Pesquisadores do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) estudam a utilização de cera de carnaúba no lugar do plástico na produção de moldes para testes de navios e plataformas offshore em tanques de prova.
O processo de usinagem com robô em bloco de poliuretano (PU) para produção de embarcações em escala reduzida a serem testadas em tanque de provas gera grande desperdício de material, explica Fábio Villas Boas, pesquisador do Centro de Tecnologia Naval e Oceânica do IPT (CNaval).
“Entre 20% e 45% de cada bloco do material vira cavaco e é irremediavelmente desperdiçado. Ao final do processo, e dos testes, mesmo o PU aproveitado no molde que gerou o modelo de embarcação em fibra de vidro vira sucata. Mesmo destino tem o modelo”, disse.
Sem um processo padronizado de reciclagem, 100% do PU utilizado na confecção de moldes das embarcações vão para o lixo. Trata-se de um material polimérico caro, cujos resíduos do processamento robotizado gera desconforto, riscos à saúde e ao ambiente.
Diante de tantos desafios, o Laboratório de Confecção de Modelos do CNaval iniciou, há cerca de um ano, um projeto visando ao desenvolvimento de um material que viabilizasse a substituição do PU como matéria-prima dos moldes e, eventualmente, dos próprios modelos. As características de desempenho devem ser equivalentes ou até superiores às do PU, além de ecologicamente amigável. A equipe técnica coordenada por Villas Boas conta com colaboração do pesquisador George Magno e do estagiário João Guilherme Ribas.
Os pesquisadores iniciaram uma análise do uso de cera para moldes estimulados pela vantagem desse material ser 100% reaproveitável com a fusão dos cavacos em novos blocos, com perdas mínimas. Foram analisadas ceras naturais e as industriais disponíveis no mercado nacional.
“Levantamos as características de cada uma delas e, com base nesses dados, elaboramos 100 amostras para testes variando as misturas e porcentagens de diversas ceras. Ao final dos testes, apenas 5% das amostras tiveram desempenho destacado”, disse Villas Boas.
As cinco amostras finalistas foram levadas para o Centro de Usinagem do IPT para o estabelecimento de um programa padrão para avaliar a “usinabilidade” das peças que determinou uma só formulação.
A formulação ideal obtida pelo IPT, hoje em fase de patenteamento, emprega cera de carnaúba, que a torna muito competitiva, parafina e resina polimérica, entre outros materiais.
De acordo com Villas Boas, entre as principais vantagens da cera destacam-se a boa disponibilidade da matéria-prima no mercado interno, dureza satisfatória (maior que a do PU, o que torna o processo mais estável e com menos vibrações, dando maior precisão geométrica aos cascos), baixa capacidade térmica (aquecimento) durante a usinagem, propriedade autolubrificante que reduz o desgaste da ferramenta e a flexibilidade do material que diminui quebras de protótipos.
Outro aspecto comparativo fundamental é o custo e o desempenho alcançado para esta formulação com cera, que garante uma competitividade equivalente à do PU.
“Com a possibilidade de reaproveitamento da cera muito próximo a 100%, seu custo inicial tenderá a cair rapidamente”, estima Villas Boas. De acordo com o pesquisador, as possibilidades para uso de cera em moldes e protótipos nos tanques de prova são muito promissoras.
A meta imediata é chegar à produção de bloco com oito toneladas de cera, que é a capacidade máxima para carregar o robô do CNaval. Para isso, os pesquisadores aperfeiçoarão os métodos de moldagem, o que exigirá uma planta de fundição de cera capaz de suportar temperaturas da ordem de 120 graus centígrados, com capacidade de bombear esse volume para o molde que irá suportar esse volume e resfriar lentamente, em aproximadamente uma semana.