas, diz Steve Pickering, chefe de engenharia mecânica, de materiais e de fabricação na Universidade de Nottingham.
fibras de carbono recicladas muitas vezes acaba em raquetes de tênis e tacos de golfe, onde o baixo peso (e a cachet de fibra de carbono) é mais importante do que a força, diz Pickering. “Ainda é um bom material, mas não é muito melhor do que outros materiais baratos lá fora, como alumínio e outros compositores”, acrescenta.
Future of carbon fibre
Pickering’s research team is working on a way to disperse recycled fibres in liquid and realign them by forcing it through a tiny nozzle. Ele acha que o processo acabará por levar à reciclagem de fibra de carbono que é forte o suficiente para o uso automotivo.A reciclagem mais eficiente poderia ter grandes implicações para o custo também, diz ele. Como material para peças de automóveis, a fibra de carbono atualmente custa 20 vezes mais do que o aço e 10 vezes mais do que o alumínio, de acordo com a pesquisa (pdf) da Jaguar Land Rover.Chris Kaffer, CEO do Colorado Mallinda, uma empresa de fibra de carbono, concorda que há margem para reduzir os custos. A empresa desenvolveu um novo polímero que pode ser reposto e reparado a temperaturas mais baixas e – porque é fácil de remodelar – permitiria que as peças de fibra de carbono para automóveis fossem carimbadas em menos de um minuto, em vez das várias horas que o processo pode levar atualmente.
“nós imaginamos a queda do custo da fibra de carbono através da criação de um mercado secundário para a incorporação de fibras recicladas em novos produtos”, diz Kaffer.Isso não acontecerá de um dia para o outro. Os principais fabricantes de automóveis mostraram-se lentos no passado para abraçar novos materiais: mudar o chassis do F-150 de aço para alumínio, por exemplo, levou a Ford seis anos e custou um bilhão de dólares.
“além disso, temos 50 anos de química tradicional de fibra de carbono e desenvolvimento para alcançar”, diz Kaffer.
a boa notícia é que os produtos de fibra de carbono duram muito tempo: a geração atual de pás de turbinas eólicas e veículos elétricos não estará indo para a sucata por pelo menos mais uma década. Talvez quando a segunda geração se aposentar, teremos um lugar melhor para colocar suas preciosas fibras de carbono do que um buraco no chão.
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