Adesivos garantem mais leveza às aeronaves

Pesquisadores reduzem em 10% peso de aeronaves com juntas coladas

Uma pesquisa realizada pela Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM) da Unicamp constatou que juntas coladas conferem maior segurança e leveza às aeronaves. A investigação, desenvolvida em parceria com a Empresa Brasileira de Aeronáutica S.A (Embraer), integrou o mestrado de Fabrício Fanton, sob orientação do professor do Departamento de Mecânica Computacional da unidade, Paulo Sollero.

A equipe realizou simulações numéricas, analíticas e experimentais e constatou um ganho de resistência ao utilizar as juntas coladas, além de uma quantidade inferior de material, o que garante a redução de peso. "A junta colada é mais segura quando comparada às juntas rebitadas no processo de fadiga, pois não contém concentradores de tensão e o adesivo permite um retardamento da propagação de trincas", explica Fanton. 
 
Denominadas tecnicamente de doublers, as chapas ou juntas são empregadas sobrepostas em partes das aeronaves que sofrem altas tensões. A diferença é que, ao contrário de serem rebitadas ou soldadas como acontece convencionalmente, elas seriam coladas por adesivos.
 
 
As principais vantagens demonstradas pela pesquisa são a redução do peso da aeronave, o aumento da resistência e a diminuição de custos, com a economia de materiais e combustível. Na pesquisa, com a utilização de adesivos houve uma redução de 50% no tamanho dos doublers, o que levaria à uma redução de 10% no peso total, dependendo da aeronave.
 
"Esta estrutura substituiria as chapas rebitadas ou chapas que passam por um processo de usinagem química, que gera muito desperdício de material e também traz impactos ambientais", ressalta Fanton. Além disso, o engenheiro aponta outras vantagens das juntas coladas: facilidade de unir materiais diferentes e baixo tempo de produção.
 
Adesivos
Os adesivos estruturais, baseados em polímeros sintéticos, como fenólicos, epóxi e acrílicos, têm uma alta resistência mecânica e por isso são estudados principalmente pela indústria aeroespacial. "Nosso estudo propôs a aplicação dessas juntas coladas, em áreas de concentração de tensão que precisam de um reforço, ou seja, pontos de descontinuidades da estrutura das aeronaves, como portas, janelas e fixação das asas", explica o pesquisador.
 
No estudo, o pesquisador Fabrício Fanton analisou os doublers colados por meio de modelos analíticos, numéricos e experimentais, com ênfase na observação da tensão do adesivo. Além disso, de acordo com ele, foi criado um software com interface amigável, para o projeto de doublers colados. O objetivo foi reunir os modelos analíticos e numéricos e compará-los com os modelos experimentais.
 
Previsão
Ainda existem diversos estudos a serem desenvolvidos nesta área e um aprimoramento de todos os métodos utilizados no trabalho até aqui. Além disso, deve-se prosseguir com os ensaios e testar outros tipos de adesivos, além de realizar o estudo dos efeitos ambientais. "Talvez daqui a uns 20 anos as aeronaves estarão sendo fabricadas com grande parte da sua estrutura colada", avalia Fanton.
 
 



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