Polímeros, cerâmicos, metálicos e compósitos: veja quais são os principais tipos de materiais

Os polímeros trouxeram uma verdadeira revolução no âmbito da indústria, ainda mais com o surgimento do PVC e suas variantes. Porém, os metais são empregados há séculos pelas fábricas, sendo um material indispensável em qualquer indústria. 

Os materiais cerâmicos também têm vasto uso, inclusive para a produção de equipamentos médicos e militares. Você sabia que algumas placas de cerâmicas conseguem desviar um projétil de alto calibre?!

Por fim, temos os compósitos, uma família imensa de materiais e que não para de crescer. Embora pareça um material novo, é uma família usada desde as primeiras civilizações.

Ficou curioso e quer aprender mais sobre esses materiais? Leia até o final!

A importância dos polímeros na indústria

Polímero é um nome bastante estranho, não é verdade? Parece algo de outro mundo, que não vemos com tanta frequência. No entanto, praticamente tudo que é produzido leva algum polímero, seja em sua composição ou no embalo.

Em resumo, os polímeros são materiais constituídos de moléculas grandes, com diversas propriedades interessantes para a humanidade.

Um dos mais conhecidos é o plástico, mas você já parou para pensar quantos tipos de plástico existem? O que vemos em notebooks, por exemplo, é bastante duro e fino; já o usado em sacolas é maleável como uma película.

Essa liberdade torna os polímeros extremamente valiosos para as indústrias!

Borrachas

As borrachas ilustram o “espírito” dos polímeros: temos elásticos sendo sensíveis às tensãos, enquanto os pneus conseguem suportar a mesa de um caminhão.

Além disso, temos a questão da compressibilidade de uma borracha, que também é um atributo controlável durante sua produção.

Borrachas sensíveis à pressão podem ser ótimas para amortecer, enquanto as mais rígidas tendem a ser melhores em vedação.

Um fato interessante sobre as borrachas é que devido à sua estrutura, elas não conseguem ser derretidas como o plástico. Por isso, é comum moer borracha e usá-las como aditivo para a fabricação de asfalto.

Plásticos

Os plásticos são facilmente aditivados para atender às necessidades específicas da sociedade como um todo.

Temos, por exemplo, o plástico usado em copinhos descartáveis, bastante maleável e fino, quando transparente. Por outro lado, existem copos de plástico muito mais resistentes, como os que vemos sendo distribuídos como brinde.

Além disso, o plástico é importantíssimo na construção civil, pois tanto os canos de água quanto de gás costumam ser de plástico — o famoso PVC.

Se você olhar com atenção para os objetos em sua casa, perceberá que é raro encontrar algum item que não faça uso desse material.

Fibras

As fibras são materiais cuja estrutura é uma disposição de filamentos ou tiras, de forma entrelaçada ou um sobre o outro.

Uma fibra natural muito utilizada na indústria é o algodão: quando trabalhado, é capaz de formar tecidos para a produção de roupas.

Fora as fibras naturais, temos as sintéticas, que fazem uso de polímeros para sua construção. As garrafas PET nada mais são que fibras sintéticas, assim como o acrílico.

A união de duas ou mais fibras pode proporcionar materiais de interesse para a sociedade, como os cintos de segurança.

Aplicações dos cerâmicos na indústria

Os cerâmicos atuam em diversas frentes nas indústrias, tendo características indispensáveis para diversos segmentos da economia.

Na medicina, os cerâmicos aparecem nas próteses, como em ossos artificiais e em reparo dentário. Além disso, também é fundamental para a construção de aparelhos de ultrassom, pois todo ultrassom usa cerâmicas para emitir e captar as ondas sonoras.

Uma das principais curiosidades da cerâmica é que, independentemente do material cerâmico desejado, ele será composto por três classes de componentes:

• Silicatos
• Argilominerais
• Feldspatos

Os silicatos são empregados como estabilizadores da massa cerâmica, enquanto os argilominerais conferem plasticidade e os feldspatos atuam como fundentes.

A proporção desses elementos cria os diversos tipos de materiais cerâmicos.

Cerâmica tradicional

A cerâmica tradicional visa atender às demandas mais básicas das sociedades. Ou seja, está intimamente ligada à construção civil e a utensílios de casa, como louças, pias, privadas e assim por diante.

