60ª Reunião Anual da SBPC

INTRODUÇÃO:

Atualmente não se pode pensar em materiais sem antes se preocupar com questões de preservação da natureza. A sustentabilidade não é mais um luxo, mas sim uma obrigação. A madeira de reflorestamento aparece como uma ótima solução renovável para substituir os materiais como o concreto e o aço, que causam grandes impactos ambientais ao serem extraídos. Todavia, a madeira de reflorestamento não apresenta uma boa qualidade podendo assim ser reforçada por algumas fibras. A fibra do presente estudo é a do Sisal, que possui características muito interessantes, tais como a biodegradabilidade, a alta resistência à tração, o baixo custo e a leveza. Mas para utilizar essa fibra, é necessário que haja uma matriz adesiva que liga as fibras à madeira, formando assim um compósito formado de matriz e fibra. Esse tipo de reforço pode vir a ajudar estruturas de alguns patrimônios históricos e culturais que vem perdendo a sua capacidade portante, devido à ação do tempo e intempéries. Este projeto tem como objetivo final estudar teórico e experimentalmente o comportamento das vigas laminadas de madeira reforçadas por compósitos com fibra de sisal e é apresentado nesta etapa um estudo sobre as propriedades mecânicas, de interesse, do Sisal.

METODOLOGIA:

O desenvolvimento da pesquisa de Iniciação científica se deu através da caracterização das fibras de Sisal, da matriz, do compósito e tratamento da fibra. Além do estudo teórico das propriedades de cada um desses itens, foram feitos ensaios de tração no tecido de Sisal, a ponto de descobrir suas propriedades como a resistência à tração, o módulo de elasticidade e o alongamento na ruptura. Para isso foram feitos ensaios de tração no Centro de Tecnologia na Unicamp. Uma máquina MTS SINTECH 5/G com carga máxima de 3000 kg foi ajustada para tracionar a uma velocidade de 2,3 mm/mim o tecido de sisal que possuía 10 cm de comprimento inicial. Foram também estudados métodos de tratamento das fibras para a remoção de gorduras e graxas para que tenham uma melhor aderência à matriz. O tratamento é feito por imersão numa solução de NaOH, que é fácil de ser encontrado e apresenta baixo custo. Após o tecido de Sisal ser incorporado à matriz e formado o compósito, este pode ser colado na parte tracionada de uma viga de madeira para que possamos estudar as deformações e tensões geradas após a aplicação de um carregamento.

RESULTADOS:

A pesquisa revelou que a fibra de Sisal apresenta densidade de 1,5g/cm³, deformação de 2% a 2,5%, resistência a tração de 511MPa a 635MPa, e módulo de elasticidade de 9,4GPa a 22,0GPa. Os ensaios de tração realizados com o tecido de Sisal apresentaram resultados próximos aos apresentados pela bibliografia. O tecido apresentou força por comprimento com valores próximos de 42,5N/mm, módulo de elasticidade por volta de 150 MPa, valores de tensão de 22,54 a 27,07 MPa e alongamento de 13,14 a 16,52mm. No tratamento das fibras de Sisal os estudos mostraram que se for feito com uma solução de NaOH para tirar gorduras e graxas, aumenta significantemente a superfície de contato e melhora a rugosidade da fibra sem alterar as suas propriedades mecânicas fazendo assim com que a matriz tenha mais facilidade para aderir a fibra.

CONCLUSÕES:

Com relação aos ensaios realizados com o tecido de Sisal podemos dizer que os resultados obtidos mostram um bom desempenho mecânico comparável aos tecidos de fibra de vidro, material geralmente utilizado em reforços estruturais. Tendo em vista o custo da fibra de Sisal ser cerca de 9 vezes menor do que a fibra de vidro, sendo a fibra um material renovável e ainda o fator importante na economia nacional, já que a Bahia é um grande produtor da fibra, podemos concluir que o Sisal é uma ótima opção de fibra natural para ser utilizada em reforços estruturais. Observa-se que o módulo de elasticidade da fibra proveniente da bibliografia foi maior do que do tecido testado, já que o tecido apresenta muitos espaços vazios e não está totalmente esticado por causa das fibras na transversal. Quanto ao tratamento das fibras, pode-se dizer que é recomendável, uma vez que os ganhos nas propriedades são grandes se comparados ao custo.

Instituição de fomento: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq

Trabalho de Iniciação Científica

Palavras-chave: Sisal, Tratamento, Biodegradabilidade

E-mail para contato: rodrigoateixeira@gmail.com