60ª Reunião Anual da SBPC




B. Engenharias - 1. Engenharia - 3. Engenharia Civil

DETERMINAÇÃO DE PROPRIEDADES MECÂNICAS DE FIBRAS DE SISAL ATRAVÉS DO ENSAIO DE TRAÇÃO

Carolina Spíndola de Abreu Avancini1
Nilson Tadeu Mascia2

1. Departamento de estruturas – DES - FEC - UNICAMP
2. Prof. Dr. - Departamento de estruturas – DES - FEC - UNICAMP


INTRODUÇÃO:
O sisal é uma planta tropical da família Amaryllidaceae, originária do México, mas a única que teve sucesso em sua plantação no Brasil foi a espécie Sisalana Perrine, segundo Filho (1990). O Brasil é um dos maiores produtores mundiais dessa fibra, exportando a maior parte do produzido para a Europa e Estados Unidos O preço da fibra de Sisal é cerca de nove vezes menor do que das fibras de vidro e 1388 vezes menor do que a fibra de carbono além de quando comparada também no desempenho é mais vantajosa do que as demais fibras naturais. Devido ao Sisal não ser produzido com fins estruturais, as tramas produzidas comercialmente ou não possuem uma orientação preferencial ou a orientação não é significativa. Comparando com as fibras sintéticas, as fibras vegetais são vantajosas por terem fonte abundante e de rápida renovação, possuírem baixo custo, baixa densidade, altas propriedades específicas, são menos abrasivas se comparadas com as fibras de vidro, não-tóxicas e biodegradáveis (Bledzki; Gassan, 1999). Já as suas desvantagens são a baixa temperatura de processamento, limitada a aproximadamente 200ºC, a falta de uniformidade de propriedades, que dependem da origem das fibras, da região do plantio e da habilidade manual durante a colheita e a alta absorção de umidade. Esse presente trabalho visa analisar o tecido de sisal para que esse possa ser utilizado como reforços em estruturas de madeira (vigas laminadas). Para tanto foi realizado ensaio de tração com esse tecido.

METODOLOGIA:
Foram realizados ensaios de tração em tecidos de sisal no Centro Tecnológico da UNICAMP com máquina MTS SINTECH 5/G com carga máxima de 30 kN. A velocidade do ensaio foi ajustada para 2,3mm/min. E foram realizados ensaios em seis corpos de prova. A dimensão dos corpos de prova foram praticamente as mesmas sendo que, a largura estava em torno de 5,0 cm, o comprimento, 10 cm e a espessura 2,0 mm. O comprimento dos tecidos foi maior que 10 cm, porém para ajustar na máquina foram dobradas as pontas desses onde a garra da máquina segura o CP (Corpo-de-Prova). 10 cm foi, na realidade o comprimento “livre” (onde a garra da máquina não prende o CP). A espessura do corpo de prova é variável e imprecisa mesmo a medição sendo feita com a ajuda de um paquímetro, por isso foi aproximado um valor para a análise dos testes. Os resultados eram transmitidos para um computador acoplado à máquina assim que os ensaios estavam sendo executados.

RESULTADOS:
Os ensaios obtiveram resultados semelhantes. Todos os CPs tiveram uma fase elástica, onde o tecido recebia o esforço e não se rompia. Após essa fase as fibras que rompiam tinham seus esforços transferidos para as outras fibras sãs. Assim, ainda era possível o aumento de carga. Após essa segunda fase as fibras não eram mais capazes de absorver a carga, portanto todas se rompiam finalizando o ensaio. Foi possível analisar a tensão máxima que cada corpo de prova suportou calculando-se a área e dividindo a força máxima por ela resultando em valores entre 22,54 a 27,07 MPa. A força máxima foi fornecida pela máquina assim como o comprimento final de cada corpo de prova. A deformação máxima é obtida dividindo o incremento do comprimento do CP pelo comprimento natural. Onde o alongamento obtido foi de 13,14 a 16,52 mm. Como a tensão resultante da aplicação da força no material é diretamente proporcional à sua deformação foi possível, com o ensaio, analisar também o módulo de elasticidade (Lei de Hooke).

CONCLUSÕES:
Nas bibliografias analisadas o módulo de elasticidade da fibra de sisal varia de 9,4 GPa à 22,0 GPa. Mostrando, assim, que a fibra de sisal sem estar tecelada tem uma resistência à tração muito maior do que a do tecido. Já que o módulo de elasticidade do tecido está em torno de 150,00 MPa. Isso ocorre devido aos vazios criados na fabricação do tecido e do arranjo dos fios que não possuem a mesma direção. O resultado dos ensaios está compatível com os realizados nas bibliografias.

Trabalho de Iniciação Científica

Palavras-chave:  Sisal, Tecido

E-mail para contato: cacaavancini@hotmail.com