Essa categoria carrega o nome de “tradicional” porque é usada há milhares de anos pela humanidade. Os chineses, por exemplo, fazem peças de cerâmica há milênios — inclusive a fabricação de cerâmicas faz parte da cultura deles.

Como não têm aplicações complexas, as cerâmicas tradicionais tendem a ser simples de produzir. A pureza da cerâmica não é tão interessante nessas aplicações quanto é para outras áreas.

Cerâmica avançada

As cerâmicas avançadas são usadas em componentes, equipamentos e ferramentas de alta precisão, por isso precisam de uma qualidade superior às cerâmicas tradicionais.

Um dos setores que mais usam essas cerâmicas é o de eletrônicos: a cerâmica é usada para criar resistores de alta precisão, que compõem circuitos elétricos para finalidades específicas.

Aliás, os resistores trabalham com um grau de confiabilidade, ou seja, o quão precisa a resistência do resistor é, e o quanto ela oscila durante o uso. Quanto maior a confiabilidade de um componente, mais caro ele se torna.

Da mesma forma, peças de cerâmicas podem ser empregadas para a produção de sensores bastante poderosos, assim como materiais piezoelétricos, muito utilizados em ultrassom.

Como havíamos mencionado, muitos equipamentos de proteção militar usam cerâmicas por causa de seu comportamento: quando atingida por um projétil, ela quebra em vários pedaços, diminuindo a energia cinética inicial e até defletindo o projétil.

Biocerâmicas

Nosso organismo se adaptou para repelir objetos estranhos, como organismos invasores, corpos estranhos e assim por diante. Assim, quando colocamos um material que não faz parte da estrutura original de nosso corpo, ele tende a reagir mal.

As biocerâmicas atuam para minimizar essa reação negativa dos organismos, permitindo fixar ou substituir, inclusive, os ossos.

Note que a cerâmica pode ser produzida com base nos ossos humanos, por isso conseguem desempenhar bem esse papel, quando cirurgicamente implementadas.

Além disso, existem cerâmicas que imitam dentes, bastante interessantes para a recomposição dentária.

Materiais metálicos e suas aplicações

O ferro é um dos metais mais usados pela humanidade, assim como o cobre e o ouro. Por suas propriedades, o ferro sempre teve espaço nas artes militares, seja para defesa ou ataque.

No entanto, peças feitas de ferro costumam oxidar com muita facilidade, diminuindo a vida útil delas. Uma solução encontrada foi a união entre ferro, estanho ou cromo, formando o aço, vastamente empregado nas indústrias.

Assim, como acontece com os plásticos, componentes metálicos são largamente utilizados na criação de produtos, nos mais diversos setores.

Aço

O aço tem como característica de interesse o controle de suas propriedades.  Nesse sentido, aços mais maleáveis podem ser obtidos por processos industriais com facilidade, apenas com o uso de aditivos e técnicas de produção.

No dia a dia, costumamos ver aço nas prateleiras dos supermercados, em forma de latas, para comportar alimentos. Por não oxidar com facilidade, é o material ideal para essa tarefa.

Além disso, ele também está presente na construção civil, dado que existem variações muito resistentes tanto à tensão mecânica quanto aos efeitos climáticos.

Os automóveis também se beneficiam bastante do aço, principalmente em certas partes que precisam de mais resistência e maleabilidade.

Ferro

O ferro é mais barato que o aço, por isso tende a ser vastamente utilizado pelas indústrias.

No caso, devido à sua oxidação, tratamentos extras são feitos para evitar contaminar outros produtos, principalmente alimentos.

Em geral, o ferro está presente nos utensílios domésticos, latas de alimentos e estruturas empregadas na construção civil. É fácil perceber que um objeto é feito de ferro por causa de sua coloração avermelhada, que indica oxidação.

A maioria das peças de ferro vem com revestimento, como uma pequena película que impede o contato direto entre as partes.

Alumínio

O alumínio é um dos materiais mais versáteis que temos à disposição.

Quando feito em forma de lâminas, tem como finalidade dispersar calor de componentes eletrônicos — como é o caso dos processadores de computador.

