Aplicações do PRFV

Aplicações e métodos de fabricação do FRP

Onde o FRP é utilizado?

Os materiais de FRP são utilizados em diversos setores devido à sua resistência química e leveza mecânica.

Aplicações comuns incluem:

Estruturas de Torres de Resfriamento

Chicanas de Estações de Tratamento de águas

Planta Química

Planta Petroquímica e de Refinaria

Planta de Fertilizantes

Marítima

Usina de Energia

Estação de Tratamento de Efluentes

Estação de Dessalinização

Torre de Resfriamento

Óleo e Gás

Estaleiro

Sistemas de tubulação

Tanques de armazenamento de produtos químicos

Depuradores e dutos

Juntas de expansão

Vasos de pressão (por exemplo, para osmose reversa ou armazenamento de hidrogênio)

A adaptabilidade do FRP permite que ele seja fabricado sob medida em geometrias complexas, uma característica valiosa para equipamentos que operam em ambientes quimicamente agressivos.

Como o FRP é fabricado?

O FRP consiste em dois constituintes principais:

Resina (Matriz Polimérica): Geralmente um polímero termofixo, poliéster ou éster vinílico.

Reforço (Fibras): Mais comumente fibras de vidro, embora fibras de carbono e outras também sejam utilizadas.

O processo de fabricação envolve a saturação do reforço de fibra com resina e a cura do conjunto, formando um compósito sólido. Os principais métodos de fabricação incluem:

Pultrusão

A pultrusão é um processo de fabricação contínuo utilizado para produzir perfis de compósitos poliméricos reforçados com fibras, como fibra de vidro, carbono ou aramida. O termo vem do inglês pultrusion (combinação de pull e extrusion), indicando que o material é "puxado" através de uma matriz, em vez de ser empurrado, como na extrusão tradicional.

Moldagem por Contato

Lay-Up Manual: O reforço é colocado manualmente e saturado com resina usando rolos.

Moldagem por Transferência de Resina (RTM): O reforço seco é colocado em um molde e infundido com resina sob vácuo.

Enrolamento de Filamento

As fibras são enroladas em um mandril rotativo e saturadas com resina, permitindo a otimização da resistência em direções específicas (por exemplo, circular ou axial).

Enrolamento Contínuo

Um método de alta velocidade usado para tubos longos, onde o mandril se move continuamente durante a aplicação e cura da resina.

Junção

Como os PRFVs termofixos não podem ser derretidos, os componentes são unidos com adesivos ou fixados mecanicamente (por exemplo, flanges, juntas aparafusadas).

Composição Estrutural

Equipamentos de PRFV de nível industrial normalmente possuem duas camadas principais:

Barreira contra Corrosão (alto teor de resina, ~85–100%): Protege as camadas estruturais contra ataques químicos.

Camadas Estruturais (43–80% de resina por volume): Projetadas para oferecer resistência, com reforços unidirecionais ou tecidos.

A barreira anticorrosiva é frequentemente omitida nos cálculos de resistência mecânica, garantindo um projeto conservador e seguro.

Propriedades mecânicas do PRFV: tração vs. flexão

Entender como o PRFV se comporta sob carga é fundamental para um projeto sólido. Ao contrário dos metais, os PRFV são compostos e frequentemente ortotrópicos, o que significa que suas propriedades mecânicas diferem dependendo da direção da carga e da orientação das fibras.

Propriedades de tração

O PRFV deriva a maior parte de sua resistência à tração de suas fibras — normalmente 87–97%, enquanto a matriz de resina contribui com uma pequena parcela (3–13%).

O Módulo de Tração (Módulo de Young) mede a rigidez sob tensão axial.

Normas como a ASTM D638 são comumente usadas para testar a resistência à tração e o módulo.

A direcionalidade é fundamental: a resistência à tração é maior ao longo da direção do alinhamento das fibras.

Os materiais de polímero reforçado com fibra (PRFV) oferecem desempenho versátil e durável em diversas aplicações industriais, desde vasos de processamento químico e dutos até tanques de purificação de água e componentes estruturais.

Com mais de 70 anos de uso industrial, o PRFV é relativamente novo em comparação ao aço ou concreto, mas oferece vantagens excepcionais em resistência à corrosão, redução de peso e flexibilidade de projeto.