Além disso, o alumínio pode ser trabalhado para ficar tão fino quanto o papel, ajudando a distribuir a temperatura em uma superfície.

Por ser leve, também é usado na construção de aviões e demais veículos aeroespaciais, até mesmo satélites fazem uso de alumínio em suas estruturas.

O alumínio está bastante presente em nosso dia a dia!

Cobre

O cobre é um metal com forte relação com sinais elétricos e formação de campo magnético.

Além de ser resistente à corrosão e bastante rígido, traz características de interessante para a indústria, como alta condutividade elétrica e maleabilidade, permitindo empregá-lo para diversas finalidades.

Esse metal é o mais utilizado para a produção de fios, tanto elétricos quanto de telefone.

No entanto, ele não se limita a isso: diversos componentes eletrônicos precisam do cobre para funcionar, como é o caso dos solenoides que, embora não fiquem expostos, têm função vital para hardwares complexos.

Reciclagem de metais

Um ponto muito interessante sobre os metais é que esses elementos podem ser reciclados infinitamente, sem perder suas características de interesse.

Ou seja, uma latinha de alumínio pode ser reciclada e se tornar muitos metros de arame, que também pode ser reciclado e virar outra latinha.

Além disso, reciclar metais é bastante simples, na maioria das vezes: por terem um ponto de fusão alto, acabam por se separar com facilidade dos demais elementos; a diferença de densidade também ajuda bastante, no que tange à recuperação dos metais durante a reciclagem.

Compósitos nas indústrias

Os compósitos são largamente utilizados nas indústrias. Na verdade, alguns dos materiais que citamos anteriormente são compósitos, mas deixamos para explicar esse conceito nesta seção.

Em resumo, um compósito é um material feito de dois ou mais materiais, de modo que o material resultante leve as características de todos os materiais usados para sua construção, mas ao mesmo tempo diferindo de todos.

O melhor exemplo de compósito na antiguidade são os tijolos de barro. Esses tijolos eram feitos de barro e palha, sendo muito melhores que as peças feitas somente de barro no que tange ao esfarelamento, porque conta com a palha como aditivo.

Indústria aeronáutica

A indústria aeronáutica é uma das maiores consumidoras de compósito justamente por causa da premissa dos aviões: eles precisam ser leves e resistentes.

Portanto, todas as partes dos aviões devem ser o mais leve possível, mas sem perder a resistência. Essa “forma de pensar” fez com que surgissem materiais impressionantes, como vidros finos mais resistentes que o aço.

A fuselagem é outra parte que merece destaque, pois é responsável por boa parte da massa do avião. Ou seja, mesmo a menor diminuição da densidade do material usado na fuselagem resulta em um grande avanço no setor aeroespacial.

Construção civil

Agora que você entendeu o conceito de compósito, com certeza deve se lembrar do que falamos sobre as borrachas, lá na introdução deste conteúdo: elas são moídas e usadas como aditivos para o asfalto.

Em outras palavras, o asfalto também é um compósito, assim como o cimento e até o próprio aço, que faz uso das propriedades do estanho.

Indústria automobilística

A indústria automobilística faz uso de compósitos para a mesma finalidade encontrada na indústria aeroespacial: o objetivo principal é diminuir a massa total do veículo.

Se usarmos um motor padrão em dois veículos, sendo um deles um pouco mais leve que o outro, teremos maior eficiência no veículo mais leve, proporcionando menos gasto de combustível para uma mesma trajetória.

Indústria biomédica

Na indústria biomédica, os materiais compósitos aparecem principalmente em próteses, tendo como objetivo diminuir a massa e aumentar a resistência dessas peças.

É por isso que ter um plástico com a mesma resistência que o ferro, por exemplo, é tão importante para a indústria biomédica.

Fábricas bélicas

Por fim, temos a fabricação de armamentos, nos quais os compósitos também são amplamente utilizados.

Nesse caso, há um interesse logístico: é mais fácil carregar peças mais leves que as mais pesadas. Isso vale tanto para o transporte por meio de caminhões quanto para quando a peça é levada à pé.

Além disso, os compósitos permitem otimizar certas propriedades de materiais já existentes para fins bélicos. O kevlar é um ótimo exemplo dessa otimização.

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